小基站+室分助力5G时代新型智慧社区

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1、小基站+室分助力5G时代新型智慧社区作者：暂无来源：上海信息化2020年第1期文/张旭皮人伟葛涵涛10月31日，在2019年中国国际信息通信展览会上，三大电信运营商（中国移动、中国联 通、中国电信）宣布正式启动5G商用，并发布了相应套餐，意味着5G正式“飞入寻常百姓 家”。由此，也给智慧社区带来了诸多红利。在2019年中国国际信息通信展览会上，工信部副部长陈肇雄表示，北京、上海、广州、杭 州等城市城区已实现5G网络连片覆盖。下一步，我国将持续加快5G网络部署，深化共建共享， 激活应用创新，开启通信和经济发展的新篇章。5G已正式商用，想要体验5G网络带来的便利，当然离不开基础网络的建设。我国基础

2、电 信企业积极部署5G网络，根据工信部透露的数据，目前，全国已开通5G基站11.3万个。其中， 北京、上海、广州、深圳和雄安等城市已在局部地区形成连续覆盖，2020年是5G基站的大规 模建设期，会逐步部署到全国各个城市。三大电信运营商发力5G基础建设从三大电信运营商的具体建网情况看，中国联通此前曾计划2019年建设超过4万个基站， 在7个主要城市的核心区域实现5G网络连续覆盖，在33个城市的热点区域实现5G网络覆盖。 中国电信也表示过2019年建设4万个5G基站，并在超过40个城市建设NSA/SA混合组网。而 中国移动目前已建设近5万个5G基站，并为超过50个城市提供5G商用服务（主要是eMB

3、B场 景），预期到2020年年底，为全国所有地级以上城市提供5G商用服务。2019年9月9日，中国联通和中国电信签署了5G网络共建共享框架合作协议书。根据 合作协议，中国联通与中国电信将在全国范围内合作，共建一张56接入网络，共享5G频率资 源，双方划定区域、分区建设，各自负责在划定区域内的5G网络建设工作，谁建设、谁投资、 谁维护、谁承担网络运营成本。目前，工信部为三大运营商各分配了 100M新的中低段频率，中 国联通和中国电信共建共享之后，意味着可以共享200M的5G带宽，频率资源更加充分，更容 易达到高速率的要求。众所周知，5G网络有三大核心应用场景，分别是：eMBB （增强移动宽带）、

4、mMTC （海量机 器类通信）和uRLLC （超可靠低时延通信）。5G网络为了适应不同场景，其部署方案的复杂度 较高，需要针对三大场景的应用要求进行布设，并相对于3G和4G网络应用场景进行扩充，因 此，对网络部署的要求也相应提高。如工业互联网对低时延、深度覆盖等要求大幅提高，而智 慧社区、智慧园区则对广覆盖、大连接的需求较高等。室外小基站建设是扩容重点关于5G基站类型，根据3GPP （第三代合作伙伴计划）制定的规则，无线基站可按照功能 划分为四大类，分别为宏基站、小基站、皮基站和飞基站。从5G网络的发展与建设历程分析， “宏基站为主、小基站为辅”的组网方式是未来5G网络覆盖提升的主要途径。而小

5、微基站与室 内分布的普及处于基站建设的“最后一公里”，也是当前5G商用的前期。基站部署主要分为室内和室外两种场景，随着部署场景的多样化，产生了不同类型的基站 以适应不同应用场景。在2G和3G时代，基站形态主要有室外宏基站和室内DAS（DistributedAntenna System,分布式天线系统）两种。随着3G、4G、5G使用基站频率逐步提高，单基站覆 盖范围随之下降，而数据流量不断增长，因此，电信运营商对覆盖范围和容量要求不断提升， 为了适应不同场景的部署需求，基站部署场景也不断丰富。2018年12月初，三大电信运营商获得全国范围5G中低频段试验频率使用许可，3.5G站点 覆盖将小于现网

