精彩絕倫的2022北京冬奧會開幕式，全世界都零時差的欣賞這一盛會，在這背後，5G網路支撐保障可謂重中之重。事實上，在各類大型活動中，5G都扮演了及其重要的角色。你想知道5G網路是如何在重大場合“顯神通”的嗎？通訊世界邀請專家，為您揭秘大型活動5G無線通訊保障方案。
5G網路可支援大頻寬、低時延高可靠、海量機器類通訊等典型業務，在5G發展初期預計影片類業務的流量所佔比重較高。隨著影片高畫質化、短影片業務主流化及直播全民化發展，4G網路的室內覆蓋能力已無法滿足100Mbit/s以上的上行速率、20ms以內時延的室內業務要求。而在大型賽事活動現場，使用者密度極高，且5G影片業務需求相比其他場景更高，因此對無線網路規劃、設計與最佳化工作的要求也相應提高，運營商需要重點保障網路高質量及高效能，確保業務承載能力，從而滿足使用者業務需求。
大型活動通訊保障流程分析
大型活動通常體現了國家的綜合實力，其無線網路通訊保障工作一般需融合各類新興的5G業務應用，是一項技術難度高、方案複雜度高的系統工程。運營商需要確保網路覆蓋範圍、容量及質量，在此基礎上制定應急調整預案，全流程中的每一環節都需要細化並落實。
大型活動無線通訊保障流程如圖1所示。在活動保障前，首先需要進行科學合理的業務預測，在明確覆蓋區域的前提下，透過使用者行為分析和使用者數預測，制定業務模型，從而完成業務容量規劃。其次，需要對網路資源、網路安全等進行評估，制定無線通訊保障建設方案及最佳化方法。最後，大型賽事活動業務突發性高，因此對網路中可能存在的風險制定應急方案不可或缺，以備在緊急情況下啟用。
在活動進行中，需要進行無線網路保障值守，網路維護人員需實時監控網路狀態，對於各類緊急事件進行排查處理。
在活動結束後，一般要對臨時改動和調整的網路引數進行恢復，使無線網路迴歸常態化執行。
圖1大型活動無線通訊保障流程
大型活動5G業務需求
5G網路應用主要包括雲VR/AR、高畫質直播、影片監控、遠端醫療、遠端控制、雲遊戲等，而高畫質直播、VR/AR、機器視覺、遠端會診等室內業務對網路速率要求較高，具體業務指標可參考表1。對於大型活動而言，典型的5G業務應用包括4K/8K高畫質直播、VR直播、安防保障等。
表1 5G典型業務指標要求
4K/8K高畫質直播：5G直播可實時回傳高畫質畫面，實現360度全景高畫質、10倍變焦效果。
VR直播：透過5GVR技術對明星演唱會、大型賽事等進行實時直播，使使用者獲得身臨其境般的體驗。
安防保障：大型活動的安防工作非常重要，5G網路可以提供操作更智慧、影象識別更清晰的安防影片監控手段。其中AR眼鏡透過人臉識別技術可提升安防效率，智慧機器人可以進行地面安全巡檢，CPE回傳裝置利用5G網路將4K高畫質巡檢畫面回傳以完成常規安全檢查。
大型活動網路保障方案
大型活動一般在場館內舉辦，屬於典型的室內覆蓋高業務需求場景。大型場館通常面積較大，單體建築跨度大，且以鋼架結構為主，造成天線安裝點位受限，場景空曠無遮擋，越區覆蓋與干擾控制較為困難。業務方面的特點是：業務突發性強，資料業務需求遠超語音業務，上傳業務需求大，上行流量佔總流量的比重可達40%以上。
（1）頻譜規劃
對於舉辦大型活動的場館而言，需要協同考慮2G、4G、5G無線網路涉及的室內外所有頻段。制定頻率規劃策略時，應儘量以室內外異頻組網或錯頻組網為主，即使採用同頻組網，也應採取各類手段控制並降低干擾。針對室內場館的2G、4G、5G頻點合理規劃，根據業務需求劃分小區，還應儘量考慮後續擴容時小區分裂的便利性。
5G建設初期容量普遍不高，室內一般採用兩個頻點間隔部署，隨著使用者需求的不斷攀升，在區域性熱點區域還需要疊加新的5G頻點以吸收話務。
（2）業務承載與容量規劃
在大型賽事活動的通訊保障中，無線網路建設總體投資較大，為了降本增效，需要合理利用現有網路資源，協同規劃業務承載方式，保證使用者業務服務體驗。其中，5G網路主要承載高畫質影片、AR/VR等對頻寬和時延要求較高的新業務；其他一些能夠在4G網路中獲得滿意體驗的應用，仍由4G網路承載。
