基于廣角MetaAAU 2S組網(wǎng)的鄉(xiāng)村區(qū)域4G/5G網(wǎng)絡(luò)部署及優(yōu)化

摘" 要：文章探討了鄉(xiāng)村區(qū)域4G/5G網(wǎng)絡(luò)部署及優(yōu)化的重要性，并提出了基于廣角MetaAAU 2S組網(wǎng)的優(yōu)化部署方案。鄉(xiāng)村區(qū)域因地域?qū)拸V、地貌復(fù)雜、業(yè)務(wù)需求持續(xù)增長(zhǎng)等特點(diǎn)，對(duì)4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋方案提出了高性能、廣覆蓋、低成本的要求。文章首先介紹了廣角MetaAAU 2S的組網(wǎng)原理，隨后通過(guò)實(shí)際案例驗(yàn)證了其可行性，并探討了4G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的應(yīng)用。研究結(jié)果表明，廣角MetaAAU 2S能有效提升鄉(xiāng)村區(qū)域的4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量，并為5G網(wǎng)絡(luò)的部署提供了有利條件。

關(guān)鍵詞：廣角MetaAAU；鄉(xiāng)村區(qū)域；4G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化；5G網(wǎng)絡(luò)部署

中圖分類(lèi)號(hào)：TN915.81 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2025）01-0026-04

Deployment and Optimization of 4G/5G Network in Rural Areas Based on Wide-angle MetaAAU 2S Networking

Abstract： This paper discusses the importance of 4G/5G network deployment and optimization in rural areas， and proposes an optimized deployment scheme based on wide-angle MetaAAU 2S networking. Due to the characteristics of vast territory， complex topography， and continuously growing business demands in rural areas， the 4G network coverage schemes are required to meet the demands of high performance， wide coverage， and low cost. This paper firstly introduces the networking principles of the wide-angle MetaAAU 2S， followed by verifying its feasibility through practical cases and exploring the application of 4G network optimization. The research results indicate that the wide-angle MetaAAU 2S can effectively enhance the 4G network coverage quality in rural areas and provide favorable conditions for the deployment of 5G network.

Keywords： wide-angle MetaAAU; rural area; 4G network optimization; 5G network deployment

0" 引" 言

隨著鄉(xiāng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，鄉(xiāng)村區(qū)域的通信業(yè)務(wù)需求持續(xù)增長(zhǎng)[1]。然而，由于鄉(xiāng)村區(qū)域地域?qū)拸V、地貌復(fù)雜，傳統(tǒng)的4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋方案難以滿(mǎn)足其高性能、廣覆蓋、低成本的要求，且5G部署天面受限。因此，探索新的網(wǎng)絡(luò)部署優(yōu)化方案，提升鄉(xiāng)村區(qū)域的4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量，并為5G部署提供條件，成為當(dāng)前通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[2]。

1" 廣角MetaAAU 2S組網(wǎng)原理

1.1" 規(guī)劃原則

廣角MetaAAU可在D頻段同時(shí)發(fā)射4G/5G信號(hào)，采用2扇區(qū)D頻段替換現(xiàn)網(wǎng)4G F頻段3扇區(qū)，實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村區(qū)域的4G/5G信號(hào)覆蓋。如圖1所示，2S廣角AAU的主方位角根據(jù)源站話務(wù)最高扇區(qū)的方位角來(lái)確定，另一扇區(qū)為主方位角的180°方向。

1.2" 組網(wǎng)形式

根據(jù)該設(shè)計(jì)原則，現(xiàn)網(wǎng)可能出現(xiàn)的組網(wǎng)類(lèi)型有如下三種[3]，如圖2所示，其中組網(wǎng)形式1為常見(jiàn)組網(wǎng)形式，廣角MetaAAU 2S能夠平滑替換源站3S 4G網(wǎng)絡(luò)；組網(wǎng)形式2中，在F3小區(qū)方向?yàn)镸eta的旁瓣覆蓋，存在覆蓋下降；組網(wǎng)形式3中，未對(duì)齊源站高話務(wù)小區(qū)，需重新規(guī)劃方位角。

