探讨5G网络在不同场景覆盖的方法

◆狄文远 王伟

（中国移动通信集团陕西有限公司 陕西 710077）

5G网络基于大宽带、低时延与“万物互联”特征逐步在不同行业与领域得到深入渗透，诸如住宅、交通干道等城市密集区域对于网络吞吐量、数据传输速率等提出了更高要求，成为5G网络应用过程中面临的重要挑战。因此需面向不同应用场景进行5G网络覆盖方法的选择与设计，满足实际网络需求。

1 5G网络的关键技术与应用场景细分

1.1 5G关键技术

其一是增强型移动带宽（eMMB）技术，通过提升网络容量支持多种设备下的海量数据传输需求，具有大带宽、网络吞吐量大、传输速率快等特征，可显著优化用户的上网体验。该技术支持的应用场景涵盖社交网络、家庭娱乐、远程培训等，其中以AR/VR为典型应用场景，由于AR/VR涉及超高分辨率、实时处理渲染模型等功能，对于网络带宽、容量与数据计算提出了较高要求；同时当前移动视频业务逐步延伸至社交网络领域，其中直播视频需保障实时互动、“1对多”交互功能，因此也对于网络带宽、数据传输速率具有一定要求，成为5G应用的重要场景。

其二是海量机器类通信（mMTC）技术，主要面向物联网领域的数据传输需求，适用于智慧城市、智能家居、智慧农业等场景。例如在智慧农业中，可利用mMTC技术支持大量传感器数据的传输，提供土壤温度、植株生长高度等数据；在智能家居中，利用mMTC进行数据传输，可实现对冰箱、窗帘、家庭监控等系统的远程遥控，实现对家庭设备的智能化管理。

其三是高可靠性与超低时延通信（uRLLC）技术，适用于无人驾驶等典型应用场景。例如在无人驾驶中，利用uRLLC技术能够获取到高精传感器数据，依托高精地图实现对路况信息的掌握与实时更新，满足大数据的在线及时处理要求，并提升机器视觉精度，配合通讯技术保障自动驾驶可靠性达到99.999%[1]。

1.2 应用场景细分

5G网络的应用场景主要包含广覆盖、深度覆盖、容量型与特殊场景四种类型，其中广覆盖场景表现为城市道路、商业区、城郊等场景，针对室内、室外分别采用“室分”系统与“宏站”等覆盖手段；深度覆盖场景包含住宅区、校园教学楼等场景，利用滴灌站点、室外信号配合“室分”系统实现覆盖效果；容量型场景包含中心商务区、交通枢纽、校园宿舍楼、大型场馆等场景，针对室内主要利用“宏站”与”滴灌站“方法满足覆盖容量需求，针对室内则利用室分系统与微站提升覆盖质量；特殊场景体现为高速铁路、地铁、公路隧道等典型场景，针对高速铁路需在优化“站”间距、站高设计的基础上以小区合并、高速标签等方法，针对地铁、隧道则通过敷设泄漏电缆、布设信源等方式实现覆盖效果。

2 5G网络多场景覆盖的具体方法探讨

2.1 中心商业区覆盖

中心商业区的建筑物通常集经济、科技、文化等功能于一体，包含金融中心、写字楼等商务办公场所，建筑布局较为紧密、穿透损耗大，整体无线传播环境呈现出复杂化特质。针对中心商业区场景下的无线通信话务特征进行分析，首先是用户密度大、高ARPU用户比重大，数据业务的话务量与质量要求偏高，且话务量浮动具有典型的昼夜差异，多以白天时段的话务量居高。在覆盖方案的设计上，可利用室外“宏站”、滴灌站、室分系统三种方式进行室内、局部及目标区域的覆盖。

