基于多制式pRRU放大器的室分低成本覆蓋方案

摘要：文章主要以多制式pRRU放大器覆蓋方案為研究對象，選取一處典型場景改造，通過現(xiàn)場覆蓋測試及成本評(píng)估，驗(yàn)證了該方案在室分覆蓋中較優(yōu)的覆蓋性能及較好的經(jīng)濟(jì)性。

關(guān)鍵詞：多制式pRRU放大器；低成本；室分覆蓋

Low Cost Coverage Scheme for Room Separation Based

on Multi-Standard pRRU Amplifier

LI Rui， LIU Kerong

（Wuhan Hongxin Technology Service Co.， Ltd.， Wuhan 430205， China）

Abstract： The article mainly focuses on the coverage scheme of a multi-standard pRRU amplifier， selects a typical scenario for renovation， and verifies its superior coverage performance and good economy in room separation coverage through on-site coverage testing and cost evaluation.

Key words： multi standard pRRU amplifier; low cost; compartment coverage

未來十年，4G仍將與5G長期共存且互為補(bǔ)充。運(yùn)營商應(yīng)立足于現(xiàn)狀，統(tǒng)籌制定4G/5G協(xié)同發(fā)展策略[1]，避免過度投入，利用現(xiàn)有資源解決大中型場景室內(nèi)外覆蓋問題，提升網(wǎng)絡(luò)覆蓋的廣度和深度，以提供相對無縫的用戶體驗(yàn)。本文對此展開分析，在傳統(tǒng)室分建設(shè)的基礎(chǔ)上，探索利用多制式pRRU放大器的組網(wǎng)方式，深度挖掘現(xiàn)網(wǎng)能力，在確保覆蓋能力的同時(shí)降低建網(wǎng)及運(yùn)維成本，提升客戶感知的可行性。

1" "多制式pRRU放大器室分覆蓋分析

1.1 現(xiàn)網(wǎng)建設(shè)存在的問題

目前現(xiàn)網(wǎng)新型室分（也稱數(shù)字化室分）已經(jīng)普遍應(yīng)用，產(chǎn)品定位于室內(nèi)信號(hào)精細(xì)覆蓋，小區(qū)容量較大，但功率一般為100～250 mW[2]，小區(qū)業(yè)務(wù)容量大、功率小，造成小區(qū)容量資源浪費(fèi)，無法解決大、中場景室內(nèi)外覆蓋問題，且受限于帶寬處理能力、5G 4T4R需求、共建共享等，因現(xiàn)有4G數(shù)字化室分產(chǎn)品無法平滑升級(jí)至相應(yīng)5G產(chǎn)品，隨著5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，4G pRRU類產(chǎn)品變成閑置資產(chǎn)，其價(jià)值未完全利用。多制式pRRU大功率放大器系統(tǒng)可以在運(yùn)營商4G、5G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、細(xì)分市場、最大化利用數(shù)字室分資產(chǎn)中發(fā)揮重大的作用。

1.2 多制式pRRU放大器方案原理

多制式pRRU放大器是一種全新的低成本覆蓋的解決方案，對新型室分pRRU的射頻信號(hào)進(jìn)行功率放大升級(jí)，增強(qiáng)產(chǎn)品覆蓋能力，可廣泛適用于大中場景中室內(nèi)外覆蓋，解決大型建筑物（群）、城中村、住宅小區(qū)、辦公樓內(nèi)的信號(hào)覆蓋問題，也可用于公路、旅游區(qū)、偏遠(yuǎn)村鎮(zhèn)等的覆蓋。

1.2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

多制式pRRU放大器系統(tǒng)位于新型室分系統(tǒng)的最末級(jí)，通過射頻饋線同pRRU輸出口連接，系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。

該系統(tǒng)創(chuàng)新性地組合新型室分+多制式pRRU放大器，對新型室分pRRU的射頻信號(hào)進(jìn)行功率放大，將其放大成20W/每通道射頻信號(hào)，通過天饋系統(tǒng)對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行信號(hào)覆蓋，同時(shí)吸取了新型室分靈活組網(wǎng)、快速部署、自帶容量[3]和pRRU放大器的低成本組網(wǎng)、覆蓋范圍大的優(yōu)勢。新型室分+多制式pRRU放大器利用“一根網(wǎng)線”或“一根光纖”即可快速、精準(zhǔn)提升網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力，在地下室、電梯機(jī)房、城中村、中小企業(yè)（辦公樓、宿舍樓）、高速高鐵隧道、農(nóng)村低話務(wù)區(qū)及緊急通信保障等場景中低成本快速部署4G/5G網(wǎng)絡(luò)。

1.2.2 系統(tǒng)特點(diǎn)

多制式pRRU放大器系統(tǒng)可支持單家運(yùn)營商或多運(yùn)營商、多種帶寬、多種通道的設(shè)置和選擇。可以單獨(dú)組網(wǎng)覆蓋，也可和2G、3G和LTE的原有覆蓋系統(tǒng)合路，解決移動(dòng)通信信號(hào)弱區(qū)和盲區(qū)問題，有效提升網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力及容量和質(zhì)量，降低建網(wǎng)成本，系統(tǒng)特點(diǎn)如下。

