5G优化案例：地铁5G覆盖创新组网方案研究

地铁5G掩盖创组网方案争论XX名目\l“_TOC_250014“一、方案背景 1\l“_TOC_250013“二、方案原理 2\l“_TOC_250012“5G信源选型确保射频通道数量 2\l“_TOC_250011“数据配置方案确保码字数量 3\l“_TOC_250010““左右穿插掩盖”让多径信号数量翻倍 3\l“_TOC_250009“区合并”提升CQI、MCS以及形成Rank4 4\l“_TOC_250008“三、方案试点 6\l“_TOC_250007“试点网络描述 6在大院围墙上部署漏缆 6在二楼天花板部署漏缆 8信源配置方案 9测试方案描述 11测试工具 11围墙上单条漏缆测试方案 11二楼天花板两条漏缆测试方案 11闭锁周边5G扇区降低干扰 12\l“_TOC_250006“测试数据分析 12围墙上单条漏缆测试数据及分析结果 12二楼天花板两条漏缆测试数据及分析结果 16\l“_TOC_250005“方案试点结论 17\l“_TOC_250004“四、方案价值 18\l“_TOC_250003“本钱价值 18\l“_TOC_250002“对标价值 18\l“_TOC_250001“推广价值 18\l“_TOC_250000“五、后续打算 19摘要对地铁场景的存量线路，承受传统方案进展地铁轨行区隧道内的5G网络四通道改造，需要增两条泄漏电缆，资金投入大，工程量大，协调难度高。本文创提出了“左右穿插掩盖”方案，无需增漏缆，在原来的两条泄漏电缆上低本钱实现5GRank4速率，相比两缆方案，NR3.5G下载速率均值、峰值分别提升约26%、20%。创方案的实现本钱低、实施难度低、协调阻力小、推广范围大，可以在地铁场景快速实现对移动NR2.6G对标优势，提高5G一、方案背景2〔即：信源侧只能满足2T〕，地铁轨行区〔隧道〕就是如此。目前，在地铁轨行区的每个单向隧道内普遍承受部署两条平行泄漏电缆的方案进展隧道内的均匀“线掩盖”，但是，一旦承受传统的5G合路方案，就只能供给2路射频放射通道，无法在此重要场景中充5G5G4T4〔公安系统、列车安全运行系统、电源系统等〕协同安排隧道内的安装空间，可实施性较高。但是，对于存量地铁线路，建设4条泄漏电缆的方案可行性较低、建设本钱较高。为了实现4T，至少需要增两条泄漏电缆，但是，增的泄漏电缆往往已经没有适宜的安装空间了，适宜的安装空间已经被线路建时的其他系统占用上〔见以以下图号以相对低的穿透损耗进入车厢。现在，假设去增两条泄漏电缆，在玻璃窗户高度范围内的线缆托架上，往往没有空余安装位置了，其他位置将会导致漏缆的掩盖效果大打折扣。1-1地铁轨行区隧道内景假设比较幸运，增的泄漏电缆照旧具有适宜的安装空间，但是，浩大的施工合流程大事，或者施工工具遗漏现场等，将会导致地铁列车安全行车隐患。XX地铁1号线为例〔全长34.24千米，其中地下线31.635千米〕，995万元，资金压力较大。5G5G5G二、方案原理5G网络中，实现四通道下行速率需要同时满足如下因素：5G信源的射频信号输出通道≥4；射频信号携带的码字≥4；无线环境能产生丰富的多径重量；多径重量在终端侧的CQI、MCS能满足四通道下行速率门限要求。4因素。5G信源选型确保射频通道数量5GRRU4T4R、8T8R，其中，4T4R最经济有用。但是，目前在集团选购框架内，NR3.5GRRU2T2R和8T8R这两种规8T8RNR3.5G的设备选型为RRU5818(3.5GHz8T8R,8*50W,-48VDC方案就承受此型号的8T8RRRU。