基于基站定位的栅格级5G用户网络覆盖洞察分析方法.docx

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基于基站定位的栅格级5G用户网络覆盖洞察分析方法

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李冠华洪沛杨国锋

【摘要】??2020年是網络建设的重要时期，5G网络实现大规模商用，由于频段高、波长短、穿透能力弱，要全面部署高质量的网络存在一定难度，基站建设成为非常关键的一环。本文分析研究了基于基站的多点定位算法，计算移动终端用户的经纬度位置信息;提出了栅格级基站网络覆盖分析方法。

【关键词】??5G??基站??多点定位??栅格

引言：

随着5G技术的应用，物联网和智能化对基于位置的服务提出了更高要求，“5G”定位作为解决室外到室内高精度问题的技术，将发挥更强的赋能作用。5G的技术包括编码方法、波束赋形、大规模天线阵列、超密集组网、毫米波谱等，具有大宽带，有利于参数估计，引入大规模天线，基站可装配128个天线单元，为高精度距离和位置测量提供了基础。

5G基站相比于4G，5G基站的掩盖更加密集，路灯、大街、写字楼里都可以布上5G天线。5G完成密集组网，移动端信号则可被多个基站一起接收到，这将有利于多基站协作完成高精度定位。

一、基于基站的用户定位的价值

随着网络考核、优化工作不断发展完善，基站的邻区数据及相关电平数据愈发精准，通过栅格精细化分析方式，能有效定位出栅格内移动端数量、驻留趋势、网络状况，更加合理的评估网络状况，调整基站分布，并结合5G精准营销活动，提升用户感知。

以基站为中间过渡，进行移动端的定位，能够更直观地发现不同地理位置所特有的用户特征，在研究区域特征和进行区域规划方面，能够提供直观并且实时地有效信息。在移动终端层面来讲，将位置信息和实际地用户特征结合，能够为用户提供更加精准，更加定制化的服务，不仅限于导航等功能，基于基站的区域划分，更够为用户提供更好的城市生活体验，从而实现更好，更智能的城市生活。

二、传统覆盖的现状及5G建设

2.1室外覆盖

5G宏基站采用AAU主流设备，呈现RRU与天线集成的混合设备形式。由于AAU采用的天线阵列具有大规模特性，与RRU绕组密不可分，且与4G频段不兼容，需要单独部署和重建。一个5G基站的三扇区需要向天面添加三个较大的AAU设备，在天面拥挤的情况下，很容易导致空间不足。天面已满的情况，扇区无法使用或者需要减少扇区，这大大增加了选址和建设的难度，也增加了信号连片覆盖的难度。尤其是在市区，要找到一个合适的站高作为站顶面并不容易。除此之外，5G宏基站的设备对抱杆也有很高的要求，普通的路灯杆、警灯杆等在高度和承重方面都欠缺安装要求。由于AAU体积较大，主流设备厂商的AAU设备的体重均在35kg以上，所以在抱杆的选择上限制较多。如果不能增加小杆站的高度和强度，那么建设更密集站址的5G站，采用小基站进行信号覆盖或许是一种更好的方案。

2.2室内覆盖

在3G、4G时代，以小区为代表的室内覆盖相对密集但流量需求分散，以宏基站覆盖方式为主。到了5G时代，工作频率提高较多，当大于3.5GHz时，路径损耗和穿透损耗急剧上升，大大降低了有效覆盖。不同外墙材料的损耗差异较大。损耗一般高于20dB，有的损耗高达30dB，对信号穿透影响很大。现网是通过在室内部署室内分布系统来完成室内深度覆盖，由于5G具有高频段特点，将传统的DAS应用到5G信号覆盖上，仅通过更换信号源是不可行的。现有的DAS，如馈线、功分器、合路器和放大器多数工作时都要求工作频率低于2.5GHz，这只能满足4G，而对于5GSub6G以及未来的毫米波信号是无法接入的。电信的3.5GHz可以很好反应这点，存量的合路器、耦合器、天线等均没办法使用，如图1所示：

考虑到5G的多天线以及4×4MIMO工程建设性难特性。如需升级1T1R或2T2R的室内分布系统为4T4R，操作较为复杂，需要将4路的DAS部署4条馈线、4套设备和天线，此外5G的高频率资源分配和复杂场景应用使得无线通信更为复杂，这给网络管理和维护带来了较大的挑战。目前可行性最好的方案为：有源室分的方式进行室内信号覆盖，由于在高容量场景下进行，导致建设成本偏高。

2.35G小基站室外覆盖

在5G网络兴起前期，宏基站被作为主要的部署方式。小基站在业务场景运行稳定前提下，不仅保证了用户的高速体验效果，而且5G信号的连续广泛覆盖特性体现较为明显。

5G小基站体积小、重量轻，易于安装和维护，提高了网络部署的灵活性和通用性，降低了增加宏基站的成本，并实现了高速致盲和吸热。但是，由于小基站的发射功率低，覆盖范围短，其实并不适合网络方案的连续修补，也无法对宏基站的功能替代，5G中过多的部署小基站会影响整体网络规划和后续优化。由于5G小基站的过度部署会对网络规划和后续优化，因此需要在建设规划中严格遵循以下2个原则。1.不应影响宏基站的覆盖范围，且保证周围宏基站的输出功率正常。2.在宏基站中