（中国联合网络通信有限公司深圳市分公司，广东 深圳 518000）
摘 要：文章对大型展馆的5G室分覆盖规划方案进行了研究。首先分析了大型展馆室分覆盖所面临的挑战，包括通信需求变化大、人员密集、信号干扰等问题，并提出了相应的覆盖规划要点。其次介绍了室分覆盖链路预算和传播链路研究，以及模拟测试结果及分析。再次针对不同区域的覆盖标准需求和容量速率需求进行了分析，并提出了人流量测算和容量需求及小区数测算的模型。最后根据实际情况提出了深圳国际会展中心的室分覆盖方案，为大型展馆的5G室分规划方案提供了重要参考。
关键词：大型展馆；4G/5G；室分覆盖；容量分析；小区规划
中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2024）20-0010-05
Research on the 5G Indoor Distribution Network Planning Scheme of Large Venues
CAI Yong， DAI Peng， WANG Xiaobin， LIANG Shiming， YAO Mengke
（Shenzhen Branch of China United Network Communications Group Co.， Ltd.， Shenzhen 518000， China）
Abstract： The paper researches the 5G indoor distribution coverage planning scheme of large venues. Firstly， it analyzes the challenges faced by indoor distribution coverage in large venues， including significant changes in communication demands， high density of people， signal interference and other issues， and proposes corresponding coverage planning key points. Then， it introduces the budget for indoor distribution coverage links and research on propagation links， as well as simulation test results and analysis. It analyzes the coverage standard requirements and capacity rate requirements for different areas， and the models of population flow calculation， capacity demand and cell number calculation are proposed. Finally， based on the actual situation， it puts forward the indoor distribution coverage scheme for the Shenzhen International Convention and Exhibition Center， providing important reference for the 5G indoor distribution planning scheme of large venues.
Keywords： large venues; 4G/5G; indoor distribution coverage; capacity analysis; cell planning
0 引 言
与宏基站规划不同，室分分布系统施工复杂度和施工周期远超宏站，并且由于物业协调等因素，调整室分分布系统的单个天线空间和手段都非常有限，室分分布系统的规划水平决定了建筑物内部移动网络性能的优劣。相较于其他场景，展馆更为特殊，尤其是展馆安全规格非常高，这使得勘查、施工等准入难度极大[1-2]。因此，在展馆的网络规划和方案实施中，需要确保网络规划和部署一次性到位。基于此，本文以深圳国际会展中心的室分覆盖为例，为大型展馆的5G室分网络规划建设提供借鉴。
1 大型展馆室分覆盖规划研究
1.1 室分覆盖挑战
