王祖阳,苏雷,张国栋,杨传祥
(中国移动通信集团设计院有限公司山东分公司,济南 250001)
高级别国际会议对通信系统运行稳定性、安全可靠性、用户感知等有着特殊要求,不容许出现任何差错,网络质量的进一步提升及安全可靠性设计是峰会通信及信息安全保障的重要环节。
媒体工作区及新闻发布厅等区域,即拍即传、视频直播等大带宽业务对网络容量提出了极高的要求,如何利用好有限的频率资源做好网络容量规划设计并控制好系统干扰,在确保优质的网络质量的前提下,最大限度满足峰会期间局部网络超大带宽需求面临着巨大挑战。
新建场馆结构复杂、内部装修风格独特,对室内信号分布系统线缆布放及天线点位安装提出了不少限制条件,对通信系统方案设计及施工带来了较大的挑战和困难。此外,工程勘察、施工可能影响到部分酒店正常营业,有些酒店业主协调存在一定困难,在一定程度上影响勘察设计及施工效率和进度。
国际峰会国际漫游用户较为集中,如何充分满足国漫用户的业务需要,确保国漫用户良好的业务感知,需要在重点区域针对国漫用户做好针对性的网络规划设计。
此外,现网还存在一些薄弱环节,需要根据峰会通信保障工作的需要,进行针对性整治、优化提升:大多数酒店室分建设较早,器件老化,局部区域网络性能指标存在不足,需要进一步提升。部分酒店未实现双路覆盖、天线未进房间,满足不了重要会议保障要求。重点道路、市内重点景区等公共区域网络覆盖连续性需要进一步加强。机场、车站、部分酒店等个别区域网络容量和质量需要进一步提升。
本次峰会通信保障无线网涉及会议中心、新闻中心等7个场馆、60多个重点酒店、机场火车站及重点道路、市内重点景区等。主会场、新闻中心、酒店等地理分布较零散,保障区域范围广,需要做好通信网络“点、线、面”整体规划和保障。“点”覆盖主要是通过新建或改造室内信号分布系统对重点场馆、酒店、交通枢纽等点目标进行网络覆盖提升;“线”覆盖方案是通过新增宏微基站或优化调整等手段重点对机场高速、跨海大桥、海底隧道、市区重点道路等进行覆盖提升;“面”覆盖是通过优化补点等手段对全网进行面的整体优化和提升,确保用户连续、优质的业务体验。本次峰会“点”、“线”覆盖方案要点描述如下。
主会场覆盖方案:主会场新建场馆,地上4层地下1层,内部划分多个功能区,设有主会场、迎宾厅、多功能厅、媒体工作室、小型新闻发布厅等。主会场无线网络覆盖方案:新建传统室分+局部新型室分补充。新建双路传统室分(天线进房间),馈入了TD-LTE E、F、D频段、GSM-Hi(FDD 1800)、GSM900。因业主协调原因,受限于设备安装,只在新闻发布厅设计和建设了新型室分系统。主会场内部错层结构对室内信号分布系统容量规划及逻辑小区划分带来较大的挑战。项目组突破以水平或垂直单一平面划分逻辑小区的传统思路,创新性地采用立体划分逻辑小区的方法,使主会场容量规划及干扰控制更加精准。主会场内部装修特殊,室分系统线缆布放及天线点位受限、部分区域有金属吊顶,项目组在与业主反复沟通的基础上,创新性地采用了双极化全向天线、金属吊顶区域天线外露的设计方案,大大提高了设计方案的有效性和可实施性。本次青岛上合组织峰会主会场周边分布着多功能厅(宴会厅)、观景台、安保中心、奥帆博物馆等,为确保网络通信质量及良好的用户感知,采用了室内外网络覆盖整体规划的思路,通过室内外基站相结合、宏微基站相结合,针对主会场及周边区域进行整体覆盖、整体保障。
酒店覆盖方案:主要采用对原有室分系统进行改造,单路改双路、天线进房间、馈入GSM-Hi(FDD)的建设思路,并在会议室、宴会厅、大堂等重点区域新建新型室分进行容量补充。在酒店覆盖方案设计过程中,对于一些因业主协调问题而无法实现天线进房间的场景,为确保用户良好的业务体验,创新性地采用室外层层通天线从室外覆盖室内的设计方案,做到室内外相结合,最大限度提高网络运行可靠性和用户感知。
跨海大桥覆盖方案:青岛胶州湾跨海大桥总长度为26.75 km,是青岛机场至本次峰会部分外宾入住酒店的必由之路。原有GSM1800、TD-LTE(F)覆盖。为满足峰会保障更高的覆盖和容量需求,本次新馈入GSM-Hi(FDD)系统,并在桥上增加2个物理站点提升覆盖质量,最终跨海大桥覆盖共划分4个逻辑分区、19个物理站点,平均杆距1.3 km,平均天线覆盖距离670 m。
