導(dǎo)語：5G技術(shù)在智慧城管項(xiàng)目建設(shè)的運(yùn)用一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：本文以江蘇有線宿遷分公司在智慧城市建設(shè)中開發(fā)的數(shù)字城管應(yīng)用為例，介紹了針對(duì)該項(xiàng)目的5g網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方法，論述了5G技術(shù)對(duì)智慧廣電建設(shè)的賦能效果，展望了智慧廣電業(yè)務(wù)與5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)相互促進(jìn)、共同發(fā)展的廣闊前景。

關(guān)鍵詞：5G智慧城管5G基站CPE網(wǎng)絡(luò)仿真

1引言

江蘇省出臺(tái)加快推進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)發(fā)展的若干項(xiàng)政策措施，明確提出要推進(jìn)5G與物聯(lián)網(wǎng)的深度融合，保障智慧城市穩(wěn)定運(yùn)行，促進(jìn)社會(huì)各領(lǐng)域和諧發(fā)展，基于5G打造覆蓋全域的物聯(lián)感知平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)城市運(yùn)營管理的“物聯(lián)全感知、數(shù)據(jù)全采集、事件全掌控”。在此之前，《智慧宿遷中長期發(fā)展規(guī)劃（2014—2020）》明確提出，宿遷市要在2020年底前完成智慧城管工程，實(shí)現(xiàn)城市管理數(shù)字化、精細(xì)化、智慧化。在此背景下，江蘇省廣電有線信息網(wǎng)絡(luò)股份有限公司宿遷分公司（以下簡(jiǎn)稱“公司”）抓住契機(jī)，緊跟政策，充分利用5G技術(shù)，對(duì)智慧城管項(xiàng)目進(jìn)行了規(guī)劃設(shè)計(jì)。

2建設(shè)方案

5G網(wǎng)絡(luò)具有很多優(yōu)勢(shì)特性，如增強(qiáng)移動(dòng)帶寬、海量機(jī)器類通信、高可靠低延遲通信等，支持獨(dú)立組網(wǎng)（SA）模式、極簡(jiǎn)架構(gòu)方案，實(shí)施700MHz+4.9GHz/3.3GHz~3.4GHz多頻協(xié)同、FDD+TDD協(xié)同組網(wǎng)策略。公司決定利用700MHz頻段開展5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，該頻段位于低頻段，具有信號(hào)覆蓋廣、穿透力強(qiáng)、組網(wǎng)成本低等特性，適合大范圍網(wǎng)絡(luò)覆蓋。700MHz5G網(wǎng)絡(luò)能夠在非視距條件下為市政監(jiān)察管理人員提供固定、移動(dòng)、便攜的網(wǎng)絡(luò)連接，在車速移動(dòng)等應(yīng)用場(chǎng)景下提供寬帶無線接入業(yè)務(wù)，包括高速、高帶寬的數(shù)據(jù)上下行接入業(yè)務(wù)，語音、視頻監(jiān)控等多種附加業(yè)務(wù)。700MHz5G系統(tǒng)由業(yè)務(wù)平臺(tái)、核心網(wǎng)（EPC）、IP傳輸承載網(wǎng)、無線接入網(wǎng)（5G基站）、用戶終端五部分組成，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)為智慧城管數(shù)據(jù)平臺(tái)以及為其服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)；核心網(wǎng)主要用于完成對(duì)接入網(wǎng)的控制、對(duì)用戶面的管理及與外部分組數(shù)據(jù)網(wǎng)之間的連接，由MME、S-GW、P-GW、HSS服務(wù)器、BM-SC、MCE、MBMS-GW等部分組成；IP承載網(wǎng)絡(luò)用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各個(gè)網(wǎng)元之間的IP數(shù)據(jù)傳輸，初期考慮充分利用廣電現(xiàn)有的傳輸網(wǎng)絡(luò)來承載；無線接入網(wǎng)主要用于實(shí)現(xiàn)終端無線接入和無線資源管理功能，包括空中接口、接入控制、移動(dòng)性控制、用戶資源分配等，采用分布式基站，設(shè)備包括室內(nèi)基帶處理單元（BBU）和射頻拉遠(yuǎn)單元（RRU）兩類，以鎮(zhèn)為單位進(jìn)行規(guī)劃部署；終端設(shè)備包括市政監(jiān)察管理人員隨身攜帶的CPE、Mi-Fi設(shè)備以及數(shù)據(jù)模塊（集成其他設(shè)備內(nèi)）等。

3關(guān)鍵技術(shù)