2" "廣角MetaAAU 2S組網(wǎng)可行性驗(yàn)證

2.1" 廣角MetaAAU覆蓋增益配置

廣角MetaAAU發(fā)射5G信號(hào)的同時(shí)反開(kāi)4G LTE D頻段與現(xiàn)網(wǎng)4G 8T FA理論覆蓋差5.3 dB，廣角Meta AAU通過(guò)功率匯聚、線損增益、功率增益拉齊4G FA覆蓋，實(shí)現(xiàn)平滑收編，如表1所示。通常的，現(xiàn)網(wǎng)配置80 W的4G F頻段小區(qū)，Meta小區(qū)配置120 W，配置160 W的4G F頻段小區(qū)，MetaAAU配置200 W（需注意的是，Meta模塊NR+LTE總功率上限320 W）。

2.2" 廣角Meta組網(wǎng)方案驗(yàn)證

2.2.1" 拉遠(yuǎn)驗(yàn)證

4G F與廣角Meta AAU安裝在同一平臺(tái)，且傾角方位角配置一致的情況下，源站4G F配置80 W，廣角Meta AAU D頻段配置120 W情況下的拉遠(yuǎn)測(cè)試中，如圖3所示，4G F頻段1 500米后RSRP衰減至-120 dBm左右，廣角Meta AAU D頻段在2 145米處衰減至-120 dBm。

2.2.2" 綜合覆蓋率驗(yàn)證

以湘水緣二3DMIMO站點(diǎn)為例，如圖4、圖5所示，在相同無(wú)線環(huán)境下，廣角Meta AAU D頻段4G路測(cè)[4]綜合覆蓋率100%，4G F頻段綜合覆蓋率98.69%，覆蓋情況（RSRP＞-110amp;SINR＞-3 dB）存在一定改善。

2.2.3" 室內(nèi)CQT驗(yàn)證

通過(guò)室內(nèi)CQT測(cè)試，比較廣角MetaAAU反開(kāi)D頻段4G與現(xiàn)網(wǎng)4G F頻段在室內(nèi)環(huán)境下的覆蓋效果，現(xiàn)場(chǎng)MetaAAU及F頻段組網(wǎng)形式如圖6所示。

廣角MetaAAU反開(kāi)D頻段4G與現(xiàn)網(wǎng)4G F頻段室內(nèi)環(huán)境覆蓋效果對(duì)比如表2所示，“40936”為廣角MetaAAU反開(kāi)D頻段小區(qū)，“38400”為現(xiàn)網(wǎng)4G F頻段小區(qū)，測(cè)試結(jié)果顯示，廣角MetaAAU在室內(nèi)環(huán)境下主瓣、旁瓣RSRP覆蓋效果整體上優(yōu)于現(xiàn)網(wǎng)4G F頻段。

2.3" 驗(yàn)證總結(jié)

通過(guò)拉遠(yuǎn)測(cè)試、DT測(cè)試以及室內(nèi)CQT測(cè)試，驗(yàn)證了廣角MetaAAU 2S組網(wǎng)方案在鄉(xiāng)村區(qū)域的可行性。結(jié)果表明，廣角MetaAAU 2S反開(kāi)D頻段4G能夠?qū)崿F(xiàn)4G F頻段2S的替換并開(kāi)通5G網(wǎng)絡(luò)，且平均覆蓋增益提升4.3 dB以上。

3" 4G/5G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化部署應(yīng)用

在進(jìn)行4G F頻段的替換優(yōu)化過(guò)程中，面臨無(wú)線網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜、組網(wǎng)情況多樣化、天面平臺(tái)空間受限以及傾角、方位角設(shè)置不合理等諸多挑戰(zhàn)。因此，在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化時(shí)，需要綜合考慮多種因素，采取合適的優(yōu)化策略。

