5G专网无线网络设计3D可视化解决方案探讨

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5G专网无线网络设计3D可视化解决方案探讨

1. 5G专网背景

    5G专网，面向企业用户搭建的网络，是服务于企业生产的专有网络。

    工业智能化，是基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合技术。5G作为一种先进的通信技术，具备移动、无线、高带宽、低时延、广连接的特点。5G正在与工业智能化和工业网络体系产生更多的融合价值，赋能产业数字化转型的进程。

    随着5G to B的进一步深入，5G已经在各个垂直行业落地了大量创新应用，包括5G机器视觉、5G AGV、5G智能视频监控等。当前5G在工业制造中的应用，多集中在“辅助生产”环节，作为辅助生产网出现。随着5G的能力不断发展，以及客观的工业无线化诉求驱动，5G将逐步深入到核心生产环节，成为主要的生产网络技术之一。

内容/分类	5G+创新应用	5G全连接工厂-深入生产核心
	当前5G+创新应用	5G车间生产网	5G产线工控网
特点	5G作为外网承载创新应用	使用5G取代有线生产网，进入生产	使用5G取代有线工业控制连接，进入工控
场景	机器视觉质检、AGV、智能视频监控，AR辅助生产等	MES及SCADA终端、PLC北向、控制柜等产线设备的北向联网	PLC向南、C2C，C21O、产线内工业控制连接
关键技术	eMBB，上行大宽带	5G LAN，高可靠	5G LAN，高可靠，可保障低时延
企业收益	基于5G的工业互联网创新应用	有线生产网替代，降低CAPEX，实现柔性产线，便于使用和维护	工业控制连接无线化，实现减少产线停机；实现PLC集中化，减少PLC数量并提升工业控制系统能力
规模	每工厂几十到几百连接	每工厂几百到几千连接	每工厂几千到几万连接

    为了更好的协助企业客户及设备厂家快速、准确的完成5G专网的建设，Ranplan公司推出了基于精细化3D场景建模的5G专网建设评估方案，助力于5G专网的规模性建设。

2. Ranplan 5G专网无线网络设计方案

    5G专网建设，目前面临方案评估难，效果不好凸显等棘手的问题。

    针对企业客户，他们不能够直观的感受到待建网络的性能，针对传统的一堆数据，不好评判结果。针对专网建设的集成商，面对差异化的方案，缺少一种3D可视化的手段，为客户提供更为直接的方案及设备的能力呈现，让数据一目了然，让方案结果清晰可见。

    Ranplan具备专网规划、优化和仿真预测的能力，为行业用户提供智能化无线网络解决方案（VR/AR、5G机器视觉、5G AGV、5G智能视频监控、5G无人驾驶）。

Ranplan提供如下能力，助力行业用户

• 复杂场景3D建模，三维可视化及管理
• 5G专网无线网络的规划、设计、仿真计算
• 业务指标仿真预测（覆盖类、质量类、容量类、时延类、可靠性连接类）
  
  

Ranplan 5G专网无线网络解决方案流程

Ranplan 5G专网无线网络方案的优势及目标

1). 5G专网无线网络方案推演

    方案有图，有逻辑，有数据，3D一体化呈现，让结果一目了然。

2). 复杂场景适配，方案差异化推演

    智慧工厂类场景，轮船类场景，具有复杂的设备和建筑结构。这些复杂场景，传统的经验方案完全不能满足场景要求，需要更加科学的，以实际场景为准的3D仿真设计方案，才能有效地解决覆盖等网络问题。

3). 设备性能的可视化

    打破了传统的数据呈现的方式，通过可视化工具，呈现出设备的多样化能力。

4). 投资可视化

    针对不同方案，不同设备组合，不同投资成本，让企业客户清楚地掌握不同方案的实用性，投资的可视化及成果。

3.  案例分享

3.1 智慧工厂场景

    智慧工厂建筑结构的特点是：建筑结构简单（空间相对空旷），但是安装了密集的智造装备，覆盖对象主要为智能控制的工业机器人（或机械手臂）+AGV小车+控制系统设备+智能摄像头、各类传感器（水、电、消防等）等。

    覆盖要求为：生成线/生成区域覆盖满足100%的覆盖要求+低时延+高可靠连接等网络生成标准。

3.1.1 精细化3D建模

    对智能工厂进行详细查勘，完成工厂建筑结构和智造装备的3D建模，呈现现场电磁信号传播环境。

3.1.2 无线网络规划

    借助Ranplan工具的网络规划与设计功能，获得满足覆盖要求的天线类型、点位和网络参数，快速完成5G专网的网络规划设计。

3.1.3 无线网络仿真预测

• SS RSRP覆盖仿真
  

• Latency (DL) 时延仿真
  

• Reliability (DL) 可靠性仿真
  

3.2 轮船场景

    轮船结构为轮船甲板、甲板各层，其中包含部分汽车仓，船体中间无夹板隔断。

3.2.1 匹配船体真实材质，实现轮船3D建模

    轮船建模过程中有三种建筑材质（metal、steel、plaster）应用较多，metal主要用于船舱地板，steel用于船舱隔断及墙壁，plaster主要用于客舱客房的隔断，客舱房间门使用的是wood材质。

轮船整体3D建模

  

                         

轮船平层2D建模

  

轮船局部细节建模

3.2.2 轮船5G无线网络部署

    Ranplan支持对5G网络所需设备的建模还原，保证网络部署的设备参数的一致性。

    5G天线波瓣图录入及呈现

5G网络部署

3.2.3 预测仿真

轮船甲板-3D BestReceived Single Level仿真预测效果图

轮船整体-3D Best ReceivedSingle Level仿真预测效果图

轮船RSSI 预测效果图

轮船局部Best ReceivedSingle Level预测效果图

轮船Best ReceivedSingle Level仿真预测统计表

4.  总结与展望

    工业场景，是5G to B领域最受关注的行业方向， 5G工业互联关键技术，也同样适用于各个典型垂直行业，包括电网、钢铁、港口、化工等。随着5G工业互联各项关键技术的逐步成熟，5G将从当前的主要服务于外围辅助生产环节和创新应用，发展到支撑核心生产环节。

    基于此， Ranplan公司深耕细琢，完善产品结构，在工业化场景3D建模，网络深度规划设计，3D数字化仿真预测等方面，助力工业化场景的发展。引入科学，严谨的方法论，通过多样化的手段，为客户呈现网络及设备的最终效果，满足网络精确部署，无缝连接的高质量发展要求。

    Ranplan公司一直从事无线网络场景的规划、设计、仿真、优化等工作，经过十多年的努力，打造出Ranplan系列产品，提供NB-IoT、eMTC、5G NR等专网的规划、优化和仿真预测能力，为相关行业用户提供智能化无线网络解决方案（VR/AR、5G机器视觉、5G AGV、5G智能视频监控、5G无人驾驶）。   

    Ranplan为行业智慧生产赋能，为企业降本增效提供助力。