3.1移動(dòng)執(zhí)法信息回傳技術(shù)。移動(dòng)執(zhí)法車及單兵手持執(zhí)法終端，可通過CPE轉(zhuǎn)Wi-Fi的方式實(shí)現(xiàn)與基站間的無線互聯(lián)，完成視頻、語音以及圖像的傳輸。信號(hào)接收原理如圖2所示。3.2無線集群通信技術(shù)。國內(nèi)的電信設(shè)備制造商已經(jīng)相繼研發(fā)出多款滿足集群通信要求的數(shù)字集群系統(tǒng)設(shè)備，目前能夠支持完整數(shù)字集群系統(tǒng)設(shè)備和終端的系統(tǒng)，有華為開發(fā)的數(shù)字集群通信系統(tǒng)（GT800系統(tǒng)）和中興開發(fā)的數(shù)字集群通信系統(tǒng)（GoTa系統(tǒng)）。兩種系統(tǒng)均可直接用于公司的智慧城管5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

4頻譜規(guī)劃

宿遷城區(qū)700MHz5G頻譜現(xiàn)場(chǎng)掃頻結(jié)果如表1所示，其中39、40、43、44頻段空閑，47、48頻段只有少量占用，這六個(gè)頻段即為智慧城管項(xiàng)目5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的首選資源。另外考慮到43頻段為3GPP規(guī)定的隔離頻段且采用信道捆綁技術(shù)，規(guī)劃設(shè)計(jì)帶寬暫時(shí)定為15MHz。綜合分析頻段資源，公司FDD700MHz上下行頻段最佳頻段使用如表2所示。

5站址規(guī)劃

FDD700MHz單站覆蓋能力可根據(jù)鏈路預(yù)算計(jì)算得出，計(jì)算方法如圖3所示，其中R為單小區(qū)覆蓋半徑。基于最大允許路徑損耗分析基站小區(qū)的覆蓋半徑，可以初步確定網(wǎng)絡(luò)基站間距，F(xiàn)DD系統(tǒng)為上行受限，站址規(guī)劃要以上行鏈路預(yù)算進(jìn)行規(guī)模估算。分別按照上行256kbps、512kbps和1024kbps的邊緣速率需求計(jì)算單站鏈路預(yù)算，不同上行速率下單站覆蓋面積如圖4所示。綜合上述數(shù)據(jù)計(jì)算可知，要使智慧城管項(xiàng)目覆蓋場(chǎng)景為面積64km2的宿遷市區(qū)，主要實(shí)現(xiàn)室外及路面覆蓋，按照上行256kbps單站覆蓋面積估算，并適當(dāng)放寬覆蓋標(biāo)準(zhǔn)，理論站點(diǎn)規(guī)模應(yīng)為27座。考慮到建網(wǎng)初期的成本和5G覆蓋特性，基站間距為1.712km，初期擬建設(shè)17個(gè)5G基站，具體站點(diǎn)位置如圖5所示。

65G基站網(wǎng)絡(luò)仿真

公司采用了65deg17dBi8Tilt700/800MHz的定向天線進(jìn)行仿真，設(shè)定天線波束方向增益為16.5dBi，水平波瓣為65°，垂直波瓣為8°。由于無線信號(hào)主要通過自由空間這一介質(zhì)作為傳播路徑，其傳播路徑是開放的，這就使得無線電傳播環(huán)境比有線更加惡劣。一方面，攜帶信息的電磁波的傳輸是擴(kuò)散的，方向不可控；另一方面，地理環(huán)境復(fù)雜多變，用戶位置隨機(jī)、不可預(yù)測(cè)。這些因素都加劇了無線電波傳輸損耗的復(fù)雜性。在無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，選擇一個(gè)與實(shí)際環(huán)境接近的傳播模型是進(jìn)行覆蓋估算和預(yù)測(cè)仿真的基礎(chǔ)，本次仿真采用Okumura-Hata模型和精度為50m的地圖，根據(jù)RSRP等參數(shù)值判定網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)性能。如圖6所示，從仿真運(yùn)算結(jié)果來看，整體規(guī)劃區(qū)域信號(hào)強(qiáng)度基本都在-100dBm以上，可以滿足智慧城管項(xiàng)目的基本需求，在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，可能會(huì)由于站點(diǎn)位置變化、場(chǎng)景變化等原因，導(dǎo)致部分弱覆蓋，建設(shè)時(shí)可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

7結(jié)語

宿遷廣電對(duì)5G技術(shù)在智慧城管項(xiàng)目中應(yīng)用的研究，為5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，提升了智慧城管項(xiàng)目的建設(shè)水平。當(dāng)前，隨著國家積極開展基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，“5G+垂直行業(yè)應(yīng)用”已成為一種富有生命力的應(yīng)用模式，必將為廣電5G產(chǎn)業(yè)和智慧廣電應(yīng)用平臺(tái)建設(shè)帶來新的發(fā)展。

作者:施步勝 單位:江蘇省廣電有線信息網(wǎng)絡(luò)股份有限公司宿遷分公司