在中心商业区的室外覆盖方式设计上，主要利用室外“宏站”进行大面积区域整体覆盖，搭配“滴灌站”、“微站”实现对局部区域的针对性覆盖。在条件允许的情况下，可选取在高度为30-40m建筑物顶层位置增设抱杆或美化天线，实现对建筑物邻近楼宇中低层、商业广场及道路等区域网络覆盖。然而在选址环节往往难度较高，在建筑物楼高超过40m的条件下需通过增大天线下倾角的方式防止越区覆盖，依据水平波瓣角≤65°、主波瓣方向无阻的原则进行天线选型；针对部分天线隐蔽性需求高的区域，侧重于选取方柱型、排气管等美化天线；针对室外“宏站”无法满足覆盖需求的室外区域，可选取“滴灌站”配合RRU、瓦基“微站”等覆盖方式，基于10-20m的挂高将其安装在路灯杆等构筑物上，搭配10-15dBi的天线满足覆盖需求。在室内覆盖方式设计上，采用以室分系统为主、以“微站”为辅的同频组网方式。在选址与设计环节，将“室分”天线安装在房间内，做好室内信号防干扰控制；针对室内建设难度大、容量需求不符的情况，可选取微RRU、微基站实现对局部区域的网络覆盖；针对地下停车场、电梯等场景，侧重于与建筑主体共用分布系统信源，满足网络覆盖需求[2]。

2.2 居民小区覆盖

根据建筑物种类可将居民小区划分为多层小区、高层小区与别墅等类型，其中别墅建筑物的层数多为2-3层，呈规则化分布、密度较高，因此主要选取“宏站”+美化天线配合滴灌站点、地面分布系统等方式在室外完成部署，在条件允许的情况下可选取路灯、广告牌等进行网络覆盖；多层小区的建筑层数多为5-8层，主要选用“滴灌站”与室外“宏站”相结合的覆盖方式，利用室外站点满足室内及公共区域的网络覆盖需求，实现立体化覆盖。

2.3 地铁无线覆盖

在地铁站台、站厅覆盖方案的设计上，现有DAS系统已无法支持5G频段的网络通信需求，采用4G网络叠加改造5G的方式面临网络恶化风险，采用提高信源功率的方式不具备良好的可操作性，采用新建无源分布系统的方式将造成较大损耗，因此当前推荐采用DAS+DIS混合组网方式，利用DIS实现对站台、站厅区域的网络覆盖。在地铁区间隧道的覆盖方式设计上，当前主要采用13/8"“漏缆”覆盖方式，无法支持5G网络下的3.5GHz频段，对此拟选取“2发2收”设备与1-1/4"“漏缆”实现网络覆盖需求，并针对原有开槽方法进行改进、提升缆线指标，以此优化覆盖效果；同时，还可选取可变耦合损耗“漏缆”或泄漏型波导管技术进行部署，但受成本造价的影响对其商用化“推广”产生限制，因此仍推荐采用传统“漏缆”覆盖方式，利用RRU+泄漏电缆满足隧道的网络覆盖需求[3]。

2.4 交通干道覆盖

针对高速铁路、公路等交通干道场景，在无线传播时穿透损耗较大、多普勒效应明显，诸如车速等条件均会对无线连接、切换、数据连接等产生影响，无法保障用户体验。在网络覆盖规划设计上，应以用户体验为先导进行重叠区的设计，多小区“合并”方式削弱切换时延、信号抖动对网络造成的影响；在站间距规划设计上，宜将“最佳站轨距离”控制在250-350m范围内，在不考虑切换带的情况下其单站覆盖距离约为1.4km；在组网策略的设计上，主要选取BBU/RRU级联方式，配合PCI码简化切换关系、减少切换次数，使用户仅在覆盖“高铁”扇区内进行通信，提升5G网络的业务性能；此外，针对山区、峡谷“宜建设”H杆，针对“高架”区域“宜建设”“三管塔”和单管塔，针对平原地区“宜建设”美化灯塔，针对市区“宜设置”抱杆、美化天线等，满足网络覆盖需求。

3 结论

伴随5G全面商用化进程的不断发展，5G网络的应用场景、覆盖区域将持续扩大，在网络覆盖方案设计时还需综合考量场址选择、覆盖范围、容量或干扰、投资成本等因素，采用先进技术手段、数字化管理模式与建设方法，满足不同场景及用户对网络覆盖提出的要求，更好地推动5G通信建设与发展。