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5G 移动基站电源精细化设计思路探讨

浏览87次 时间:2021年11月13日 10:21
(普天信息工程设计服务有限公司,北京 100088)
  摘. . 要:随着人类社会现代文明的飞速发展,通信技术领域取得了空前的进步,移动通信技术的发展为人类更好的生活和生产作出了巨大的贡献,随之而来的是人类对于通信技术的要求也在逐年提高,因此建设大批量 5G 网络基站的需求迫在眉睫。本文主要就当前 5G 技术的优势进行了阐述,分析了无线网络基站建设方案选择与分析,并提出了 5G 通信移动基站切换优化方法,希望为探索新时代下 5G 网络基站建设提供一定的参考。
  关键词:5G;基站;基站建设
  1、5G 技术的优势
  5G 网络的主要优势在于,与 4G 相比,具有“更高网速、低延时高可靠、低功率海量连接”的特点。(1)高网速:这个特点可以再分为两个场景:“广域连续覆盖”和“高容量热点”。“广域连续覆盖”
  的特质体现在覆盖范围上,用以保障用户体验,体现在移动性更好、业务连续性更强,使客户随时随地享受高速业务服务。那么,“高容量热点”则体现在质量上。(2)低功耗海量连接:5G 的空口时延低至 1 毫秒,这个数字仅仅是 4G 的十分之一。(3)低延时高可靠:5G的空口时延可以精确到 1 毫秒,仅仅是 4G 的 1/10。
  2、5G 无线网络基站建设方案选择与分析
  基站建设方案的选择尤为重要,关系着基站建设的整体施工进度,施工进度又关系着基站的交付率与开通率,这个时候建设方案的制定与选择对施工的过程、施工的效率起到了直接的作用。我们大致可将建设方案的选择分为两种类型。(1)定性方案类型:项目启动开始前,相关领域专家根据产品性能和学识经验,制定基站建设方案。
  此方案一般应用在外界环境干扰较小或者比较理想化的场景。优点是比较节省时间,设计人员根据此方案能快速地绘制方案。但是缺点也很明显,容易受到外界环境的干扰,非理想化的场景,容易造成施工困难。(2)优选方案类型:设计人员根据实际现场勘察结合建设所使产品相关参数,进行数据分析,可有多种建设方案,再从多种方案中筛选出最适合此场景的方案。
  3、5G 通信移动基站切换优化方法
  3.1 提供待切换基站列表
  对 5G 通信双连接网络进行抽象处理,分布式控制移动基站的通信链路,提供可供切换的基站列表。首先将5G通信网络抽象化为基站、用户、网关及中继节点,利用用户终端所连接的辅助基站,执行切换管理,避免中央控制节点做出切换裁决,使基站间接口与相邻基站交互,从而通过基站的信息和信令。再利用RTTM机制的实时业务度量,得到基站负载相关信息。其抽象架构如下图所示:
  图 1?5G 通信双连接网络抽象架构
  采用分布式控制方案,对用户终端的低时延辅助移动基站进行控制,部署基站切换的总体流程。使基站发送切换请求,通过基站接口获取 RTTM,使低时延辅助基站与相邻基站进行通信,选定目标基站后,辅助移动基站直接对切换请求进行裁决,回应切换请求后,通知基站切换结束。过程中,利用 RRM 服务器对切换判决进行辅助,从通信双连接网络内的所有基站处获取信息,相比传统方法只能从相邻基站获取信息,该过程能够全面地对5G网络全局信息进行把握。
  当基站或网关容量达到上限时,通过 RRM 服务器,为辅助移动基站提供可进行切换操的候选列表,列表中包括能够切换的基站。至此完成待切换基站列表的提供。
  3.2 切换基站通信链路