（1）最大化利用數(shù)字化室分資產(chǎn)。支持現(xiàn)有運(yùn)營商數(shù)字化pRRU/Qcell/Dot類產(chǎn)品，可以對pRRU類產(chǎn)品進(jìn)行升級(jí)，將其功率提高至每通道10 W、20 W，提升覆蓋的廣度和深度，使其覆蓋能力和普通的RRU產(chǎn)品對齊，能夠在更多室內(nèi)外中低價(jià)值的大中型場景中使用，低成本實(shí)現(xiàn)容量覆蓋。

（2）具備4G到5G演進(jìn)能力和多通道能力。多制式pRRU大功率放大器系統(tǒng)全面支持國內(nèi)已分配4G和5G頻段，支持5 MHz/10 MHz/15 MHz/20 MHz/100 MHz/160 MHz/200 MHz的信道帶寬，較好地解決大功率信源缺乏的問題，支持單獨(dú)4G/5G以及4G+5G多種組合配置，對于有演進(jìn)需求的場景可提前部署4G/5G雙模產(chǎn)品，同時(shí)支持2T2R及4T4R，在同等投入的情況下，性能優(yōu)于大功率直放站類產(chǎn)品。

（3）支持光纖拉遠(yuǎn)，彌補(bǔ)傳輸距離較短的短板。RHUB和pRRU間原來采用網(wǎng)線傳輸，只能支持100 m距離（通過增程器也最多擴(kuò)展到200 m），采用復(fù)合光纜傳輸一般建議距離為300 m[4]，嚴(yán)重限制使用場景，而改造成光纖傳輸后pRRU與RHUB之間鏈路傳輸距離為2～5 km。

（4）保留原有網(wǎng)管系統(tǒng)和組網(wǎng)，方便升級(jí)和維護(hù)。多制式pRRU放大器首先是在設(shè)備網(wǎng)管上和主設(shè)備基站網(wǎng)管系統(tǒng)具有天然的統(tǒng)一性，其附加的功率放大部分也可利用主設(shè)備網(wǎng)管的rank值和流量變化實(shí)現(xiàn)監(jiān)控；同時(shí)緊密銜接現(xiàn)有主設(shè)備網(wǎng)管系統(tǒng)，與現(xiàn)網(wǎng)的維護(hù)體系無縫對接，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)派障[5]。多制式pRRU放大器支持通過主設(shè)備網(wǎng)管系統(tǒng)對相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測；改造應(yīng)用后，不影響RHUB對PRRU控制和監(jiān)控功能。其次，多制式pRRU大功率放大器還可以選配云監(jiān)控和本地監(jiān)控，通過訪問云平臺(tái)或者是本地Wi-Fi熱點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備告警參數(shù)、狀態(tài)參數(shù)、設(shè)置參數(shù)、設(shè)備參數(shù)的監(jiān)控。

（5）建網(wǎng)成本低，減輕投資壓力。

（6）系統(tǒng)功耗低，降低運(yùn)維成本。

1.2.3 多制式pRRU放大器系統(tǒng)與同類覆蓋方案對比

1.2.4 系統(tǒng)主要應(yīng)用場景

（1）住宅小區(qū)、地下停車場。采用pRRU+多制式pRRU放大器+大張角天線，有效解決高層和低層的覆蓋深度和精度。根據(jù)樓宇高度、間距、寬度等，設(shè)計(jì)天線參數(shù)、指標(biāo)，通過樓間“對打”的覆蓋方式有效解決住宅小區(qū)無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題，同時(shí)通過合理劃分小區(qū)，控制信號(hào)泄露、干擾等。

（2）室外廣覆蓋。采用pRRU+多制式pRRU放大器+基站天線，替代大功率RRU，充分利用現(xiàn)有數(shù)字室分資源，解決室外盲區(qū)、農(nóng)村、山村、城郊等區(qū)域的覆蓋問題。

（3）中小辦公樓等室分場景。pRRU+多制式pRRU放大器+傳統(tǒng)分布或高增益平板天線進(jìn)行簡易覆蓋。主打差異化建設(shè)，針對同一室分場景，在話務(wù)量或容量需求低的區(qū)域，可有效降低建設(shè)成本。

2" "多制式pRRU放大器實(shí)施應(yīng)用

2.1 室分站點(diǎn)概況

某市一住宅小區(qū)地下停車場因無室分覆蓋，用戶在停車場內(nèi)無信號(hào)，引起用戶不滿，產(chǎn)生投訴，需新建室分解決該地下停車場無線通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題。