3.1" 優(yōu)化策略

3.1.1" 波束優(yōu)化

在4G/5G網(wǎng)絡(luò)部署與優(yōu)化中，波束優(yōu)化[5-7]是提升網(wǎng)絡(luò)性能與用戶(hù)體驗(yàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。這要求運(yùn)營(yíng)商對(duì)基站周邊的復(fù)雜物理環(huán)境進(jìn)行細(xì)致入微的勘察與分析，包括但不限于地形起伏、建筑物高度與分布、植被覆蓋情況以及可能存在的其他無(wú)線電波干擾源或障礙物?；诟呔鹊牡乩硇畔⑾到y(tǒng)（GIS）與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，制定個(gè)性化的波束調(diào)整策略。

針對(duì)用戶(hù)密度高、流量需求大的熱點(diǎn)區(qū)域，甚至可以通過(guò)智能算法動(dòng)態(tài)調(diào)整廣角MetaAAU的波束寬度與方向，實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的覆蓋與資源分配。這一過(guò)程不僅增強(qiáng)了用戶(hù)集中區(qū)域的信號(hào)強(qiáng)度與穩(wěn)定性，還有效提升了網(wǎng)絡(luò)容量，減少了信號(hào)穿透損耗與干擾，確保了即使在復(fù)雜環(huán)境中，用戶(hù)也能享受到高速、穩(wěn)定的5G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。同時(shí)，持續(xù)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)性能與用戶(hù)反饋，靈活調(diào)整波束配置，以適應(yīng)不斷變化的網(wǎng)絡(luò)需求。

3.1.2" 數(shù)字方位角優(yōu)化

在4G/5G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化策略中，數(shù)字方位角的精準(zhǔn)調(diào)整[8]是提升網(wǎng)絡(luò)覆蓋效率與用戶(hù)體驗(yàn)的重要手段。此過(guò)程首先依賴(lài)于對(duì)區(qū)域內(nèi)用戶(hù)需求的深入分析，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析用戶(hù)位置、移動(dòng)軌跡及流量使用模式，明確用戶(hù)活動(dòng)的熱點(diǎn)區(qū)域及流量流向的主要方向。隨后，基于這些洞察，對(duì)廣角MetaAAU的數(shù)字方位角進(jìn)行精細(xì)化調(diào)整，確保天線的波束覆蓋方向與用戶(hù)實(shí)際需求高度匹配。這一動(dòng)態(tài)優(yōu)化過(guò)程不僅增強(qiáng)了用戶(hù)密度較高區(qū)域的信號(hào)覆蓋強(qiáng)度，還優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)資源的分配，減少了信號(hào)冗余與資源浪費(fèi)。同時(shí)，它還促進(jìn)了信號(hào)的高效傳輸，減少了因方向偏差而導(dǎo)致的信號(hào)衰減，確保了即便在高負(fù)載狀態(tài)下，用戶(hù)也能享受到流暢、穩(wěn)定的5G網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)。通過(guò)持續(xù)監(jiān)測(cè)與調(diào)整，5G網(wǎng)絡(luò)能夠靈活應(yīng)對(duì)不斷變化的用戶(hù)需求，實(shí)現(xiàn)覆蓋效率的最大化。

3.1.3" 功率優(yōu)化

功率優(yōu)化[9-10]是確保高效覆蓋與減少干擾的關(guān)鍵步驟。這一過(guò)程涉及對(duì)基站覆蓋需求的全面分析，不僅要考慮地形條件（如山地、平原、城市密集區(qū)等）對(duì)信號(hào)傳播的影響，還須緊密關(guān)注用戶(hù)密度的分布變化，以及現(xiàn)有天線配置（如廣角MetaAAU）的技術(shù)特性。基于這些綜合因素，技術(shù)人員會(huì)精確計(jì)算并配置廣角MetaAAU的發(fā)射功率，旨在實(shí)現(xiàn)覆蓋范圍與信號(hào)質(zhì)量的最佳平衡。過(guò)高的發(fā)射功率雖能擴(kuò)大覆蓋范圍，但也可能增加與其他基站或設(shè)備的干擾風(fēng)險(xiǎn)；而過(guò)低的發(fā)射功率則可能導(dǎo)致覆蓋盲區(qū)，影響用戶(hù)體驗(yàn)。因此，功率優(yōu)化策略需靈活調(diào)整，既要確保信號(hào)能夠穿透障礙物，覆蓋到用戶(hù)集中區(qū)域，又要嚴(yán)格控制干擾水平，維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的整體性能與穩(wěn)定性。通過(guò)持續(xù)監(jiān)測(cè)與調(diào)整，4G/5G網(wǎng)絡(luò)能夠保持高效、穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，滿(mǎn)足用戶(hù)日益增長(zhǎng)的通信需求。