6、部署站点覆盖范围。其中，中国移动获得2.6G 60M频谱及4.84.9GHz 100M 带宽；中国联通和中国电信获得3.4G3.6G频率，与全球主流频率一致，相对于三家运营商已 有的2G 900M/1800M频率及3G 1.8G/2.1G/2.6G等频率分析，三大电信运营商所获得的频率高 于之前制式频率。未来，毫米站点覆盖将进一步缩小，高通测试验证其覆盖范围仅150m左右， 因此，5G站点包括毫米波基站，将以小基站形态大量出现。由于在5G时代，电信运营商主要采用3.5G及以上频段，在室外场景下覆盖范围减小，加 上宏基站布设成本较高，因此，更需要小基站配合组网。与宏基站相比，小基站具备更加有效

7、改善室内深度覆盖、增加网络容量、提升用户感知等优势，是5G网络部署的重要组成部分。尤 其是在写字楼密集的商圈、园区，以及人口密集的住宅小区，当宏基站的站址获取困难，无法 有效扩容时，可通过建设小基站来提升网络容量。针对商圈、园区、社区这种复杂建筑结构形 态，同时为了满足未来容量增长的需求，除建设小基站外，还需要改变网络结构，建立多频段、 多制式、多形态的室外、室内分层立体网络，才能有效满足5G网络覆盖的实际需求。室分系统是信号覆盖关键5G时代，70%80%以上的移动通信数据业务将发生在室内，运营商需要重点解决室内容量 问题。通常，人有80%以上的时间在室内，大量eMBB业务如高清视频播放、即时

8、游戏、高清直 播等，也主要发生在室内，所以，室内覆盖是运营商必须关注的场景。室外基站虽然可以做到 大面积覆盖，但由于混凝土墙体、玻璃、钢结构体等对电磁波的衰减作用，室内深度覆盖仅依 赖室外基站依然不够。随着5G部署频率相对2G/3G/4G更高，信号的传播性能更弱，室外覆盖室内将变得更加力 不从心。电信运营商采用的传统DAS已无法满足5G室内覆盖需求。当前，采用新一代分布式室 分系统，引入远端射频单元（便于维护、支持5G智能化管控），成为替代传统DAS系统的主流 方案。而且，支持通过软件对远端单元进行配置还可实现容量的灵活扩充。更关键的是，新一 代室分系统全程可管、可控，在集中维护中心就能实现对

9、所有远端单元的故障定位和修复。新 一代室分系统将主要应用于机场、商场、医院、停车场、博物馆等人流密集的热点区域，提升 用户的网络体验。5G+AIoT落地智慧社区在具体落地方面，以5G应用示范的代表性城市北京举例。北京市通信管理局此前发布消息 称，截至2019年7月底，铁塔公司已完成建设交付的5G基站共7863个，运营商开通的5G基 站共6324个。截至10月，中国移动、中国电信、中国联通三大运营商已在北京建设1. 1万余 个5G基站，主要覆盖长安街沿线、世园会、央视采播中心、首钢园区等典型应用场景区域，在 部分医院、社区、旅游景区以及冬奥会等民生领域布局的5G示范应用，已形成广泛展示、贴近 民

10、生的良好局面。其中，作为城市副中心的通州区，在2019年年初就计划实现全区重点区域5G信号全覆盖。 三大运营商在通州拟建设1300余个5G基站，先期开通400余个。截至目前，320余个5G基站 已开通。北京城市副中心区域内洽谈的5G行业应用包括：环球主题公园、重点医院、重点校园 及大型传统行业的工业互联网合作项目等。目前，环球主题公园已与企业签署5G战略合作协议 并就智慧停车达成了具体的应用场景，现已在建设覆盖中。针对智慧社区项目，2019年7月，中国移动北京公司（以下简称“北京移动”）与特斯联 （北京）科技有限公司联合打造了全国首个5G+AIoT智慧社区，落地在北京市海淀区北太平庄 街道志强

11、北园小区。志强小区竣工于1990年、有2100多户业主，除了民宅外还有养老驿站、幼儿园和宾馆等 小区配套，属于配套比较齐全的老旧小区。该小区和5G+AIoT相关的主要应用场景分为安防监 控、健康监控、社区服务、公共设施四大类，其中：安防监控针对的主要应用场景是小区出入 口、楼宇出口、幼儿园门口、小区公共区，关联的技术是AI机器视觉，涉及到5G eMBB场景； 健康监控主要针对独居老人或半失能老人，其关联的主要有AI语音识别技术与5G mMTC场景； 社区服务主要针对的应用场景是居委会和物业等，其主要关联AI语音识别技术与5G eMBB场景; 公共设施主要针对垃圾桶满溢、井盖位移等场景，其主要涉