国漫用户覆盖保障:考虑到峰会国际漫游用户较为集中,聚焦国漫用户飞机着陆后初次选网争夺的关键点,通过在登机口外侧设置专门覆盖飞机滑行跑道的微站,结合周边已有宏基站确保关键区域覆盖电平的领先优势,使国漫用户能第一时间占用到中国移动优质网络。此外,为确保国漫用户良好的业务感知,聚焦覆盖连续性的需要,以NB-IoT 建设为依托、以会议保障为契机,在整个会议保障区域内进行了GSM-Hi(FDD)网络整体规划建设,充分满足国漫用户的业务需求。
媒体工作区及新闻发布厅等区域,即拍即传、视频直播等大带宽业务对网络容量提出了极高的要求。原传统室分(业主不允许改造)+多模新型室分+室内微站+动态小区分裂及参数动态调整,具体如下:合理设置逻辑分区及小区参数,确保容量及干扰控制平衡,容量热点区域独立一个逻辑小区;多种制式系统相互补充:传统室分+多模新型室分+室内微站;充分利用各种频率资源:900 MHz、1800 MHz、D、E频段,并考虑资源及参数动态调整;充分发挥MIMO效能,新型室分同点位双pRRU配置实现4T4R效果,并开启COMP、eICIC 功能;提前考虑逻辑小区进一步分裂预案,在天线点位设置时利用好楼体立柱的隔离作用。
本次峰会容量解决方案有以下4个创新点。
(1)创新性地把常规用于室外的微基站设计到场馆室内进行容量补充,最大限度满足新闻发布厅、媒体工作区超高网络容量需求。
(2)在容量规划设计中,创新性地提前考虑和准备逻辑小区进一步分裂预案,使新闻发布厅、媒体工作区等热点区域具备网络容量弹性扩容能力,提升紧急情况下抗击大业务量冲击的能力。
(3)创新性地设计出了新型室分“同点位双pRRU配置”方案,实现了4T4R效果,使覆盖区域内上行信道PRACH和PUCCH覆盖提升约3 dB,小区上行平均吞吐量增加10%~20%,小区边缘吞吐量可增加40%~80%。此外,由于业主协调的原因,新闻中心原有单路室内信号分布系统不允许进行改造,并要求峰会结束后场馆内部装修要全部恢复原样,这给pRRU及天线点位设计安装带来很大挑战。项目组在pRRU及天线点位设计时,创新性地结合场馆临时性室内装修,将新增的分布式皮站pRRU安装与装修融为一体,并设计了临时走线槽道,在满足业主特殊要求的情况下使通信保障方案得以顺利实施,如图1所示。
图1 pRRU与临时性装修融合一体化安装
(4)针对主会场、新闻中心场馆周边某些时段人员相对集中、部分区域网络容量紧张,为此项目组创新性地引入了5G技术4G化的3D-MIMO技术进行热点容量提升,使单载波网络容量提升300%以上。
本次青岛上合组织峰会主场馆及新闻中心建筑采用玻璃幕墙结构,室内外无线信号隔离较差,客观上存在室内外干扰的风险。为确保网络通信质量及用户感知,项目组采用了室内外频率整体规划思路,合理设置各系统工作频点、建筑物边沿天线点位及朝向等,并进行了专门的室内外干扰排查和协调,将室内外干扰控制在最低水平,确保用户良好的业务感知。
考虑到新闻发布厅、媒体工作区及主会场、新闻中心周边等区域往往无线网络频率复用度较高,为提升无线网络质量、确保良好的业务感知,在具体方案设计及频率规划时严格遵循同一地点不能出现同频覆盖的原则。同频点不管用在传统室分还是用在新型室分只能分区域复用,通过空间进行隔离。在规划室分系统逻辑小区边界时,注意根据业务热点具体分布情况和人员流动路线等因素,利用好建筑物内部隔墙、立柱等天然隔离物增加不同逻辑小区天线隔离度,控制好逻辑小区间的同频干扰,实现网络容量做大化与干扰控制的最佳平衡。
首先,无线网络采取传统室分与新型室分相结合设计思路,做到多系统互为备份和补充,提升系统容量及覆盖的同时,最大限度提高系统的安全可靠性。其次,无线网配套建设方面,制定了重要场馆及酒店配置双机房、双传输路由、双电源、双空调,重要区域为RRU、RHub配置UPS的总体设计原则。本次峰会通信保障无线配套方案实际落地情况为:奥帆国际文化中心(主会场)因物业方只能提供一个机房,最终方案是利用会场周围重点酒店(相距200 m的海尔洲际)信源机房1+1互为备份,形成双机房配置;新闻中心因物业方只能提供一个机房,周边也无距离近的其它信源机房,最终落地方案是单机房(双传输、双电源、双空调、 BBU 1+1冷备份),最大限度提升系统安全可靠性。
国际峰会对通信及信息安全保障提出了极高的要求。精细化的覆盖及容量规划设计、无线网干扰抑制及安全可靠性方案设计,为建设“极速、优质、可靠”的峰会通信及信息安全保障网络奠定基础。