大型展馆室分信号的覆盖主要存在下述4个难点：在非繁忙时段，通信需求相对较低，而在高峰时段会突然增加；人员密集，通信容量需求较高，需要部署多个小区；大型展馆内部结构空旷，存在多个小区之间的信号干扰；工程施工对线缆布放的质量要求较高，线缆布放困难[3]。
1.2 室分覆盖规划要点
展馆建筑物结构和内部功能分区对室分方案规划有很大影响，大型展馆建筑结构特殊、功能区域复杂，需结合每个区域的不同特点，采取不同的规划方式，通常大型展馆采用的室分规划方式如表1所示。
1.3 室内覆盖传播链路研究
大型展馆覆盖的天线点位通常选择在需要覆盖区域的中央。开阔区域无线电波传播环境与自由空间近似，故可以近似采用自由空间传播模型来计算路径损耗[4]。
由于展馆建筑物的特性，间隔、材料等都会对无线电波传播产生影响，此外活动人员密集度对信号的传播损耗也应该加以考虑[5]。因此，除了考虑空旷区域的自由传播外，室内展馆的链路预算还需要考虑天线馈线损耗、阴影衰落余量、信号穿墙数量、不同材质的损耗等[6]，表2是计算室内覆盖链路预算的较为常用参数。
表中：覆盖半径= Log（10，（最大允许的空间损耗-天线口下1米处路径损耗-墙壁层数×每层墙壁损耗）/28）。其中，最大允许的空间损耗=天线口RS RE发射功率-天线跳线插损+天线增益+移动台接收天线增益-接收RSRP要求-阴影衰落余量。
其他不同材料的信号穿透损耗值如表3所示。
1.4 模拟测试结果及分析
为了更准确地了解大型展馆无线传播情况，在深圳国际会展中心使用Pilot Pioneer软件对相关区域进行了测试。深圳国际会展中心是超大型会展综合体，展馆采用长条形“鱼骨式”布局，一条南北向、长1.75千米的双层中央廊道连接所有的登录大厅、展厅、会议区以及餐饮区域。共19个展厅，依中央廊道对称排列，南区16个标准展厅，北区3个多功能展厅。
1.4.1 展厅赋型天线覆盖专项测试
天线位置挂高约16 m，横向测试信号结果如图1所示，A点设为预规划PRRU实际点位（赋型天线挂在A点上方16 m马道处），测试从A点依次经由BCD点。信号强度测试数据如下：A点正下方RSRP值约-75 dBm，B点距离PRRU约18 m，RSRP值约为-85 dBm，C点距离PRRU约36 m，RSRP值约为-90 dBm，D点距离PRRU约50 m，RSRP值约为-95 dBm。纵向测试信号结果与横向测试信号结果相同。统计测试区域内RSRP＞-100 dBm占比97.07%，信号覆盖半径约55 m，超过该距离天线信号覆盖较弱。
1.4.2 停车场天线覆盖专项测试
车道区域测试结果如图2所示，从测试结果上看到，A点设为预规划PRRU实际点位，测试从A点依次至B点。A点正下方RSRP值约-65 dBm，B点距离PRRU约55 m，RSRP值约为-105 dBm。
停车位隔断区域测试结果如图3所示，从测试结果上看到，A点设为预规划PRRU实际点位，测试从A点依次至B点和C点。A点正下方RSRP值约-65 dBm，B点距离PRRU约35 m，RSRP值约为-85 dBm，C点距离PRRU约45 m（中间多个承重柱），RSRP值约为-105 dBm。
借鉴现场模测结果，同时考虑停车场车体和人体损耗，PRRU点位规划原则如下：
1）车道区域两个PRRU间距55×2×0.8（余量）×0.8（车体损耗）= 70 m。
2）停车位区域两个PRRU间距45×2×0.8（余量）×0.8（车体损耗）= 60 m。
1.4.3 多间隔区域天线覆盖专项测试
多间隔区域指的是展馆小间或者洗手间，展馆多间隔区现场PRRU挂高约2.2 m，洗手间各墙体约20 cm厚度，经测试可得，PRRU在间隔较多的厕所格局里信号损耗在30 dB左右。
1.4.4 覆盖标准需求
覆盖目标区域根据重要程度可分为VIP标准、高标准、一般标准、低标准4个等级[7]，各区域的5G覆盖标准建议参考表4。
通过以上理论分析及模拟测试，得出较为准确的各类场景下天线覆盖的覆盖半径，为精准的天线布放提供重要依据。
1.5 速率需求分析
大型展馆的闲时业务量低，突发业务量大，需要进行准确的容量估算，需按最忙时话务做容量规划，确保用户速率体验[8]。在预测容量需求之前，需要对大型展馆未来需要发生的业务及速率要求进行分析，根据大型展馆的高标准定位，并根据适度超前的规划原则，初步判定，大型展馆部署初期需要满足最基本的及时通信、网页浏览等业务；后续开通5G将需满足超高清视频、专项VR/AR等业务需求[9]。表5为各业务类型速率匹配表，根据如上分析，大型展馆初期单用户速率需求为10 Mbit/s左右，后续需求将达100 Mbit/s。
1.6 人流量分析
