基于精准滴灌式漏缆技术的4G/5G超密组网容量解决方案设计

无锡科技职业学院 周燕萍 吴柏宽 常雅

5G超密组网容量解决方案是现在学术界和产业界大量讨论的问题。如大型体育场馆、大型综合体等人群密集场景，用户密集出现，UE使用较为频繁，容量压力巨大，提升超密集网络下高用户密度时的网络容量已成为当前急需解决的问题。

随着时代和经济的不断发展，大型场馆的利益率越来越多，如何选取一种有效的覆盖方式，既能解决超密场景下的容量需求，又能满足用户对无线网络质量的要求，成为了当前面临的最大难题。引用[1]提出的D-MIMO组网方式可以有效协调站点密集化带来的小区间干扰问题；通过空口校正和波束赋形技术相结合，达到多RRU信息联发，排除干扰，提升覆盖增益，解决多RRU覆盖交叠区域；通过多用户配对及空分复用技术，实现非RRU覆盖交叠区域系统容量及频谱效率提升。引用[2]提出了从多波束天线的使用和CRAN技术使用上研究解决方案，解决超密组网存在的站址协调和小区间干扰的问题，以及多波束天线在同天线点位增加覆盖扇区的能力以及CRAN技术中小区协同的特性。《杭州移动与华为联合创新汇聚站助力5G超密组网》一文中提出采用创新汇聚站方案，通过汇聚柜集中供备电和传输，利用小区自有的电力杆、传输杆和灯杆资源，实现拉远支持多个杆站，部署新型BookRRU基站。

结合以往大型场馆的常规方案马道安装天线方案——距离远覆盖差和重叠覆盖高；舞台边天线对打方案——后排覆盖差和干扰抑制难；应急仓对打方案——精准覆盖难和有效容量低的特点，本文提出精准滴灌式方案解决大型场馆超高业务密度场景下网络覆盖和网络干扰难点，大幅提升网络速率，改善用户体验。

1 漏泄电缆

漏泄电缆是一种同轴电缆的一个特殊形态，通过外导体上开规则性分布的，是同时具有馈线和天线双重功能的同轴电缆的统称。漏泄电缆通过规则分布槽孔，使其具有传输信号和收发信号的双重功能[3]。如图1所示。漏泄电缆可以分为两类：耦合型和辐射型。

图1 漏泄电缆Fig.1 Leakage cable

2 漏泄电缆实施方案

大型场馆一般用来举办赛事和大型会议，因此都需要现场直播，通信质量有关重要。在活动期间，用户密集度高，大型场馆可容纳人数都是上万乃至几十万观众，因此用户的话务量比较高，网络容量、自适应话务调度功能和干扰回避都是需要考虑和解决的问题。

在频谱资源一定的情况下，通过增加小区数量是唯一行之有效的提升网络容量的方式；在受限频谱资源的前提下，以频点维度进行小区分裂，是频率利用最大化的最佳方式。结合上述两个举措，进行多小区组网，由此将增大单位面积内的小区数量，对于超密重载场景，小区部署将达到极限密度。

由于采用赋型天线等技术是实现目标精准覆盖的有效方式，但受覆盖距离影响大；同时网络质量影响因子主要体现在抗干扰能力上，需严格控制信号传输过程中的干扰。功率过大会导致单小区覆盖边界扩大，多小区组网时小区间干扰将加剧；因此采取一种抗干扰能力强，且能实现目标区域精准覆盖的微功率覆盖方式，方能解决极限密度组网下的网络质量控制问题。如图2所示。

析图Fig.2 Capacity and quality compatibility analysis chart

同时赋型天线安装及覆盖受限，赋型天线无法有效控制覆盖区域、小区间干扰严重、优化难度大，覆盖效果较差。采用漏泄电缆既具有传输线的性质又具有无线电发射天线的性质。

小区划分容易，小区间干扰好控制，覆盖效果好。在大型场馆内，赋型天线受可安装位置以及与覆盖目标区域距离的约束，难以达到精准覆盖要求，因此利用漏泄电缆的衰落快、定向性特性及滴灌式覆盖设计方案，可以实现网络信号精准覆盖。如图3所示。

图3 部署方式Fig.3 Deployment mode

3 滴灌式漏缆组网方案

采用滴灌式漏泄电缆异频插花组网。场内设置8个扇区，异频组网F1+F2+D4+D5+A或D1+D2+E3+FDD2，共36个小区。同时在内场草坪上方搭建木地板平台，漏缆部署在平台下方。看台区漏缆部署在看台座位下面。如图4所示。

图4 部署示意图Fig.4 Deployment diagram

该组网方案没有场地限制，可移植到任意大型场馆内的草坪区和看台区，通过调整漏缆位置可以实现场馆草坪区和看台区切块精准覆盖，组网方案灵活，网络频率复用度高。同时该漏缆方案直接铺设地面，可依据活动人数，通过调整漏缆部署数量和无线主设备数量，实现容量弹性化快速扩容。

4 应该效果

4.1 覆盖控制佳

主覆盖强：天线正上方电平-71dBm；

覆盖控制精准：每对漏缆覆盖左右各5m用户共计7排用户，5m外本小区电平降低至-100dbm以下。

干扰抑制优：上行平均干扰在-114dBm，较以往常规覆盖方案上行底噪门限-95dBm大大改善。如图5所示。

图5 保障期间各时间段上行平均干扰Fig.5 Average uplink interference during the guarantee period

4.2 容量提升效果好

容量大：现场投入两组设备插花组网网络容量从16个小区提升至64个小区，网络容量提升4倍。

速率高：内场区域忙时上行1.85Mbps，下行3.91Mbps，较前期方案上行速率提升约18倍，下行提升约4倍，如图6所示。

该创新方案可以有效解决大型场馆类高容量4G/5G覆盖及容量需求，且频率规划具有周期性和可复制性，为大型场馆建设提供范本，对实现类似场景无线信号覆盖具有重大意义。能够提升大型场馆网络质量，提升客户上网质量满意度；在保证满足网络质量的条件下，能为同类场馆节省约5W/场的网络保障费；漏缆方案具有可移植性，用完可回收重复利用，节省了大量的设备费用；提高了大型赛事、演唱会现场直播质量。

引用

[1]郑亚平,田原,胡晓春,等.5G超密集组网感知提升研究与应用[J].电气工程技术与标准化,2022(09):38-43.

[2]仇勇,孙正辉,郑康,等.前5G时代超密组网方案研究与实践[J].江苏通信,2018(03):15-21.

[3]肖远强,张武军.漏泄电缆的性能分析[J].移动通信,2002(6): 40-43.