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面向5G扩展型皮基站与智慧室分的融合应用

扩展型皮基站属于新型室分范畴,具备全节点监控及室内定位功能,但新型室分有源设备下移导致建设成本的下移,对于多隔断场景,高密度部署远端单元存在成本压力,同时考虑到室内定位的精度取决于远端单元的部署密度,实际的应用成本会更高,通过远端单元与智慧室分天线的融合应用可以有效降低部署成本。

日前在广州保利世贸展览馆开幕的中国移动全球合作伙伴大会上,展出5G扩展型皮基站与智慧室分融合应用的解决方案,该方案通过新型室分和智慧室分融合组网,综合双方的优势,形成低成本、高可靠、全节点可视化管控、具备室内定位扩展能力的融合创新解决方案。该创新解决方案依托中国移动的明星“双创”项目-智慧室分,业界第一次将蓝牙定位信标(iBeacon)、室分天线与扩展型皮基站相结合,帮助运营商同时打造一张电信级室内定位网络,国内众多厂家积极参与方案实现和商用推进。

1.低成本新型室分解决方案

扩展型皮基站是在一体化皮基站基础上,通过扩展单元增加多个远端单元的低成本新型室分解决方案,其主要由三部分组成:

主机AU(Access Unit):实现基站的各层协议栈处理以及系统管理功能; 扩展单元CP (Centralized Part):实现上下行基带数据的分发汇聚功能,并为远端供电; 远端单元(Distributed Part):实现信号放大和收发

系统原理框图如图1所示,单个AU支持4个CP和32个DP,DP功率是2*125mW。

图1 扩展型皮基站原理框图

2.融合组网方案

扩展型皮基站与智慧室分融合方案整合有源方案和无源方案的各自优势,在室内空间隔断较多的场景中能进一步降低覆盖成本。

图2为融合组网原理框图,其中远端单元具备智慧室分天线供电功能、集成蓝牙网关,可外接4-8副智慧室分天线。

图2 扩展型皮基站与智慧室分融合组网原理框图

该方案具备如下应用价值:

可视化智能运维

实现端到端网络设备工作状态实时监控,确保网络运行稳定;

精准弱覆盖分析

精准分析室内不同区域下的信号覆盖质量,提供网络优化建议;

全运营商终端的精准室内定位

提供全运营商终端的正向、反向精准室内定位能力,定位精度达3~5米,满足商业应用需求

低成本网络建设

低成本新型室分在融合智慧室分的基础上,能进一步压缩建设成本

3.应用案例介绍

扩展型皮基站与智慧室分融合组网解决方案已在多地开展试点应用,并取得了较好的应用效果,以下为中型写字楼试点应用案例

3.1.中型写字楼覆盖

试点选取某商务写字楼2F~7F共6个楼层约20000㎡,其中2F~5F为扩展型皮基站+智慧室分4G覆盖(本次采用单极化智慧室分天线,即SISO模式,MIMO模式则可选择双极化智慧室分天线),面积约13200㎡,6F~7F为纯扩展型皮基站4G覆盖,面积约6600㎡,覆盖方案如下:

1、2F~3F每台远端单元外接8副智慧室分天线,共32副天线,远端单元以SISO模式工作;

2、4F~5F每台远端单元外接4副智慧室分天线,共24副天线,远端单元以SISO模式工作;

3、6F~7F每层楼由6台远端单元进行MIMO直接覆盖。

3.2.覆盖和测速测试结果

分别对2F~7F进行DT打点测试,测试结果如下表所示,达到预期。

楼层(覆盖方案) RSRP(dBm) SINR(dB) 下行吞吐率(Mbps) 上行吞吐率(Mbps)
2-3楼(1远端接8副智慧室分天线) -84.079 26.472 50.43 9.29
4-5楼(1远端接4副智慧室分天线) -81.461 22.783 53.286 9.711
6-7楼(扩展型皮基站覆盖方案) -74.584 25.727 91.056 10.059

3.3.室内定位精度结果

室内定位精度是指定位结果和实际位置之间的误差值,本次测试每个测试点采样30个数据,绘制CDF(累计分布)图后,67%的误差值低于某一值,称该值为测试点的的室内定位精度。

远端接4副智慧室分天线:4F-5F,实际定位精度为7.88米。

远端接8副智慧室分天线: 2F-3F实际定位精度为6.86米。

为提升定位精度,在不增加远端和室分天线的基础上,对2F-3F再部署增加了蓝牙信标,1远端接8副智慧室分天线,再加蓝牙信标:2F-3F,实际定位精度为3.7米。

3.4.建网成本

以实际试点成本和扩展型皮基站采购报价为依据,以传统单通道室分为基础,进行成本对比(传统单路DAS成本归一化)。

详细如图3

图3建网成本对比

4.总结

扩展型皮基站与智慧室分融合组网解决方案融合了智慧室分与皮基站各自优势特性的综合性解决方案,具有智能运维、精准弱覆盖分析、全运营商终端的正向和反向精准室内定位、客流分析、灵活扩容、易于多频多模扩展、nTnR MIMO、低成本网络建设与维护等优势特性。为4G、5G的室内覆盖,提供了一种高性价比的创新解决方案。

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