校园 5G 场景解决方案
前景理论 2021-05-06

一、概述

随着5G规模化建设,各种场景规划建设各有不同特点和需求。校园场景特点: 功能区多,占地面积广,需要室内外协同覆盖;校园5G 业务特点:视频业务占比高,流量飞速增长,话务潮汐效应明显;校园5G建网挑战:功能区多规划复杂、工期不可控、网络维护难度大。新华学院因为电信和学校合作,电信号码占学校近8成,话务、 流量均非常高,本文针对学校这些特点和挑战进行规划建设,以达到方案最优。


二、校园特点与挑战

2.1 校园场景特点: 功能区多,占地面积广,需要室内外协同覆盖

校园分室内区域和室外区域,占地面积广、楼宇内部密度不同功能区建筑特点迥异,子场景较多。包括教学楼、图书馆、宿舍区、行政楼、大礼堂、学生食堂等等。

2.2 校园 5G 业务特点:视频业务占比高,流量飞速增长,话务潮汐效应明显

  • 视频占比高,对时延和速率要求高:校园大数据业务占比高, 视频业务尤为突出,用户体验要求高;

  • 校园是话务高地,流量飞速增长:校园建筑数据流量贡献率更高, 用户数据消费意愿更强, 话务增长空间巨大;

  • 话务潮汐明显:不同区域存在潮汐效应, 在进行小区和容量规划时, 既要满足峰值话务需求, 又要实现资源利用最大化;

2.3 校园 5G 建网挑战:功能区多规划复杂、 工期不可控、 网络维护难度大

  • 挑战一:干扰控制与室内外协同覆盖;

  • 校园分室内区域和室外区域, 占地面积广、 楼宇密度大, 具有室外广覆盖和室内深度覆盖的需求, 如何合理设置小区边界, 控制干扰, 需要精准的覆盖设计;

  • 室内和室外道路需要保障普通用户的无缝覆盖和平滑切换, 要求室外 MM 和室内 4T4R协同组网;

挑战二:基于不同功能区的弹性容量设计

  • 各功能区业务需求差异, 需要精细化的功能区级的容量设计;

  • 在不同时间和功能区的话务突发, 需要网络容量的弹性设计和大事件保障;

  • 在 5G 建网初期, 如何精准规划网络容量, 降低初始投资并灵活支撑未来的容量增长;

挑战三:校园要求高、 施工时间有限

  • 校园场景对天线美观、 小型化要求高;

  • 场景敏感, 对设备形态、 安装位置、 走线路由、 安全性能等方面提出诸多的限制和要求;

  • 施工时间有限, 一般只能寒暑假才可以施工建设;

挑战四:网络性能无法监控

  • 传统室内系统的网元状态无法监控, 网元节点多, 建设后基本无法进场逐一摸排;

  • 结构复杂, 内部装修改造后无法及时监测网络性能, 也无法快速分析并制定优化调整措施;


三、 校园 5G 场景解决方案

3.1 校园 5G 覆盖规划:室内外协同规划

  • 华为 LampSite 聚焦高流量价值覆盖区域:目标覆盖区:学生宿舍、 行政楼、 教学楼、 食堂、 图书馆等室内高流量场景;

  • BOOK RRU 聚焦环境融合要求较高、 站址获取困难的区域:目标覆盖区:道路、 操场等户外场景以及通过“室外打室内” 解决物业准入困难的室内区域覆盖; 

3.2 校园 5G 精准覆盖:精准规划卫生间靠走廊的宿舍/“回字形” 或“一” 字形楼宇

  • 卫生间靠走廊的宿舍

  • 采用 LampSite 方案, 单边覆盖 2~4 个房间。 

  • 方案优点:覆盖较好, 容量大。

“回字形” 或“一” 字形楼宇

  • 采用 LampSite 方案, pRRU 尽量安装在横梁上, 以壁挂的方式安装, 减少对对面楼宇的干扰, 单边覆盖 3 个房间。

  • 方案优点:容量较大 

3.3 校园不同功能区灵活共小区实现资源利用率最大化, 解决话务潮汐问题

  • 教学楼、 宿舍小区合并组网解决潮汐效应:教学楼白天 PRB 利用率高, 宿舍夜间 PRB利用率高, 将教学楼和宿舍进行小区合并, 解决潮汐效应; 

