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大型活动5G无线通信保障方案

8KCINE 发布于 02月08日 本文共2951个字,预计阅读时间需要8分钟。

通信世界网消息(CWW)5G网络可支持大带宽、低时延高可靠、海量机器类通信等典型业务,在5G发展初期预计视频类业务的流量所占比重较高。随着视频高清化、短视频业务主流化及直播全民化发展,4G网络的室内覆盖能力已无法满足100Mbit/s以上的上行速率、20ms以内时延的室内业务要求。而在大型赛事活动现场,用户密度极高,且5G视频业务需求相比其他场景更高,因此对无线网络规划、设计与优化工作的要求也相应提高,运营商需要重点保障网络高质量及高性能,确保业务承载能力,从而满足用户业务需求。

大型活动通信保障流程分析

大型活动通常体现了国家的综合实力,其无线网络通信保障工作一般需融合各类新兴的5G业务应用,是一项技术难度高、方案复杂度高的系统工程。运营商需要确保网络覆盖范围、容量及质量,在此基础上制定应急调整预案,全流程中的每一环节都需要细化并落实。

大型活动无线通信保障流程如图1所示。在活动保障前,首先需要进行科学合理的业务预测,在明确覆盖区域的前提下,通过用户行为分析和用户数预测,制定业务模型,从而完成业务容量规划。其次,需要对网络资源、网络安全等进行评估,制定无线通信保障建设方案及优化方法。最后,大型赛事活动业务突发性高,因此对网络中可能存在的风险制定应急方案不可或缺,以备在紧急情况下启用。

在活动进行中,需要进行无线网络保障值守,网络维护人员需实时监控网络状态,对于各类紧急事件进行排查处理。

在活动结束后,一般要对临时改动和调整的网络参数进行恢复,使无线网络回归常态化运行。

图1 大型活动无线通信保障流程

大型活动5G业务需求

5G网络应用主要包括云VR/AR、高清直播、视频监控、远程医疗、远程控制、云游戏等,而高清直播、VR/AR、机器视觉、远程会诊等室内业务对网络速率要求较高,具体业务指标可参考表1。对于大型活动而言,典型的5G业务应用包括4K/8K高清直播、VR直播、安防保障等。

表1  5G典型业务指标要求

4K/8K高清直播:5G直播可实时回传高清画面,实现360度全景高清、10倍变焦效果。

VR直播:通过5G VR技术对明星演唱会、大型赛事等进行实时直播,使用户获得身临其境般的体验。

安防保障:大型活动的安防工作非常重要,5G网络可以提供操作更智能、图像识别更清晰的安防视频监控手段。其中AR眼镜通过人脸识别技术可提升安防效率,智能机器人可以进行地面安全巡检,CPE回传设备利用5G网络将4K高清巡检画面回传以完成常规安全检查。

大型活动网络保障方案

大型活动一般在场馆内举办,属于典型的室内覆盖高业务需求场景。大型场馆通常面积较大,单体建筑跨度大,且以钢架结构为主,造成天线安装点位受限,场景空旷无遮挡,越区覆盖与干扰控制较为困难。业务方面的特点是:业务突发性强,数据业务需求远超语音业务,上传业务需求大,上行流量占总流量的比重可达40%以上。

(1)频谱规划

对于举办大型活动的场馆而言,需要协同考虑2G、4G、5G无线网络涉及的室内外所有频段。制定频率规划策略时,应尽量以室内外异频组网或错频组网为主,即使采用同频组网,也应采取各类手段控制并降低干扰。针对室内场馆的2G、4G、5G频点合理规划,根据业务需求划分小区,还应尽量考虑后续扩容时小区分裂的便利性。

5G建设初期容量普遍不高,室内一般采用两个频点间隔部署,随着用户需求的不断攀升,在局部热点区域还需要叠加新的5G频点以吸收话务。

(2)业务承载与容量规划

在大型赛事活动的通信保障中,无线网络建设总体投资较大,为了降本增效,需要合理利用现有网络资源,协同规划业务承载方式,保证用户业务服务体验。其中,5G网络主要承载高清视频、AR/VR等对带宽和时延要求较高的新业务;其他一些能够在4G网络中获得满意体验的应用,仍由4G网络承载。