数据配置方案确保码字数量MIMO无线环境下，终端侧通过有效解调不同无线数据流携带的码字来实现MIMO数据传输，即：假设有效解调出4个码字数据流，就可以实现下行四通道业务速率。在进展5GRRU网管数据配置时，通过配置射频通道数量，间2T2R，相应的码字数量24T4R4。号输出的码字数量分别为248个。在本方案中，推举的射频通道配置4T4R，在此配置下，伴随RRU44个。“左右穿插掩盖”让多径信号数量翻倍在地铁轨行区隧道内，泄漏电缆每隔一段距离〔400~600米会被截频段输入端口。目前，业界常用的POI的输出端口有两个，相当于在信号输出方向是二功分，两个输出端口分别连接开断点处的一条漏缆的两个接头，把被截断RRPOI输入端口进入后，从POI的两个输出端口分别向这条漏缆的此开断点两侧传播。图2-1是一POI实物图，图2-22T2RRRU经过POI的跟漏缆进展连接的示意图。图2-1POI实物图图2-22T2RRRU经过POI跟漏缆连接的示意图在本文所提出的“左右穿插掩盖”方法中，同一隧道内的相邻RRU〔射频、ANT2”、“ANT3、ANT4RRU的两个射频通道的无线信号通过POI依次馈入到两条泄漏电缆上。由于配置了4T4R，每台的另外两个射频端口用假负载堵住，防止产生驻波告警。在开断点处，RRU5818跟POI、泄漏电缆、假负载的硬件连接示意图如下：2-3“左右穿插掩盖”法的硬件连接示意图5G终端同时可以接收到相邻两台RRU58184路无线射频信号，其中2路无线信号来自其中一台RRU5818ANT1ANT22路无线信号来自另外一台RRU5818多径信号。CQI、MCSRank4配置为不同的小区，用户所处的Rank2。而且，由于在相邻开断点之间，5G终端可以同时接收到信号强度相当的两个小区无线信号，SINR会受到影响，从而导致CQI、MCS降低，进而降低下载速率。在同一运行方向上，相邻地铁车站之间只可能有1趟地铁列车在运行，因此，RRU5818进展“小区合并”，这样的好处较多：5G终端在不同小区间频繁切换导致的无线空口资源消耗；5G无线信号的SINR，进而提升CQI和MCS；可以构建出Rank4无线信道。对于第〔3〕点好处，原理解释结合以以下图进展：图2-4“左右穿插掩盖”构建的Rank4无线信道示意图其中：、ANT212无线数据流分别通过“POIBB”、“POIA→泄漏电缆A”这两条路径传播到地铁乘客那里；开断点“X+1RRU5818“ANT3、ANT434无线数据流分别通过“POIBB”、“POIA→泄漏电缆A”这两条路径传播到地铁乘客那里。由于开断点“X”和“X+1”处的RRU5818配置了“同小区合并”，两台RRU1台RRU4路数据流相当于是来自1RRU41234。并且，1260cm的漏缆BA形成空间复两边沿漏缆B传播到地铁乘客四周，也形成空间复用〔码字2和码字3之间也1234相互之间通过空间复用形成了4个相互关性较低的无线信道，即形成了Rank4无线信道。三、方案试点署了两套泄漏电缆试验网络，用来进展测试验证。试点网络描述在大院围墙上部署漏缆300米，通过对泄漏电缆的刻意迂回，可以用断点距离最长为530米〕5G扇区闭锁的状况下，可以简易模拟地铁隧道内泄漏电缆的掩盖力气，可以在围墙下进展泄漏电缆所输5G信号的CQT和-5/8’’5楼天台信源处。为了确5405楼天台上通过绕圈迂回预留了共计约160540米，所以用了两盘漏缆进展接续，楼北侧墙壁→东侧围墙→南侧彩钢房顶上→发电机房北侧墙上→南侧仓库墙壁上→西侧架空→北侧围墙→东大楼引上炮台”。铁北电信大院围墙漏缆的布放路由俯视图如下：3-1大院围墙漏缆的布放路由俯视图1-5/8’’泄漏电缆的组网平面图如下：铁北电信大院泄露〕.dwg本次试点组网承受“XX俊知技术”生产的泄漏电缆，型号为HLRHTCYZ-50-42H〔1-5/8’’〕，照片如下：3-2俊知技术泄漏电缆规格型号大院围墙漏缆现场部署照片见图3-3。其中：图〔a〕是东大楼楼顶天台预留的泄漏电缆，图大院东侧围墙南侧西侧的全景照片，图大楼炮台引上引下照片，图〔d〕东侧围墙上漏缆部署照片，图〔e〕是在大院西侧部署架空泄漏电缆。〔a〕〔b〕〔c〕 〔d〕3-3围墙漏缆的现场部署照片