  • LampSite 实现教学楼和宿舍楼共小区:小区资源利用率提升 50%;

3.4 校园场景干扰控制与优化

  • 针对“回字型” 中空区域为了防止 PRRU 尾瓣对对面小区的干扰, 采取 PRRU 挂檐壁安装。

  • 单 PRRU 覆盖 3 个教室, 覆盖面积约 180 ㎡。

3.5 校园 5G 容量规划:功能区级容量规划, 一次部署, 平滑扩容

  • 基于功能区/用户体验和增长的 5G 小区规划;

  • 针对不同功能区,通过软件配置pRRU小区分裂,实现后期精确扩容。例如:5G建网初期,某大学宿舍楼按照容量配置只需配置一个小区,后期通过后台软件配置迅速扩展至 2 个甚至更多小区;

3.6 校园5G可靠性规划:重点VIP区域采用pRRU交叉组网,可靠性提升一倍

  • VIP 区域可靠性要求:针对重点VIP区域,进行覆盖、容量的系统冗余设计,增加高端用户的可靠性通信;

  • 相邻 pRRU(挂接在不同 rHUB 上)交叉组网, 可靠性提升一倍以上;

  • pRRU 点位考虑冗余设计, 相邻 pRRU 实现互助组网;

  • 下图, pRRU1-pRRU2 形成冗余设计, 当 pRRU 突然故障, pRRU1 与 pRRU3 进行配合, 保障 VIP 室良好通信;

3.7 校园 5G 仿真验证:快速精准 3D 建模, 全方位仿真验证, 保证方案最优

  • 智能CAD图纸抽取,快速3D建模;

  • 全面的 5G仿真验证:5G 覆盖仿真(RSRP) 、5G干扰仿真(SINR) 、5G速率仿真

3.8 校园 5G 测试优化:全方位支撑 5G 测试优化, 保证最优网络体验

  • 前台现场:利用5G测试软件对网络进行详细测试建档, 开展各功能区的逐层排查、逐层优化;

  • 后台以四类指标评估问题和定位;

3.9、后期可引入厂家校园5G可视化运维系统:打造可视、 可管的室内网络, 降低OPEX

3.10 校园 5G 解决方案亮点总结

功能区级精准规划, 用户体验最优;

  • 基于不同功能区的 5G 覆盖设计、 室内外协同规划等, 保证设计方案最优。

  • VIP 区域的可靠性设计, 大幅提升网络可靠性。

  • 基于 5G 话务模型的精准容量规划, 支持硬件一次部署, 容量随用户发展平滑扩容。

后期引入可视化运维系统, 降低 OPEX

  • 网元状态、 网络性能 3D 可视, 快速发现异常问题;

  • 可视化网络优化, 最大化网络价值;

  • 智能节能, 降低 5G 设备电费支出;


四、总结

1. 本解决方案最大的亮点是针对学校不同功能区进行精准规划, 用户体验达到最优:

  • 基于不同功能区的 5G 覆盖设计、 室内外协同规划等, 保证设计方案最优;

  • VIP 区域的可靠性设计, 大幅提升网络可靠性;

  • 基于 5G 话务模型的精准容量规划, 支持硬件一次部署, 容量随用户发展平滑扩容;

2. 后期引入可视化运维系统, 降低 OPEX

  • 网元状态、 网络性能 3D 可视, 快速发现异常问题;

  • 可视化网络优化, 最大化网络价值;

  • 智能节能, 降低 5G 设备电费支出;

综上所述校园 5G 场景解决方案, 有效解决校园各功能区潮夕效应, 提升用户的体验;

在引入可视化运维系统后可实时观测到各个网元单元使用情况, 区分忙闲时, 闲时关闭部分单元, 智能减排, 降低电费支出, 建议推广到学校场景进行规划建设、 优化。 

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