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[分享] 5G如何进行地铁覆盖呢?

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发表于 2020-8-3 23:31:28 | 显示全部楼层 |阅读模式
5G,已经悄然在编织起一张天罗地网,试图捕捉每一个5G手机的连接请求,为手机背后那些多姿多彩的灵魂打开世界的窗口,铺就展示自我的舞台。
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明媚的阳光下,高耸的铁塔上,硕大的AAU熠熠闪光,照射在密集的高楼,以及忙碌的人群中,彰显着5G的奥义:连接更多,网速更快,业务更强。
然而,在深深的地下,还有一个隐秘的角落,幽暗深邃,人流汹涌,行色匆匆,随着地铁列车在隧道中疾驰。
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伴随着窗外嘶鸣的风声,人们或坐或站,值此碎片时间,戴上耳机,用手机观看短视频是绝佳小憩的方式。
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基于同样的渴求,成千上万的人流化作了数据的滚滚洪流。因此,5G地铁覆盖,是运营商必须占领的流量高地。
那么,该如何进行地铁覆盖呢?
地铁站台就相当于一个多层的地下室,采用传统的室分系统,或者新型的有源室分就可以轻松解决,各厂家都有非常成熟的方案,部署只要按需设计即可。
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因此,幽长蜿蜒的地铁隧道,是地铁覆盖的重点。
地铁隧道的长度通常超过一千米,内部狭窄逼仄,并且还伴有弯道,采用传统的定向天线,信号掠射角度小,局部信号衰减快,还容易被遮挡。即使是为5G而生的大规模天线AAU也难有用武之地。
为了解决上述问题,需要把无线信号均匀地沿着隧道的方向释放,形成一种线状的信号覆盖,和地面宏站的三扇区大面积覆盖截然不同。这就需要采用一种特殊的天线:泄漏电缆。
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话说一般的射频电缆(也就是馈线),都是让信号在封闭的线缆内部传播,不但不能泄露信号,传播损耗也要尽可能地小,这样才能高效地把信号从RRU搬运到天线,再通过天线把无线电波高效地释放出去。
而泄露电缆则不同,它的电缆外导体不是全屏蔽的,有着均匀分布的的泄漏槽或疏编织,也就是说其上有一系列小的槽孔,这样就可以让信号均匀地从这些槽孔中泄露出来。
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手机接收到这些信号之后,发送的信号也可以通过这些槽孔进入线缆内部,然后再在传导到基站。这样一来,就实现了双向通信的功能,专为地铁隧道这样的线状覆盖场景量身定做,就相当于把传统的小灯泡变成了长长的日光灯管。
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地铁隧道的覆盖可以用泄露电缆来解决,但是,接下来还有多运营商共享的问题需要解决。
为了服务各自的用户,移动,联通和电信这三大运营商都要进行地铁线路覆盖。然而隧道空间有限,各家都建一套设备也着实浪费,因此就需要把泄露电缆共享使用,并采用一种设备,将不同运营商的各种频段的信号合路,然后再一同送入泄露电缆。
这种可以将不同运营商的,多个频段的,用途各不同的多路信号合路的设备叫做POI (Pont of Interface) 合路器。这种合路器具有合路信号多、插入损耗小等优点,被广泛应用的通信系统中。
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从下图可以看出,POI合路器的端口多能力强,可以轻松实现多个运营商900M,1800M,2100M,以及2600M等多个信号的合路。
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当然,假设5G地铁覆盖系统,必须使用可支持相应5G频段的POI合路器,电信和联通需要支持3.5GHz,移动则只需支持2.6GHz即可。
从3G开始,MIMO登上了移动通信的舞台,成为了提升系统容量最重要的手段;到了4G,2x2MIMO已经成了标配,4x4MIMO属于高配;而到了5G时代,4x4MIMO则已成为了标配,主流的手机都可以支持。
因此,地铁覆盖必须要考虑对4x4MIMO的支持。由于MIMO系统发送的每路独立数据都需要独立的天线,隧道覆盖就需要4条平行的泄漏电缆来实现4x4MIMO。
如下图所示,5G RRU作为信号源,输出4路信号,再通过POI合路器跟其他运营商的信号源合路之后,馈入4根平行的泄漏电缆中,即可实现多通道收发了,这是提升系统容量最直接有效的手段。
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考虑到地铁行驶速度快,即使通过泄漏电缆把小区覆盖扯成了线状,手机在小区交界处还是会频繁的切换和重选。
为了解决这个问题,可以把多个小区合并成超级小区,通过把多个线状小区的长度组合起来,逻辑上属于一个小区,从而把单小区的覆盖范围扩展了数倍,自然可以避免过多的切换和重选,但容量也随之降低,在话务量不太高的地方使用起来非常合适。
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正是得益于移动通信的更新换代,我们才可以无时无刻,随时随地地畅享移动宽带,即使深入地下,在疾驰的地铁里也不例外。
在这个网络无处不在,速率越来越高的时代,我们再也不会期待QQ头像的闪烁:你是GG还是MM?时代的脚步滚滚向前,5G这支汹涌的后浪让我们解锁了更多的玩法和价值,彰显着其存在的意义。
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