〔e〕5401-5/8’’泄漏电缆的主要目的是：验证把NR3.5G1-5/8’’泄漏电缆时能否满足掩盖要求；对单条1-5/8’’泄漏电缆应用“左右穿插掩盖”方法时，能否产生Rank2效果。在二楼天花板部署漏缆铁北大院东面大楼长度约50米，可以在2楼走廊的天花板下方平行部署多条泄漏电缆，承受“左右穿插掩盖”组网方案后，通过把握RRU5818的射频通道输出功率来模拟Rank4效果。1-5/8’’泄漏电缆〔11/4’泄漏电缆，用来验证其他试点网络效果并且间距可以依据需要进展调整。泄漏电缆时，把信源安装在走廊中间，从信源引1/2’’1-5/8’’泄漏电缆的两端连接起来。此处组网照旧承受“XX俊知技术”泄漏电缆。组网平面图如下：铁北电信大院泄露〕.dwg1-5/8’’泄漏电缆的主要目的是：效果能否如期实现；Rank4下载速率跟SSB-RSRP的关系；的关系。铁北大院东面大楼二楼走廊天花板下方部署泄漏电缆的照片如下：3-4二楼走廊天花板下方部署泄漏电缆现场照片信源配置方案5G小区。两台RRU的名称分别命名为：天宁区铁北电信大院泄漏电缆试点NR3.5G_RRU1；天宁区铁北电信大院泄漏电缆试点NR3.5G_RRU2。4T4R，其中：3.1.1天馈时，RRU1ANT1和RRU2的ANT2射频端口分别连接3个射频端口都用假负载或天线堵住；ANT3、ANT42个射频端口都用假负载堵住。网管参数配置截图如下：3-5网管参数配置截图信源的现场安装照片如下：测试方案描述测试工具NR3.5G5G3-6信源现场安装照片信号掩盖状况的测试工具见下表：测试终端华为mate30测试软件APP1：华为PHU；APP2：Speedtest分析软件华为Probe围墙上单条漏缆测试方案8CQTPHURSRP、SINR、Rank指示，承受Speedtest记录下载和上传速率。并且，测试方案进一步细分为两局部：RRU的单个射频端口功率所能掩盖的最远距离；效果二楼天花板两条漏缆测试方案另一端，承受PHURSRP、SINR、下载速率。并且，测试方案进一步细分为两局部：测试“左右穿插掩盖”组网效果随着SSB-RSRP变化的波动状况；测试传统方法组网效果随着SSB-RSRP变化的波动状况闭锁周边5G扇区降低干扰5G扇区的干扰，SINR较高。为了构造靠近地铁隧道内的无线网络环境，进展试点网络测试时，把四周5G扇区进展闭锁，使测5G邻区信号的SSB-RSRP≤-110dBm45G宏站12个扇区，宏站名称为：铁北局、红菱塘、凯豪、常柴宿舍。测试数据分析围墙上单条漏缆测试数据及分析结果因此只进展不同长度处的CQT测试。CQT测试分为两种场景进展：RRU5818应用于地铁隧道漏缆上时的单通道最远掩盖距离；场景二：依据“左右穿插掩盖”方法，两台进展“同小区合并”后的RRU5818的各1个射频通道的功率同时从漏缆两端输入，通过测试猎取单条漏缆Rank2业务速率的效果；场景三：依据“左右穿插掩盖”方法，两台进展“同小区合并”后的RRU5818的各2个射频通道的功率同时从1-5/8’’和1-1/4’’漏缆两端输入，通过测试猎取两条不同规格漏缆混合组网时的Rank4业务速率的效果。