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通信工程专业实习总结


些许感慨,四年本科生涯就只剩下3个多月了。今天结束专业实习的答辩出门骑车闲逛,看到友实门口公交站还有初中生在赶作业😂,会心一笑,又有些怅然,原来真的已经过去这么多年了😦。第一次到那个公交站去学校,已经是快十年前的事情了……

就不继续感慨了,说说专业实习吧。这次的专业实习是中兴协力给上的课,主要介绍内容就是5G承载技术中的OTN,以及后面的LTE&5G调测,然后最重要的也是要记录的部分也就是复杂项目实施,我们小组(额我们叫唐高组,之前还有吴彦组、关东组、对照组等一系列奇葩名字作为备选,最终唐高组以辈分胜出👴

我们的选题是北京景山公园的TD-LTE工程设计,就是假装我们要去给这公园建基站进行信号覆盖,后面直接放出小组讨论之后形成的一些文档吧。

一、项目分工

项目职位 项目人员 具体分工
项目经理 何xx 1. 主持推进项目进度 2. 项目流程规划 3. 项目规划汇总定稿
售前技术支持 黄x 1. 整理需求分析及完善细节 2. 项目实施方案制定
项目实施工程师 王x、刘xx 1. 实地勘测及项目实施 2. 具体配置参数设计调整
售后技术支持 冯xx 1. 售后问题反馈接收 2. 方案调测优化
质量总监 胡xx 1. 监管项目流程质量 2. 方案调测优化

  需要说明的是,由于模拟项目的局限性,某些职位的工作比较难在项目中体现出来,因此实际上分工表仅代表每个人负责的主体部分,每个人在项目的其它流程中都有参与和讨论。

二、背景调研

  随着互联网和通信技术的发展,人们对无处不在的网络接入拥有了更高的需求。尤其随着移动支付和“生活分享”需求的增加,信号覆盖质量直接影响了游客的游览体验。此外,景区作为对环境、景观要求最为严格的场所,其对于传统“傻大黑粗”的基站有着天然的排斥心理,因此如何进行合理的基站规划,以及如何让基站建设和谐地与景区融为一体,对于带动景区的发展、满足游客的体验,拥有非常重要的意义。

(1) 技术背景——TD-LTE技术特性

  • 技术特点:

      TD-LTE的三大技术特点分别是TDD、OFDMA和MIMO,这几项技术令其具备20MHz带宽、下行110Mbps、上行50Mbps峰值速率,以及小区边缘用户性能改善、小区容量提高、低系统延迟等特点。这意味着用户外出游玩的大多数需求基本都能够得到满足。

  • 架构特点:

      此外,TD-LTE的分布式组网架构也为其在2G、3G基础上部署以及场景适应性上提供了强有力的支持。如根据“BBU+RRU”光纤拉远式部署方案,我们可以将BBU直接放置在原有2G、3G基站机房中,通过RRU拉远将RRU和天线一同放在几百米甚至几千米外的天线塔或路灯、房顶上。同样地,我们也可以在合适位置自建机房,用于放置BBU,接入核心网和操作维护中心,将RRU和天线通过光纤连接至远端需要信号覆盖的位置。

(2) 场景背景

我们选择的景区是景山公园,它位于北京城中轴线,与北海、故宫邻接。景山公园的场景特点体现在3方面:

  • 内部景点。内部景点以绿植和古建筑为主,包含部分休息区。
  • 客流量。较大客流量对信号覆盖有着比较高的要求
  • 周边环境。由于在北京城中心,周边大多为低矮建筑群。

三、需求分析

需求点 描述
1.基站容量需求 需要满足景区同一时间的峰值接入量
2.覆盖范围需求 保证所有小区基本覆盖,根据基站的实时吞吐量进行功率调整
3.入网类型需求 保证不同入网类型的用户的上网体验
4.建站成本需求 在确保基站功能齐全下,降低成本
5.可扩展性需求 考虑机房的维护等问题
6.环境和谐需求 在不破坏景区环境的前提下实现基站功能
  1. 基站容量需求。LTE基站最高容量约1200人,带宽最高20MHz