3.2" 優(yōu)化案例

湘水緣基站通過(guò)MetaAAU替換F站點(diǎn)并采用“提升功率+波束提升覆蓋+調(diào)整數(shù)字方位角”措施部署4G/5G網(wǎng)絡(luò)并提升覆蓋。

在驗(yàn)證湘水緣基站3DMIMO站點(diǎn)時(shí)，對(duì)該站點(diǎn)的東方向進(jìn)行深度CQT驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)兩所用戶(hù)住房?jī)?nèi)存在弱覆蓋的情況，如圖7所示，RSRP已經(jīng)分別達(dá)到-102.5 dBm、-109.75 dBm，其4G F頻段覆蓋為-83.25 dBm、-93.75 dBm。

該站點(diǎn)設(shè)計(jì)方案為35米地面景觀塔，1平臺(tái)3副F頻段天線，2平臺(tái)3副其他天線，3平臺(tái)為空。本次方案一平臺(tái)拆除3副FAD寬頻天線，新增2副AAU5356mc。

核對(duì)現(xiàn)場(chǎng)，安裝與設(shè)計(jì)存在不相符的情況，新增的2副AAU5356mc安裝在3平臺(tái)，比設(shè)計(jì)安裝位置預(yù)計(jì)高差為4米，且北側(cè)弱覆蓋用戶(hù)住房存在山體遮擋，綜合以上原因?qū)е氯醺采w。現(xiàn)場(chǎng)綜合分析可將該廣角覆蓋場(chǎng)景載波收窄，調(diào)整數(shù)字方位角“+35°”，可加強(qiáng)站點(diǎn)北方向用戶(hù)集中區(qū)域的覆蓋，由于平臺(tái)安裝位置過(guò)低，調(diào)整功率至190 W，對(duì)標(biāo)4G F小區(qū)開(kāi)具的160 W，現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證弱覆蓋問(wèn)題解決。

通過(guò)調(diào)整波束、數(shù)字方位角以及功率后，覆蓋及下載速率提升明顯。湘水緣MetaAAU基站調(diào)整前后4G用戶(hù)覆蓋及下載速度速度對(duì)比如表3所示，“40936”為廣角MetaAAU反開(kāi)D頻段小區(qū)，“38400”為現(xiàn)網(wǎng)4G F頻段小區(qū)，兩用戶(hù)住房處RSRP提升約20 dB，且在用戶(hù)2處測(cè)試業(yè)務(wù)，廣角Meta AAU正旁瓣方向，業(yè)務(wù)感知與原4G F頻段相當(dāng)。

3.3" 部署優(yōu)化效果

通過(guò)上述部署優(yōu)化策略在鄉(xiāng)村區(qū)域的深入實(shí)施，5G網(wǎng)絡(luò)的成功開(kāi)通不僅標(biāo)志著鄉(xiāng)村信息化建設(shè)的重大進(jìn)展，更帶動(dòng)了4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量的飛躍性提升。這一變革性成果具體體現(xiàn)在多個(gè)方面：首先，網(wǎng)絡(luò)覆蓋率實(shí)現(xiàn)了顯著提升，曾經(jīng)因地形復(fù)雜、用戶(hù)分散而難以觸及的偏遠(yuǎn)角落，如今也被穩(wěn)定的5G與增強(qiáng)的4G信號(hào)所覆蓋，極大地縮小了覆蓋盲區(qū)活。其次，用戶(hù)感知度顯著增強(qiáng)，用戶(hù)能感受到網(wǎng)絡(luò)速度的提升與穩(wěn)定性的增強(qiáng)，極大地提升了生活品質(zhì)與工作效率。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的改善也為鄉(xiāng)村電商、遠(yuǎn)程教育等新興業(yè)態(tài)的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，促進(jìn)了鄉(xiāng)村經(jīng)濟(jì)的多元化與繁榮。