场景一测试数据及分析结果进展此场景的测试时，1-5/8’’410米〔即：没有把另一根130米长的1-5/8’’漏缆接续在一起〕。CQT测试数据见下表：测试位置车棚引下处南面围墙摄像头南面围墙电杆处油机发电房东面围墙南侧东面围墙北侧东面围墙白砖拐角最东面围墙北侧漏缆刻度〔m〕478384366345274254239215传播距离〔m〕47141159180251271286310RSRP〔dBm〕-76-80-83-82-83-85-86-86SINR〔dB〕2920182115172221下行速率〔Mbps〕260288280292291275289290上行速率〔Mbps〕7675557674545537本次试点组网，由于材料猎取和场景搭建条件受限，没有接入POI，也没有条件进展车厢穿透损耗测试。其中：POI插入损耗：在NR3.5G4dB；步行和上车测试场强补偿：分析省网优前期的测试数据，隧道内步行测跟在地铁车厢正常行驶时相比，均值、7.9dB、12.6dB、4.5dB。现网边缘场强依据-105dBm取值，为了让测试结果更合理地应用于现网部署”〔取12.6dB〕RSRP-105dBm+12.6+4=-88.4dBm即为模拟组网边缘场强位置。从上表可以看出，在漏310米时，NR3.5G的接收场强-86dBm已经接近模拟组网边缘场强-88.4dBm。实际的地铁轨行区隧道存量1-5/8’’漏缆是部署了两根，相比于单根漏缆有3dB的功率增益；同时，试点组网是开阔环境，没有反射信号，在实际的地铁轨行区隧道内，漏缆输出的无线射频信号在车厢和隧道墙壁之间近距离频繁反射加强车厢内无线信号强度。因此，CQT结果所呈现的边缘场强对应的传播距离，在实际地铁组网中能漏缆的两端同时以最大功率馈入NR3.5G30~50米的切换带，照旧可以满足NR3.5G信号的正常掩盖。场景二测试数据和分析结果进展此场景的测试时，分两次进展测试：第一次测试时，1-5/8’’漏缆的测试540〔4101301-5/漏缆接续在一起410米〔即：没有把另一根130米长的1-5/8’’漏缆接续在一起〕。测试位置漏缆刻度〔m〕测试位置漏缆刻度〔m〕ANT1端口的距离〔m〕ANT2端口的距离车棚引下处南面围墙摄像头南面围墙电杆处油机发电房东面围墙南侧东面围墙北侧东面围墙白砖拐角最东面围墙北侧47838436634527425423921547141159180251271286310493399381360289269254230〔m〕RSRP〔dBm〕-67-75-78-82-92-89-84-85SINR〔dB〕2525222025212627下行速率〔Mbps〕512320349365361340472493上行速率〔Mbps〕9699918164446876其次次CQT测试数据见下表：车棚引南面围墙南面围墙油机发东面围东面围东面围墙最东面围下处摄像头电杆处电房墙南侧墙北侧白砖拐角墙北侧漏缆刻度〔m〕 47838436634527425423921547 141 159 180 251 271 286 310〔m〕363 269 251 230 159 139 124 100〔m〕RSRP〔dBm〕-75-72-84-78-77-78-76SINR〔dB〕32292226263232下行速率〔Mbps〕489443510506493564521上行速率〔Mbps〕96998899969898测试位置到ANT1端口的距离测试位置到ANT1端口的距离到ANT2端口的距离、-89dBm〕已〔-88.4dBm〕，因此，对于单通道最大功率50W的NR3.5GRRU，所能确保掩盖指标的最大开断点距离为530左右。