由于網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資不斷向5G網(wǎng)絡(luò)傾斜，LTE網(wǎng)絡(luò)投資逐漸減少，LTE室分設(shè)備資源不再提供后，若想解決地下室內(nèi)場景LTE覆蓋問題，只能利用現(xiàn)有的pRRU資源。住宅小區(qū)地下車庫屬于低負(fù)荷場景，對室分設(shè)備負(fù)載承受能力要求不高，在設(shè)計(jì)覆蓋方案時(shí)通常只需要保證整體覆蓋率即可。若使用常見的多PRRU安裝方式，則多個(gè)PRRU的負(fù)載承受能力會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過需要。在保證覆蓋的基礎(chǔ)上，應(yīng)盡力減少不必要的成本投入，才能最大程度提升效益。

新建的pRRU+pRRU功率放大器支持LTE 1800M頻段，最大輸出功率（單通道）為20 W，通過CAT6類以太網(wǎng)線接入pHUB匯聚單元，能提供多樣化的LTE移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)覆蓋服務(wù)。共開通1個(gè)華為Lampsite小區(qū)，包含3個(gè)pRRU放大器，每個(gè)pRRU放大器外接2個(gè)板狀天線（共6個(gè)板狀天線），設(shè)計(jì)要求保證車庫LTE覆蓋率100%。

2.2 覆蓋效果評(píng)估

系統(tǒng)開通后對地下停車場進(jìn)行了覆蓋測試，DT測試數(shù)據(jù)如表2所示。

測試結(jié)果顯示：4G LTE平均RSRP為-69.72 dBm，平均SINR為24.37 dB，平均上行速率為43.99 Mbps，平均下行速率為115.66 Mbps，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了多徑雙流增益，下載速率達(dá)到了雙流的覆蓋效果。整體覆蓋率為100.00%，覆蓋良好，無弱覆蓋及質(zhì)差區(qū)域。測試結(jié)果表明，該方案能夠有效解決該小區(qū)地下車庫LTE覆蓋問題。

2.3 建設(shè)成本評(píng)估

（1）方案一：pRRU+pRRU功率放大器+高增益定向板狀天線（實(shí)際應(yīng)用方案）。共采用華為3912 pRRU 3臺(tái)，單價(jià)6 000元/臺(tái)（平均每pRRU造價(jià)含HUB設(shè)備費(fèi)、施工費(fèi)）；20 W pRRU放大器3臺(tái)，單價(jià)8 500元/臺(tái)；高增益定向板狀天線6副，單價(jià)350元/副；天線安裝費(fèi)1 200元；方案一總造價(jià)46 800元。

（2）方案二：RRU+傳統(tǒng)室分系統(tǒng)。共采用華為RRU 3臺(tái)，單價(jià)22 000元/臺(tái)；室分全向吸頂天線36副，單價(jià)17.46元/臺(tái)；1/2饋線991米，單價(jià)7.82元/米；腔體無源器件33個(gè)，單價(jià)18.81元/個(gè)；分布系統(tǒng)施工費(fèi)

7 200元；方案二總造價(jià)82 198.91元。

（3）方案三：新型室分Lampsite覆蓋方式。共采用華為3912 pRRU 18臺(tái)，單價(jià)6 000元/臺(tái)（平均每臺(tái)pRRU造價(jià)含HUB設(shè)備費(fèi)、施工費(fèi)）；方案三總造價(jià)為108 000元。

綜合對比三種建設(shè)方案成本可知，在保證覆蓋質(zhì)量前提下，方案一相比方案二能節(jié)省約35 398.91元成本，成本下降約43%；方案一比方案三節(jié)省61 200元，成本下降約56.7%，總成本最低。

2.4 運(yùn)維成本評(píng)估

根據(jù)三套方案設(shè)備實(shí)際功耗核算，方案一和方案二設(shè)備耗電量基本一致，方案三的耗電量最大，三種方案的運(yùn)維成本如表3所示。

綜合結(jié)論：總體評(píng)估在解決低負(fù)荷場景覆蓋問題時(shí)，pRRU+pRRU功率放大器+高增益定向板狀天線方案相比傳統(tǒng)RRU+天饋系統(tǒng)以及新型數(shù)字室分Lampsite方案，無論從覆蓋性能、成本還是從功耗來看都更為經(jīng)濟(jì)適用，能夠節(jié)省建設(shè)投資及后期運(yùn)維成本。

3" "結(jié)束語

本文提出的采用多制式pRRU放大器覆蓋方案可替換原有RRU或分布式皮站作為室分覆蓋信源，在LTE投資受限、NR投資壓力大的情況下，其覆蓋效果與RRU或分布式皮站方案相當(dāng)，上網(wǎng)視頻、VoLTE電話總體上順暢，不卡頓。在投資受限的情況下，采用該方案組網(wǎng)方式能夠?qū)崿F(xiàn)更大的室內(nèi)深度覆蓋，可作為未來5G室分建設(shè)一種補(bǔ)充方案。

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作者簡介：李" "銳（1973-），男，漢族，湖南郴州人，中級(jí)工程師，本科，研究方向?yàn)闊o線通信、系統(tǒng)集成。

劉克榮（1979-），男，漢族，湖北荊州人，中級(jí)工程師，本科，研究方向?yàn)闊o線通信、系統(tǒng)集成。