瀚云技术 5G移动通信基带同步技术在电梯系统中的应用

第五代移动通信技术,即5th generation wireless systems 简称5G,是最新一代蜂窝移动通信技术。5G的性能目标是高数据速率、低时延、节省能源、降低成本、提供系统容量和大规模设备连接。

随着5G通信技术与各行各业领域的结合,并逐渐成为关键的新型基础技术。移动终端与基站建立通信的起点就是进行同步。5G NR(5G New Radio)通信网在不同场景下的应用需求广泛,这亟须对同步技术流程和相关算法进行研究,让相关技术应用在空口下的下行同步和初始接入等场景中,下行同步功能的实现:首先能够让终端与载波信号进行模拟的信号的频率同步,从而使信号的发送和接收方的步调一致;其次:终端设备可以获取得小区的带宽,从而获得小区用于数据传输的子载波数量;再者,终端在设备准备接入网络时接收到基站发射的结构化的二进制数据,通过同步过程,判断该数据的起始位置处于帧结构的具体位置,最后,终端通过同步获取小区的多种信息,从而实现终端和基站的收发数据功能。

广州市瀚云信息技术有限公司(以下简称“瀚云技术”)位于广州市黄埔区神舟路768号3栋501房,创始人张振在通信领域内有着20多年的经验积累,随着3GPP R16版本冻结,5G NR方向的研究有了新的协议版本标准,R17版本也正式发布。也因此在2020年初“瀚云技术”把5G同步技术作为公司战略研究方向之一,2020年年底公司推出自主研发、拥有自主知识产权的5G同步技术,次年5G微型直发站系列正式投放市场。

5G NR(New Radio)是一个新的无线接入技术(RAT),由 3GPP 开发,用于第五代移动通信网络(5G),它是 5G 网络空中接口的全球通用标准。在总体上被分为两个频率范围(FR1 和 FR2),FR2 的范围更小,但是可用频段比 FR1 更多。频率范围 1(FrequencyRange1、FR1),为 6 吉赫兹以下(sub-6GHz)的频段,准确为 410MHz 至 7125MHz,其中部分频段已经被先前的技术使用,现在被扩展并用于新14标准。频率范围 2(FrequencyRange2、FR2),包括毫米波范围内的频段,准确为24.25GHz至71GHz。

5G 新空口将面向超大带宽、超低时延、大规模物联网连接三大应用场景,相比较于前几代移动通信,融合了新的关键技术。根据调查数据,2023 年国内 5G 空口同步技术服务市场规模达到 3.7 亿,中国占据全球 5G 空口同步技术服务主要市场。

中国 5G 空口同步技术服务市场规模情况,单位:亿元

瀚云技术始终秉持打造精品网络,做万物物联的建维者,让天下没有难用的网络,依托5G技术打造电梯覆盖精品网络;伴随着20多年的房地产蓬勃发展,电梯已成为人们现代生活中不可缺少的一部分,也是城市化建设中重要的建筑设备之一。根据我国电梯行业协会统计,截止2022年底,我国电梯保有数量990万台;2018年国家要求推进电梯轿厢内通信移动信号覆盖,研究推进智能电梯信息安全工作,要求各地方各级政府将电梯应急救援纳入本地区应急救援体系;建立电梯应急救援公共服务平台,统一协调指挥电梯应急救援工作,据悉,江苏省是目前全国唯一实现电梯应急救援全覆盖的省份(开通96333号码)。

根据公开资料及中为咨询调查数据,中国 5G 基站布局量占据全球 50%以上,5G 终端占据全球 80%左右。因此全球 5G 空口同步技术服务市场格局中,主要以中国企业为主。2023 年陕西天基通信科技有限责任公司 5G 空口同步技术服务销售额为 1.59 亿元,占比33.97%,排名第一;广州市瀚云信息技术有限公司 5G 空口同步技术服务销售额为 0.61 亿元,占比 13.03%,排名第二;北京唯得科技有限公司 5G 空口同步技术服务销售额为 0.35亿元,占比 7.48%,排名第三。

2021-2023 年全球 5G 空口同步技术服务企业市场份额情况,单位:亿元

电梯井道一般位于建筑物内部,信号遮挡与衰减较为严重,宏站无法覆盖电梯轿厢内,致使电梯轿厢内为覆盖盲区或弱覆盖区,已是运营商比较重要的口碑场景,同时一旦电梯故障,电梯覆盖将体现重要的安全意义;电梯场景,由于用户驻留时间较短、用户少,投入高产出低,极易产生投诉较。因此,电梯场景已成为运营商解决覆盖的难题。

针对目前有别于传统DAS的室分覆盖系统、微站系统、皮站系统,瀚云技术推出4G+5G电梯型是一种全新的覆盖产品,由主控单元+轿厢单元2部分组成,专门用于解决电梯场景的覆盖问题,扩展了深度覆盖产品体系,延伸了基站覆盖能力,保障了更佳的覆盖质量。

系统组网拓扑图

站点概述

金鼎雅苑位于广东省惠州市惠城区新江路与新沥路交汇处,占地2万平米,总建筑面积约10万平米,共有5栋6个单元,楼高 33 层,2 层地下室,共35层,每单元2部电梯,共 12 部电梯。选取2栋1单元进行相关试点,以验证NR网络使用效果;

覆盖前NR-5G打点轨迹示意图

现场部分实施照片

测试数据NR2.6G

覆盖后5G遍历下载均值

覆盖后5G遍历上传均值

覆盖前后遍历SS-RSRP

覆盖前后遍历SS-SINR

方案实施效果

本次试点选用广州市瀚云信息技术有限公司4G+5G电梯型产品对2栋1单元的电梯进行覆盖,针对设备的NR覆盖性能、上传/下载速率进行了测试,测试结果符合实验预期效果;

4G+5G电梯型覆盖产品作为NR深度覆盖的补充,满足实际应用要求;

各项指标详情如下表

结束语

综上所述,将5G技术应用于解决电梯低容量场景,除了满足梯联网、物联网、移动通信应用外,像前期处于构想阶段的物联网、智慧城市等概念在5G网络的应用中变为现实;在后5G时代,通信领域将与所有的产业进行融合,创造出以 “使用”优先的服务,我国5G应用目前已步入发展关键时期,聚焦各行各业数字化需求,加速推出新产品、新业态,解决当前社会面临的各种问题,发挥5G技术的最大价值。