展馆设计的容纳人数信息可以从展馆官网获取，通常对于展馆的人流量需要根据以往的忙时人数规模和面积进行预估[10]。这以深圳国际会展中心标准展厅的人数预测为例，说明各区域人流量的测算方法。其中，老会展中心展厅1人数= RRC激活用户数/激活比例/联通用户渗透率= 3 848×0.5/0.25/0.3= 25 653人，即：每平方米的人数为：25 653人/30 000平方米= 0.85人/平方米。推算新会展中心标准展厅高峰期人数= 展厅面积×0.85人/平方米= 20 000×0.85= 17 000人。新会展中心提供给设计院的标准展馆用户数需求是20 000人，取折中每展馆约18 000人。
1.7 容量需求分析
容量需求评估一般采用如表6所示的模型进行分析测算。
经过测算，深圳国际会展中心各区域5G容量及小区数如表7所示。
标准场馆内，按10个小区进行规划，则5G的单用户数量及可支持的业务如下：
1）展厅内高峰期每用户平均速率约8.3 Mbits。
2）同时满足100个用户×40 Mbit/s（观看4K视频，使用VR/AR）+160个用户×10 Mbit/s（观看2K视频）。
1.8 干扰分析
为了解场馆内外小区的干扰可能，专门对场馆外墙进行了损耗测试，如图4所示。测试从A点依次至B点和C点。A点RSRP值约-75 dBm，B点RSRP值约为-95 dBm，C点RSRP值约为-105 dBm。经现场模测可知，场馆墙体损耗20 dB以上，从而可基本判定，室内信号外泄微乎其微。室外信号只要注意规避，能在室内占主导的可能性也非常低。
2 深圳国际会展中心室内覆盖方案
根据以上各区域的覆盖标准、链路预算、模测结果、容量、小区数量需求等情况，结合展馆各场景功能区对容量需求在不同时间、不同空间均有较大差异的情况，同时为了进一步优化网络、减少小区间干扰，深圳会展中心各场景功能区在忙时、闲时的小区规划如下。
2.1 展厅小区规划
按照目前深圳老会展中心峰值人流数量预测，深圳国际会展中心展厅忙时需要14个小区，闲时则通过后台调控修改为4个小区，如图5所示，小区以颜色区分。
2.2 登录大厅小区规划
以北登录大厅1F为例，如图6所示，忙时规划11个小区，闲时合并为5个小区，以减少干扰。其他楼层及南登录大厅，也基本按此进行了闲忙小区规划。
2.3 地下停车场小区规划
以B1F为例，如图7所示，忙时需要需求9个小区，闲时则通过后台调控修改为5个小区。
3 结 论
本研究深入探讨了大型场馆的5G室内覆盖规划方案，针对其面临的挑战提出了相应的规划策略。通过对室内覆盖链路预算、传播链路研究和模拟测试结果的分析，进一步认识到了该领域的复杂性和重要性。在未来的研究中，可以进一步完善覆盖标准要求、容量需求、行人流量和小区数量等方面的模型，以提供更准确、更有效的规划和优化方案。本研究所提出的针对深圳国际会展中心的室内覆盖方案为实际应用提供了有益的参考，也为其他大型场馆的5G室内规划策略提供了借鉴。
参考文献：
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[4] 曾少达，刘海林.5G室内分布系统规划建模及优化算法 [J].系统仿真学报，2024，36（3）：659-672.
[5] 李晖，王万宁，张立杰.基于pRRU点控的室分场景节能方案 [J/OL].移动通信，2023：1-6（2023-12-28）.http：//kns.cnki.net/kcms/detail/44.1301.TN.20231226.2057.002.html.
[6] 王娟，陈杨，张磊，等.写字楼场景5G室内覆盖解决方案探索 [J].通信与信息技术，2023（S2）：78-80+88.
[7] 侯彦庄，陈小奎，吕正春.5G有源室分共享可行性研究 [J].邮电设计技术，2023（11）：49-54.
[8] 王照宇，王森，索小新.无线网精准规建方法论研究 [J].邮电设计技术，2023（10）：1-5.
[9] 谭亮，石磊，刘盛强，等.5G室内通信网络规划与设计经验介绍 [J].通信与信息技术，2023（4）：73-76.
[10] 胡铮，袁浩，朱新宁，等.面向5G需求的人群流量预测模型研究 [J].通信学报，2019，40（2）：1-10.
作者简介：蔡勇（1989—），男，汉族，湖南娄底人，通信中级工程师，硕士，研究方向：低空、4G/5G网络规划；戴鹏（1978—），男，汉族，黑龙江哈尔滨人，通信高级工程师，本科，研究方向：5G网络技术；王晓彬（1990—），女，汉族，河南商丘人，通信中级工程师，本科，研究方向：4G/5G网络规划；梁师铭（1991—），男，汉族，四川绵阳人，通信中级工程师，本科，研究方向：4G/5G网络规划；姚梦珂（1994—），女，汉族，四川遂宁人，通信中级工程师，本科，研究方向：5G网络规划。
