各类典型场景下5G天线的解决方案资料下载

  摘要：  5G Massive MIMO 天线技术具有更高的无线吞吐量和抗干扰能力，64TR/32TR被看作是5G Massive MIMO天线的标准配置。试验网数据证明5G基站系统通道数的增加并未提升单用户的感知，其作用主要是增加多用户的接入容量，但同时也增加了建网投资成本。天线设计复杂度高、体积大、造价高等缺点限制了其在某些场景使用的可行性。研究了各类典型场景下5G天线的解决方案，使其既发挥5G波束赋形天线的优势又适应各种应用场景的需求，在覆盖和容量上达到最佳的性价比。   前  言   根据通信市场发展的趋势研判，真正基于5G技术的高阶物联网应用场景的出现还需要很长一段时间，4G/5G将长期共存，协同发展。基于4G/5G网络将长期共存的组网策略来分析天面架构的演进，业界提出了所有非5G网络的天线将高度集成为1副一体化高阶多系统共用天线，所有服务于5G网络的天线将高度集成为1副天线，各占一个天面空间，从而形成极简天面架构的解决方案。5G Massive MIMO 天线技术具有更高的无线吞吐量和抗干扰能力，是5G的关键技术之一。随着5G试验网络开展，发现5G基站系统通道数的增加并未提升单用户的感知，其作用主要是增加多用户的接入容量，但同时也增加了建网投资成本。在实际的应用场景，如室外密集热点场景、广域覆盖场景、室内分布场景、交通干线和隧道场景，它们在覆盖和容量上的需求都是有差异的。64TR/32TR被看作是5G Massive MIMO天线的标准配置，但天线设计复杂度高、体积大、造价高等缺点限制了其在某些场景方面的使用可行性，所以很有必要针对各类细分场景研究4G/5G网络共存的天线解决方案。 01 基于场景的5G网络需求分析 移动通信网络在不同的应用场景，其业务特点有所不同，主要分为室外密集热点场景、广域覆盖场景、室内分布场景、交通干线和隧道场景等。 1.1 室外密集热点场景 室外密集热点城区对网络覆盖和容量要求都较高，在密集的城区场景，部分上下行链路存在遮挡以及基站穿透能力有限，室内或室外部分区域出现了弱覆盖或覆盖盲区，为实现连续覆盖，需要单独进行补盲，即为深度覆盖。业务热点区域用户对数据速率、数据流量需求大，特别是中心商用街区、人流量密集的广场及重要交通枢纽区等区域，存在30%的区域消耗70%流量的现象，也是5G网络部署的重点区域，这类场景的5G基站站距小，设备密集，宜选用抗干扰能力强、支持MU-MIMO及波束赋形的天线，提高整个小区的吞吐量和容量。 1.2 广域覆盖场景 广域覆盖和连续覆盖是移动通信网络覆盖的最基本要求，需要同时兼顾用户的移动性和业务服务的连续性。 对于城区和发达省份的城郊结合区域，人流量密集、住宅小区、机关、企事业单位等较多，日常数据流量开销较大，但负荷量不高，业务调度的频次也不高。实际覆盖时不需要在垂直方向进行波束的数字扫描，常规的波束电下倾调整就可以满足网络的覆盖要求。这类场景宜选用性价比高的宽波束天线，在满足广域覆盖和连续覆盖的基础上，还能兼顾一定的容量覆盖。 针对农村、郊区等区域，用户相对较少，相应的数据流量需求也较低，只需满足5G网络的最基本需求即可。这类场景宜选用体积、重量与4G天线相当的天线，且不需要对杆塔进行升级。 1.3 室内分布场景 一般的建筑物内部间隔多，阻挡大，深度覆盖需求主要靠天线分布系统解决。室内场所人流固定，热点区域日常数据流量开销较大，负荷较高。室内覆盖具有天线功率小、天线体积小、容量灵活等需求。数字化室分系统能够较好满足5G室内覆盖的需求。容量方面，目前数字化室分只支持4TR，会损失部分波束赋形的特性，单用户速率体验受小区用户数影响较大。 1.4 交通干线和隧道场景 交通干线和隧道场景是典型的线覆盖，尽可能增加天线的覆盖距离和天线增益，保证线覆盖的连续性。典型的线覆盖通常使用窄波束天线来增强主瓣方向的天线增益，但容易出现塔下黑的现象，水平方向上会出现零点覆盖。在线覆盖的场景中，天线设计应采用多波束天线，让波束在水平方向上具有赋形功能，能够兼顾远点和近点的连续覆盖。 1.5 其他场景 在某些场景，用户对于环境和谐度要求高，或者业主对电磁敏感， 需要特殊的美化天线或小型基站解决方案，如住宅小区和商业街区，对深度覆盖与数据流量需求较高，分布面积广。这种场景，单个基站的大规模波束赋形也难以解决深度覆盖问题，需要分布广泛、小型美化的天线方案。 02 主宏站场景5G天线解决方案 2.1覆盖与速率测试 主宏站场景包括密集城区、一般城区以及乡镇农村的覆盖场景。联通集团对64T&32T高楼覆盖进行了对比测试，测试结果如下。 密集城区测试见图1和图2。 图1 密集城区64T&32T高楼覆盖SSB-RSRP增益 图2 密集城区64T&32T高楼覆盖下行速率增益 普通城区测试见图3和图4。 图3普通城区64T&32T高楼覆盖SSB-RSRP增益 图4 普通城区64T&32T高楼覆盖下行速率增益