      根据网络上的公开信息,以及参考文献《景山公园春季使用者游憩行为研究》,景区每天的人流量峰值为5200人左右,集中在11点。并且万春亭、有林广场、寿皇殿等三大区域人流最为密集。

休息日与工作日游人量日变化

  此外,由于中国三大运营商共存,我们粗略认为游客中三种网络类型均匀分布,同时由于不可能所有人同时接入网络并产生业务,可以认为一个运营商基站保证1200人的峰值接入是合理的。另外,景区游客产生的业务大多为电话、文字消息以及图片等低流量业务,仅有少部分存在直播或者视频等高流量业务,因此接入速率需求应该能够得到保证。

  1. 覆盖范围需求

    • 一般TD-LTE小区覆盖半径为1-3km,但由于覆盖信号质量以及人流量的原因,城区建站每隔几百米会将用户切换至信号质量更好的小区——可以小区半径为500米考虑。
    • 园区面积约23万平方米,山高43m,东西方向长度约440m,南北方向长度约540米。
    • 可以采用多RRU技术(级联/星型拓扑) ,一个BBU上挂多个(3-4个)RRU来密集布站(RRU是射频拉远模块),从而对复杂的园区环境进行覆盖。
  2. 入网类型需求——不同用户入网类型不同,分为移动、联通、电信。

  3. 建站成本需求——由于建站成本高昂,此前也已经部署了大量2G、3G基站,因此在能力范围之内应尽可能减少建站成本。

  4. 可扩展性需求——基站建设需要考虑到未来的设备维护及技术更新

  5. 环境和谐需求

      景山公园主要景点为古建筑以及绿植,并且位于北京城中轴线,其间的万春亭可俯瞰故宫及景区。因此需要考虑基站与景区景点的和谐性,不能对其产生破坏。此外,景区周边大多也都是低矮建筑,并且交通繁忙,在建站过程中也应考虑与周围建筑的和谐性,并且不阻碍交通。同时,要考虑到普通民众对通信辐射的不了解以及恐慌、抵触等情绪,可采用伪装基站。

    伪装基站

四、项目规划

规划点 需求点解决 基本规划
建站类型规划 3、4、6 1.入网类型:移动、联通、电信各一个 2.基站类型:宏基站
建站容量规划 1、2 1.基站承载能力:1200人的同时接入 2.基站接入速率:最大接入速率110Mbps 3.基站覆盖范围:规划小区覆盖半径300-500米
建站方式规划 3、5、6 BBU集中、RRU拉远方式建设
建站选址规划 2、4、6 1.机房选址(放置BBU,接入核心网) 2.天线选址(区域信号覆盖)
  1. 建站类型规划

      为解决需求点2、3,也就是覆盖范围和入网类型需求,我们规划建设移动、联通、电信基站各一个,粗略假设游客的入网类型比例基本均等;建站类型为分布式基站,以满足景区覆盖区域复杂的需求。

  2. 建站容量规划

      建站容量规划用于解决需求点1、2,即容量和范围需求。在这里我们从三个角度进行考虑。前面经过需求分析得到结论,一天内一个时段中全园区客流量峰值在5000左右,由于5000人分别被三大运营商网络所服务,并且同时具有网络流量需求的概率极低,因此认为三个基站各自1200人的同时接入峰值是合理的,能够满足园区游客使用。

      此外,考虑基站小区覆盖范围,一般城区TD-LTE覆盖小区半径设置为500m。在景区中,我们将整个景区划分为3部分区域,分别设置3个小区进行服务。其中2号小区人流量最大,3号其次,1号最小。我们为其分别设置不同的服务半径、服务带宽以及发射功率,足够满足覆盖需求。

  3. 建站方式规划

      考虑到需求点3、4、5、6,即入网类型、建站成本、可扩展性以及环境和谐性需求,我们采取分布式部署方案,在景区外合适位置选址建设机房,放置BBU用于接入核心网,并通过10G光口的连接一根光纤级联1号和2号小区的RRU,再单连一根光纤接入3号小区的RRU将三个天线和RRU部署在合适位置,其网络拓扑如图所示。这样做的优势在于:

    • 机房部署在景区外,不对景区造成破坏;同时建设设计冗余空间,以供设备升级或其它基站建设所需。

    • 通过RRU拉远方式部署天线使得选址更加灵活,符合景区的复杂环境需求。

    • 机房固定地址和通过RRU级联以节约光纤,都可以降低建站成本,也避免了在景区周边多处施工建站,影响交通和美观。

      下图为规划网络拓扑:

      规划网络拓扑

  4. 建站选址规划

    • 机房位置

        将机房放置在西门与国家电网充电站之间的空地上。因为有国家电网充电站,可以认为有较好的电路设施,并且可拓展给机房供电。

        此外,机房为5米(长)4米(宽)3米(高)的标准机房,放置基站的BBU并接入核心网。同时机房不仅提供景区内的信号覆盖,也为周边有信号覆盖需求的地区留出冗余空间,同样用于放置BBU,并通过RRU拉远进行周边区域的覆盖。

    • 天线位置

      设计分布式天线,一共3个天线通过RRU拉远放置在景区附近的高楼楼顶,并配置3个小区。具体位置如下:

      • 1号天线:景山公园南门景区南门神武门广场附近,朝向西北60°,覆盖西北约60°扇区,包含景山前街西部、游客中心西部、景区内休息区、富览亭、辑芳亭及西门等区域。
      • 2号天线:景山公园南门景区南门神武门广场附近,朝向东北30°,覆盖东北约120°扇区,包含景山前街东部、游客中心东部、景区内休息区、万春亭、寿皇亭等区域。
      • 3号天线:景山公园北门北京市地安门招待所楼顶,朝向西南约75°角,覆盖景区北部寿皇殿、有林广场及东门等区域。

      机房和天线位置以及各自覆盖扇区图如下:

      机房、天线位置及扇区分布图

      景区北门-北京市地安门招待所

      景区南门口

五、项目实施

  1. 天线选址依据

      选址主要考虑景山公园的地形因素和客流量方面。景山公园中心是一座小山,且是客流量主要分布的旅游场景。在山顶建设天线可能会对景区的自然风景造成影响。因此选择在南北方向上放置天线单元,降低山体遮挡带来的影响。山体北侧地势平坦,沿途遮蔽较少,且客流量较小,可以划分为一个小区,直接进行大面积的覆盖。山体南侧主要以树林为主,客流量大,可以划分为两扇区,适当的缩小覆盖范围,提高带宽和增益。

      考虑节约成本的情况下,在北侧的天线单元可以利用已有的房屋屋顶进行修建,南侧可以通过RRU级联的方式连接,减少光纤长度上的消耗。

  2. 小区配置依据

      基站覆盖区域主要划分为三个异频小区。小区载频中心频点分别为2506MHz;2513.5MHz;2521MHz。由于景山公园南门邻近故宫北门,为客流量集中地,带宽需求较园内北侧更大,故给2扇区分配10M带宽,1扇区与3扇区人流量较小,分配5M带宽。三个小区之间互为邻接小区,可以进行小区切换。

  3. 天线配置依据

      南门外天线可以借助路灯进行安装,高度约为十米,分为两个扇区。1扇区考虑到覆盖面积内客流量较小,采用大面积覆盖,大量接入低速率的方式。覆盖半径约为500m,下倾角约为4°。2扇区覆盖区域客流量较大,为游客主要活动区,且存在树木遮挡问题,因此选择低覆盖,高增益的方式。2扇区覆盖半径约为300m,下倾角约为6°。3扇区位于北门外,天线可以借助已有的建筑物进行建设,考虑到北部客流量较少,树木遮挡较少,信号可以覆盖更大的面积。北门侧覆盖半径为300m,天线高度约为25m,下倾角约为8°-10°。

  4. 具体配置数据

    中国移动基站配置数据

六、调测优化

  1. 原方案

    原方案:考虑到基站应适当高,以及基站应距离人群集中区域较近,故准备将天线设置在小山西侧山坡上,分三个扇区,并伪装成树木的形状。

    原方案存在的问题:

    • 东侧山坡因受山顶遮挡,信号弱;
    • 基站距离北侧建筑群太远,可能导致北侧信号弱;
    • 后来通过查阅资料了解到,天线若架设在树林中,应高于树冠一定高度以避免不必要的衰落。但若将天线设置过高,而周围又没有其他更高建筑,在破坏景区观赏性的同时也有遭受雷击的风险。
    • 天线尺寸过大,方形的形状不利于隐蔽或伪装。

    原方案

  2. 现行方案

    将天线分散布置在公园南侧路灯上以及北侧地安门招待所楼顶,仍分为三个扇区。

    如此考虑的原因如下:

    • 可以尽可能避免山坡、植被的遮挡,使整个公园都有信号覆盖;

    • 天线可以兼顾北侧建筑群、中部有林广场以及南部观景台,避免部分区域用户与天线的距离过远;

    • 天线尽量远离景区,对景区观赏性影响较小。同时仍然可以对天线进行一定程度的伪装,如靠近居民区的天线可以伪装成热水器,以避免与居民区的居民产生不必要的纠纷;

    • 天线架设高度适中,既考虑到了对公园的信号覆盖,又有利于后期维护。

    现行方案

  3. 可能存在的故障及处理方案

    • 驻波比故障

        可能由天馈线缆连接故障或RRU故障导致。可检查RRU、天线等是否连接正确,检查各馈线接头是否进水,或采用交叉检查法确定是RRU还是天馈线系统故障。

    • 上行信号不好

      • 检查CDU有无塔放警告,如果有按塔放警告的一般方法处理。
      • 检查CDU低噪有无告警,如果有则按低噪声放大器告警的一般方法处理。
      • 检查CDU天线输入端口到机柜顶的连接电缆是否正常,如不正常则将其更换。

七、项目总结

  在这次复杂项目中,我们每个人都在其中完成了足够分量的工作。虽然由于现实条件的限制,在具体实施过程中我们完成的工作与初始分配的职位不完全匹配,但基本也是按照职责分配的任务。除此以外,我们每个人实际也都参与了几乎每个流程的讨论,只有在团队合作中才能如此快地从0到1完成整个项目的流程。

  另外,这次复杂项目也让我们对工程设计有了更多的了解,比如基站建设原则、天线架设原则等等,同时实际施工工程中也会遇到很多现实问题,比如居民不满意、影响街容街景、如何降低建设成本等,这些都是工程中需要考虑的。

  最后非常感谢能有这次机会进行专业实习,我们确实是从中学习到了不少学校中没接触过的知识,这也将对我们之后的认识和学习有所帮助。

八、方案问题及优化

  1. 南门天线高度仅10m,北门25m,而山高43m,且山顶的万春亭人流大、需求多,现有方案是否有可能无法对其进行信号覆盖?

    答:原有方案之所以不在山顶设置基站,是为了防止破坏景区景观,景山位于北京中轴线,山顶万春亭是游客最爱俯瞰全城的位置,建设宏基站伪装困难,且易破坏景区和谐性。因此可在万春亭周围增设补盲基站——微基站,且安装全向天线,对山顶四周进行覆盖,足以解决问题。

  2. 小区编号应遵循天线方位角顺序,原有编号是1-315°,2-45°,3-180°。应该改为1-45°,2-180°,3-315°,才符合建设规范。

  3. 南门口基站天线架设在景区内部墙壁是否更为合理?

    答:之所以将天线架设在南门口的路灯或天线塔上,是因为景区门口存在大量业务需求,即门口闸机扫码入园,以及近年因疫情原因,入园必须检查健康码,扫码产生的流量让我们觉得有必要在此对其进行较强的信号覆盖。因此天线设置在门口应该是合理的。至于路灯站对环境产生的不美观影响,可通过不影响电磁波传播的材料对其进行围绕遮挡,如下图所示:

    美化路灯基站


文章作者: hjd
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