對於大型場館的容量規劃，應考慮以極限容量進行規劃，2G、4G、5G網路硬體一次部署，軟體根據場館舉辦賽事的實際需求進行靈活配置，既能夠保障網路覆蓋範圍、容量和質量，又可以提升資源利用率。
5G容量規劃需要結合4G網路負荷、5G業務發展預測等因素。進行容量需求估算時，應重點考慮使用者數預測、市場佔有率、終端滲透率和業務保障速率等指標，具體可參考表2。
表2 5G容量需求核算參考
透過容量估算方法，合理進行小區規劃，隨著業務的持續增長採用小區分裂、增載入波等手段保障網路容量。
（3）裝置選型
大型場館室內環境以LOS徑為主，覆蓋較好，但是容量需求高且干擾極其嚴重。可以選擇小微站、新型室分、賦形天線等裝置和器件，提升網路容量、降低干擾。
5G室內覆蓋裝置可優先選擇使用外接天線型分散式皮基站，採用光電覆合纜支援最大距離200米的遠端單元pRRU拉遠。由於容量需求較高，一般應選擇4T4R分散式皮基站裝置，相比傳統室內分佈系統可以提供良好的覆蓋及較高容量，同時也便於靈活地擴充容量。
賦形天線旁瓣抑制比高、滾降角度小，可精準控制天線覆蓋範圍，建議大型場館在天線選擇上優先採用賦形天線以控制干擾，有效消除相鄰複用蜂窩區的重疊覆蓋。
（4）組網方案
對於高話務使用者密集場景的場館室內覆蓋基站，如果選用分散式皮基站，應以多頻多模裝置為主，同時滿足2G、4G、5G網路多制式需求。
根據4G與5G不同的效能及業務需求狀況，也可以選擇4G與5G分別獨立部署一套RHUB中繼單元與pRRU遠端單元，也就是4G和5G採用不同的小區拓撲結構。該種方式的優點在於：4G網路容量需求較高、小區分裂密度較大，而5G建設初期容量需求不大，4G與5G網路可相對獨立地進行效能最佳化。
在大型場館的業務密集區域需要合理設計射頻端安裝高度及位置，干擾嚴重的看臺區域外接賦形天線，當層高大於8米時，透過分散式皮基站外接四通道板狀天線增強覆蓋效果。
（5）高容量保障方案
大型活動業務需求突發性強，具有潮汐效應，觀看類活動直播、轉播、AR/VR沉浸式體驗等業務較多，上行業務需求非常強勁，且干擾嚴重，需重點考慮容量保障方案，可以綜合考慮C-RAN、超高頻率複用、室內外協同頻率規劃、載波池等功能協同應用。
其中，大型活動採用C-RAN組網具有較多優勢。採用室內外BBU集中的C-RAN組網可以在一定程度上緩解室內外同頻干擾，同時站間動態排程、載波資源共享功能也可以藉助C-RAN組網獲得增益，節省了載波資源，提高投資利用率。C-RAN集中機房為MEC/UPF下沉提供了最佳部署位置，大型賽事的實時直播、高運算、低時延需求更容易藉助C-RAN實現MEC邊緣雲部署。此外，有利於引入協作化技術CoMP，提升小區邊緣速率。
（6）應急保障方案
大型活動的重要性和影響力極高，務必要保障網路的正常執行，對於突發情況應實施應急預案，確保業務順暢進行。
容災備份、裝置備份：啟用裝置容災備份方案，並進行冗餘覆蓋設計，一般應考慮多載波協同覆蓋方式。
實時監控：對於使用者數和利用率等關鍵指標進行監控，提前設定預警門限，一旦觸發門限則開展應急負荷處理。
問題定位：提前準備相關引數預案，對臨時出現的故障、高話務、高干擾等問題迅速定位。
快速調整落地：提前準備可能涉及的相關網路引數指令碼，並開通綠色通道，確保優先執行。
一旦出現網路緊急突發事件，可以透過以上應急保障預案多措並舉，最大程度地保障使用者業務需求。
結束語
大型賽事活動雖然場地侷限，使用者數量相對固定，但5G多種業務場景同時存在，流量熱點呈波動分佈，對於網路規劃有更精細、更嚴格的要求。大型活動是5G室內覆蓋場景高業務的集中體現，無線網路保障方案需在業務預測、頻率規劃、容量規劃、裝置選型、組網方案、應急預案等多方面協同考慮，從而實現網路高容量、高可靠性，確保使用者良好的業務體驗。
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作者：中國行動通訊集團設計院有限公司
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