443Mbps~564Mbps1-5/8’’单缆部署“左右穿插掩盖”能实现稳定的Rank2速率。场景三测试数据和分析结果进展此场景的测试时，1-5/8’’410米〔即：没有把另一根130米长的1-5/8’’漏缆接续在一起〕，1-1/4’’漏缆的测试总长为450米。测试位置1-5/8’’漏缆刻度〔测试位置1-5/8’’漏缆刻度〔m〕1-5/8’’漏缆到ANT1端口的距离〔m〕1-5/8’’漏缆到ANT2端口的距离〔m〕1-1/4’’漏缆刻度〔m〕1-1/4’’ANT1南面围墙摄像头南面围墙电杆处油机发电房东面围墙南侧东面围墙北侧东面围墙白砖拐角最东面围墙北侧38436634527425423921514115918025127128631026925123015913912410018420422528831332935418420422528831332935426624622516213712196-80-81-82-86-80-81-8527212415243223791737766723742684608172172170166174189192端口的距离〔m〕1-1/4端口的距离〔m〕1-1/4缆到ANT2端口的距离〔m〕RSRP〔dBm〕SINR〔dB〕下行速率〔Mbps〕上行速率〔Mbps〕〔a〕 〔b〕 〔c〕 〔d〕〔e〕 〔f〕 〔g〕3-7围墙两缆“左右穿插”组网的Speedtest测试结果从上表可以看出，最弱的SSB-RSRP都大于模拟组网边缘场强-88.4dBm且，在开断点中部约200米范围内〔距离两侧开断点大约各100米〕，平均下载700Mbps〔Rank3速率范围〕，其中最高的平均下载791Mbps〔符合Rank4速率范围〕，平均上传速率都大于160Mbps。二楼天花板两条漏缆测试数据及分析结果1-5/8’’漏缆部署完成后，使用华为PHUDTDT测试分为两种场景进展：RRU58181-5/8’’漏缆上时的双缆双通道的业务速率；场景二：依据“左右穿插掩盖”方法，两台进展“同小区合并”后的RRU58182个射频通道的功率同时从漏缆两端输入，通过测试两条场景一测试数据及分析结果的开断时，步测时RSRP均值的最差值为-87.55dBm。RRU5818通道功率最大可46.9dBmRSRP均值接近-87dBm。PHU测试结果截图如下：3-8场景一的PHUDT结果截图通道功率 RSRP通道功率 RSRP均值 SINR均值下载速率均值下载速率峰值组网方案〔dBm〕〔dBm〕〔dB〕漏缆规格〔Mbps〕〔Mbps〕两缆单向掩盖29.9-87.327.41-5/8’’601694上表的下载速率均值属于典型的Rank2速率范围。场景二测试数据及分析结果跟上一场景类似，在本场景测试时，通过降低通道功率，使RSRP均值接近-87dBm。PHU测试结果截图如下：3-9场景二的PHUDT结果截图通道功率 RSRP通道功率 RSRP均值 SINR均值下载速率均值下载速率峰值组网方案 漏缆规格〔dBm〕〔dBm〕〔dB〕〔Mbps〕〔Mbps〕两缆左右穿插掩盖25.9-85.227.11-5/8’’760835上表的下载速率均值介于Rank3和Rank4之间，峰值速率属于典型的Rank4速率范围。26.5%，下载速率峰值提升了20.3%。方案试点结论本次试点得出了如下结论：结论一：对于铺设1-5/8’’泄漏电缆的存量地铁线路，当轨行区隧道内开断点距离到达530米时，接近华为RRU5818〔8*50W〕所能满足NR3.5G信号正常掩盖的边缘，对于更大的开断点区间段，假设承受NR3.5G信源进展合路，建议承受单通道射