对于大型场馆的容量规划,应考虑以极限容量进行规划,2G、4G、5G网络硬件一次部署,软件根据场馆举办赛事的实际需求进行灵活配置,既能够保障网络覆盖范围、容量和质量,又可以提升资源利用率。

5G容量规划需要结合4G网络负荷、5G业务发展预测等因素。进行容量需求估算时,应重点考虑用户数预测、市场占有率、终端渗透率和业务保障速率等指标,具体可参考表2。

表2  5G容量需求核算参考

通过容量估算方法,合理进行小区规划,随着业务的持续增长采用小区分裂、增加载波等手段保障网络容量。

3)设备选型

大型场馆室内环境以LOS径为主,覆盖较好,但是容量需求高且干扰极其严重。可以选择小微站、新型室分、赋形天线等设备和器件,提升网络容量、降低干扰。

5G室内覆盖设备可优先选择使用外接天线型分布式皮基站,采用光电复合缆支持最大距离200米的远端单元pRRU拉远。由于容量需求较高,一般应选择4T4R分布式皮基站设备,相比传统室内分布系统可以提供良好的覆盖及较高容量,同时也便于灵活地扩充容量。

赋形天线旁瓣抑制比高、滚降角度小,可精准控制天线覆盖范围,建议大型场馆在天线选择上优先采用赋形天线以控制干扰,有效消除相邻复用蜂窝区的重叠覆盖。

4)组网方案

对于高话务用户密集场景的场馆室内覆盖基站,如果选用分布式皮基站,应以多频多模设备为主,同时满足2G、4G、5G网络多制式需求。

根据4G与5G不同的性能及业务需求状况,也可以选择4G与5G分别独立部署一套RHUB中继单元与pRRU远端单元,也就是4G和5G采用不同的小区拓扑结构。该种方式的优点在于:4G网络容量需求较高、小区分裂密度较大,而5G建设初期容量需求不大,4G与5G网络可相对独立地进行性能优化。

在大型场馆的业务密集区域需要合理设计射频端安装高度及位置,干扰严重的看台区域外接赋形天线,当层高大于8米时,通过分布式皮基站外接四通道板状天线增强覆盖效果。

5)高容量保障方案

大型活动业务需求突发性强,具有潮汐效应,观看类活动直播、转播、AR/VR沉浸式体验等业务较多,上行业务需求非常强劲,且干扰严重,需重点考虑容量保障方案,可以综合考虑C-RAN、超高频率复用、室内外协同频率规划、载波池等功能协同应用。

其中,大型活动采用C-RAN组网具有较多优势。采用室内外BBU集中的C-RAN组网可以在一定程度上缓解室内外同频干扰,同时站间动态调度、载波资源共享功能也可以借助C-RAN组网获得增益,节省了载波资源,提高投资利用率。C-RAN集中机房为MEC/UPF下沉提供了最佳部署位置,大型赛事的实时直播、高运算、低时延需求更容易借助C-RAN实现MEC边缘云部署。此外,有利于引入协作化技术CoMP,提升小区边缘速率。

6)应急保障方案

大型活动的重要性和影响力极高,务必要保障网络的正常运行,对于突发情况应实施应急预案,确保业务顺畅进行。

容灾备份、设备备份:启用设备容灾备份方案,并进行冗余覆盖设计,一般应考虑多载波协同覆盖方式。

实时监控:对于用户数和利用率等关键指标进行监控,提前设置预警门限,一旦触发门限则开展应急负荷处理。

问题定位:提前准备相关参数预案,对临时出现的故障、高话务、高干扰等问题迅速定位。

快速调整落地:提前准备可能涉及的相关网络参数脚本,并开通绿色通道,确保优先执行。

一旦出现网络紧急突发事件,可以通过以上应急保障预案多措并举,最大程度地保障用户业务需求。

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