  裁决切换请求后,切换低时延辅助移动基站和切换目标之间的链路。引用网关池和基站池的概念,将区域内的一组网关看作一个资源池,一组基站看作基站池,利用网关池共享连接的基站池资源,切换基站之间的链路。由于基站切换不改变接入互联网及应用服务器的网关,因此保持网关的 IP 地址不发生改变,只改变 5G 通信的无线接入基站,将切换目标看作终端附着的无线接入点,使辅助移动基站接入点与目标接入点在同一网络域,利用 OPNET 软件,对 5G 异构网络互连进行建模,对网络节点的功能进行细化,将两个基站之间的通信网络分为 UMTS 和 WLAN 两个部分,其网络工作在同一 IP 区域内,设置 UMTS 和 WLAN 网络的通信终端 UE,使其在异构网络间漫游,处理两个网络的切换信令信息。
  利用互连模型,对两个基站的链路切换进行评估,使 WLAN 网络网关与 Gateway 在同一 IP 域内,移动终端 UE,使 UE 接入 UMTS网络,附着在 UMTS 并进行上下文激活过程,通过 UMTS 网络与 5G网络之间进行数据通信,然后再漫游到 WLAN 网络中,通过 WLAN网络的 AP,对切换目标的信号强度进行检测,触发两个基站的切换请求,释放终端 UE 与 UMTS 网络之间的链接,在 WLAN 网络内进行认证与授权,通过 WLAN 网络传递数据包,实现两个基站的链路切换。此次辅助移动基站切换裁决,还允许天线进行多次切换,当切换失败后,立刻断开链路并加入新的通信链路,直至达到最大切换次数为止。至此完成 5G 通信双连接下,低时延辅助移动基站切换的优化。
  3.3 机房勘察情况
  经过仔细的基站勘察,机房原有配置 2 组 500Ah 的蓄电池组、一台美的立式空调、一个交流挂箱,交流挂箱内端口较为空余,不需要新增交流配电空开。机房内有 2 架设备综合架,一架内空间已满,另一家有富余空间可安装本期新增 5GBBU,DCPD-10B 及传输BBU。机房内开关电源柜有一次下电空熔丝 100A*6 个,可利旧 2 个100A 熔丝为新增设备供直流电;二次下电剩余 16A 熔丝 4 个,可满足新增传输设备供电。开关电源容量600A,可安装50A整流模块12个,原有 50A 整流模块 5 个,根据整流模块公式计算可得需增加 2 块整流模块。机房的馈线窗有空余孔洞数,可满足新增线缆的一定需求。
  3.4 基站建设具体改造措施
  天面共有三个扇区,原有塔桅无法用以安装新增 5GAAU,本 期需要新增 3 根 3 米附 墙抱杆,用于安装中兴 AAU(5G)-A9611AS26。扇区方位角与原有扇区方位角保持一致;机房内综合柜有 22U 的空间可新增一台 1U 高的 DCPD-10B,DCDU 将用于给 3台AAU及1台BBU供电。DCDU通过开关电源2个100A的熔丝取电。
  传输综合柜内需新增 1 个 DCPD 及 1 个传输 BBU。
  结束语
  为了加速 5G 时代的到来,5G 网络基站必须建设,而且得好好地建设。基于对当前社会可用资源的合理利用,对 5G 网络深度覆盖,可以采用多杆合一改造方案,既可节约社会资源,又能满足网络覆盖需求,极大地提高了建站效率及覆盖率。随着网络技术的不断发展,基站建设创新方案也会多样化发展,我们还需要不断学习,探索既能节约成本、绿色环保,又能满足有效覆盖的方案。
  参考文献:
  [1]杨世康 , 李俊杰 .5G 通信双连接下低时延辅助移动基站切换优化 [J]. 科学技术创新 ,2021(02):84-85.
  [2]何靖坤 . 一起移动 5G 基站对卫星地球站的干扰排查 [J]. 中国无线电 ,2020(12):58.
  [3]徐秋 .5G 网络移动性管理若干算法研究 [D]. 南京邮电大学,2020.

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