另外，廣角MetaAAU 2S組網(wǎng)方案的采用，在最大化利用原有天面平臺(tái)資源的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了4G與5G網(wǎng)絡(luò)的和諧共存與高效協(xié)同。這一創(chuàng)新方案不僅降低了建設(shè)成本，還加速了網(wǎng)絡(luò)升級(jí)進(jìn)程，為鄉(xiāng)村地區(qū)帶來(lái)了更加先進(jìn)、高效、可靠的通信服務(wù)，為鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的深入實(shí)施注入了強(qiáng)勁動(dòng)力。

4" 結(jié)" 論

本文探討了基于廣角MetaAAU 2S組網(wǎng)的鄉(xiāng)村區(qū)域4G/5G網(wǎng)絡(luò)部署優(yōu)化方案。通過(guò)理論分析和實(shí)際案例驗(yàn)證，證明了該方案在提升鄉(xiāng)村區(qū)域4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量、降低成本方面的顯著效果。同時(shí)，該方案還為5G網(wǎng)絡(luò)的部署提供了有利條件，為鄉(xiāng)村地區(qū)的通信發(fā)展提供了有力支持。

未來(lái)，隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的逐步普及，鄉(xiāng)村區(qū)域的通信需求將進(jìn)一步增長(zhǎng)。因此，需要繼續(xù)探索新的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案，不斷提升網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量和性能穩(wěn)定性，以滿(mǎn)足鄉(xiāng)村地區(qū)用戶(hù)的多樣化需求。同時(shí)，還需要加強(qiáng)鄉(xiāng)村地區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，提高通信設(shè)施的可靠性和安全性，為鄉(xiāng)村地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步提供有力保障。

參考文獻(xiàn)：

[1] 魏曉晶.數(shù)智賦能助力鄉(xiāng)村振興的路徑研究 [J].農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)，2023（5）：53-54.

[2] 石朗昱，姬剛，周立軍，等.構(gòu)建中國(guó)移動(dòng)數(shù)智鄉(xiāng)村發(fā)展指標(biāo)體系思考 [J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2022，35（9）：89-92.

[3] 陳舒怡.超密集組網(wǎng)中區(qū)域頻譜效率及干擾管理算法研究 [D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2020.

[4] 張明明，丁正陽(yáng)，葉文，等.面向干擾測(cè)量的LTE網(wǎng)絡(luò)路測(cè)軌跡規(guī)劃 [J].北京信息科技大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2020，35（1）：43-48+53.

[5] 何夢(mèng)晴.面向無(wú)蜂窩大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的波束優(yōu)化算法研究 [D].南京：東南大學(xué)，2022.

[6] 侯文娟.基于自定義波束的5G覆蓋動(dòng)態(tài)優(yōu)化應(yīng)用研究 [J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2023，36（10）：40-44.

[7] 龔秋虎.5G毫米波混合波束成形系統(tǒng)能效優(yōu)化研究 [D].武漢：華中科技大學(xué)，2023.

[8] 張霙.4G/5G共模協(xié)同權(quán)值優(yōu)化方法的研究 [J].郵電設(shè)計(jì)技術(shù)，2023（3）：63-66.

[9] 張文俊，林延.5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力提升策略研究 [J].電信快報(bào)，2021（9）：17-20+24.

[10] 賽地瓦爾地·買(mǎi)買(mǎi)提.5G大規(guī)模MIMO通信系統(tǒng)中的資源優(yōu)化研究 [D].北京：北京郵電大學(xué)，2021.