12、及的是5G mMTC场景。在小区的具体应用建设中，首要的是安防监控。小区南门口附近5G高清摄像头的抓拍范围 及图像质量有了大幅提升。之前对于进入小区的车辆，超过20米范围以外就识别不出车牌了， 现在100米范围内都能清楚识别车牌信息。在小区楼宇出入口的51个单元门上全部安装智能设 备，对全小区2800多名居民进行信息采集，实现智慧门禁系统。小区居民可通过门禁卡、手机 远程控制、人脸识别三种方式开门。在小区的幼儿园门口还安装了两个对拍的摄像头，当有人 员在幼儿园门口徘徊时，系统就会发出警报。小区多个制高点安装摄像头，如果出现翻越围墙、 进入小区的情况，系统也会报警。据悉，小区以前使用100M带宽

13、，仅能同步接入四路监控摄像 头，画面还经常有卡顿现象。引入5G网络后，目前小区已具备超过三十路摄像头同时接入的能 力，而且画面清晰、流畅。在健康监控方面，通过为小区内65岁以上老人派发智能手环等可穿戴监测设备，实时跟踪 老人健康状况，儿女可以通过APP随时掌握父母健康状况。同时，社区养老驿站的工作人员会 根据监测数据，为老人提供相关服务。此外，还为空巢老人提供智能守护，70岁以上的老人如 果超过24小时没有出门，系统设置就会自动拨打电话，社区工作人员还会对其进行电话巡访或 上门探访。在社区服务方面，居委会的政务机器人可为居民提供300多项政务咨询服务，例如：咨询 一老一小社保登记与办理、计生政

14、策、老年卡事务等；警务机器人还可办理113项警务事项， 极大方便了居民社区生活。在社区公共设施方面，依托5G网络及物联网技术，将遍布小区各个角落的智能垃圾桶是否 装满的信息传递到物业管理中心，提醒垃圾清运人员及时进行清运，保证小区环境卫生。另外 还有，井盖发生位移会自动报警、消防栓被非授权开启会自动报警等。有了 5G网络的加持，社 区市政设备切实为居民生活提供了不少便利。未来，这些关系民生的基础智能设备的功能也会 不断迭代升级、完善。据悉，志强小区的智能化基础设施建设完毕后，北京移动仅用了一个月时间就完成了社区 内5G网络的建设和信号调试。“志强北园5G+AIoT智慧社区”的投入运营，标志着以

15、物联网传 感器和智能终端设备为基础，结合5G、人工智能、云计算、大数据等技术，通过社区多场景的 数据采集、场景联动，实现了社区的智慧化管理，不仅提升了居民的居住体验和安全度，还提 高了社区的公共服务水平。除了以上案例外，根据北京市5G产业发展行动方案（20192022），北京市将加快推 动网络布局建设，构筑高端高新的5G产业体系，推动首都新一代信息技术产业全面升级。北京 市将围绕北京城市副中心、北京新机场、2019年北京世园会、2022年北京冬奥会、长安街沿线 升级改造五大重大工程及重大活动场所需要，开展5G智能交通、健康医疗、工业互联网、智慧 城市、超高清视频应用五大类典型场景的示范应用，最终培育一批5G产业新业态。随着中国城市化进程不断加快，智慧城市建设愈加重要，5G及其关联技术为智慧城市的构 建提供了重要支撑。而作为智慧城市重要组成部分的新型智慧社区建设还面临一系列问题。例 如：5G基站进场（小区）、配套设施、施工难度和成本、维护难度、5G基站耗电高、5G信号 室内覆盖、社区中不同系统和平台间的互联互通、终端产品间相互融合、设备安全、数据安全 等。这就需要地方政府、电信运营商、科技企业、房地产开发商、物业等多方力量跨界融合， 共同探讨解决智慧社区建设过程中出现的新问题，为构建安全、稳定、可靠、便捷的智慧社区 生态系统努力，为居民的未来生活勾勒出美好蓝图。