面向石化行业野外勘探地震数据采集场景，无缆高效的节点地震采集系统已被市场广泛接受，但采用传统布线方案导致人工成本高，数据采集处理时间长，严重影响勘探效率，抬升作业成本，地震采集系统迫切需要支撑大连接数、高传输速率的5G网络技术。
基于5G尊享专网的野外智能节点勘探系统项目，结合5G云小站、轻量化网管和MEC数据处理平台，打造“可移动”、“可扩展”、“可实时处理”的一体化野外智能节点勘探系统。通过专属3U1D上行帧结构和异频多小区技术，实现超级上行小区吞吐能力；通过定制化负载均衡技术，避免海量终端在小区间频繁交替附着和切换，支持超密终端接入。通过轻量化定制ToB管理平台，显著降低网管系统占用空间和功耗。通过频率、基站、核心网“三个专用”和网络架构、通信设备、承载装备定制化“三个定制化”，有力提升野外勘探作业终端数据采集效率，降低作业成本。
方案介绍
（一）项目组网方案
基于4.9GHz的无线专网具备海量接入能力，Gbps传输能力和数据安全能力，支持海量智能节点勘测数据采集作业。整套野外勘探5G尊享专网系统主要包含5G终端、5G小基站、5G核心网（包含5GC和UPF功能），以及服务器和交换机等设备。其中5G小基站采用中国移动自研的“灵云”5G云小站产品，组网架构及方案优势如下图所示。
5G专网组网图
5G专网解决方案
（二）“灵云”5G云小站产品
“灵云”5G云小站基于4.9GHz频率，实现5G信号覆盖，支持4通道收发，具备大覆盖、高性能和灵活配置上行帧结构的优势；并可通过PoE扩展接口，根据不同行业应用场景连接WiFi、UWB、蓝牙等多种业务功能模块，最大限度满足各类垂直行业5G专网组网需求。
“灵云”5G云小站主要包括基带单元、扩展单元、远端单元。在专属上行帧结构配置下，256QAM上行速率可达680Mbps，满足当前垂直行业对上行承载大带宽业务的迫切需求。同时基于通用x86服务器架构，可轻松实现BBU基带单元云化能力，满足垂直行业定制化边缘应用部署集成需求，显著降低5G专网部署成本开销。
创新技术介绍
（一）创新解决方案
1、通用服务器+专用加速硬件架构
小基站BBU单元采用通用x86服务器+专用硬件FPGA加速卡架构。通用服务器降低BBU硬件的准入门槛，并支持部署MEC应用，降低云网边缘系统整体投资，赋能小站灵活多能，为垂直行业提供定制化服务能力。
2、4.9GHz频段专属帧结构
在配置专属上行帧结构下，上行速率可达680Mbps，相比常规5ms单周期时隙配置下的上行速率提升至2~3倍，时延缩短50%以上，满足当前垂直行业对上行承载大带宽业务的迫切需求。
3、定制化负载均衡算法
基于小区间负载差值的定制化负载均衡方案。在初始接入阶段，通过优化重定向和接入控制参数配置，保证海量用户接入；在终端数据传输阶段，通过用户级策略控制切换和小区重选行为，避免终端基于传统频率优先级和切换参数配置在小区间频繁交替附着和切换，保证用户均衡和传输速率。
该方案支持基于用户数的小区间负载均衡，将覆盖范围内的UE均衡到同覆盖的多个小区内；均衡后，小区间的用户数差异不超过5%。
举例：小区A接入用户数400，小区B接入用户数200，门限设置为200，则小区A会将差值的一半100个用户重定向到小区B，达到小区A接入300个用户，小区B接入300个用户的结果。
（二）灵活实用
野外勘探作业区域遍及全国且单次作业面积就可达30平方公里，需要5G专网系统具备较好的可移动性，且能够实现即开即用，即拉即走的快速开关系统能力。且野外作业环境恶劣，对于设备防震、防尘、防摔、简易操作等方面都提出了较高要求。
结合野外勘探高移动性作业特点，研发定制一体化机柜，承载小基站设备、网管及交换机等设备，提供一站化、高集成、简配置、高可移动性一体化解决方案，具有功能完备、灵巧便携、开机即用、拉箱即走等优势。
1、针对野外勘探移动性强的特点，调研尺寸、重量、安装方式、供电、散热、防尘防震等技术指，提供一体化定制机柜解决方案，用于承载野外5G尊享专网系统。
2、该解决方案具备“0配置”、“10分钟即开即用”、防尘防震高移动性等能力，满足石化勘探用户野外勘探作业专网系统需求，并在短期内具备较高可复制性和规模推广市场潜力。
3、基于通用服务器架构的BBU基带单元，可轻松实现云化能力，快速开发定制化边缘服务部署和应用版本迭代，无需更换硬件设备，即可满足未来业务及技术演进需要。
一体化定制机柜方案
（三）经济成熟
该解决方案基于中国移动自研“灵云”5G云小站产品和定制化自研ToB轻量化网管，有效压缩设备成本，通过定制一体化机柜，搭建一套低成本、高集成度、高移动性、低维护成本的5G专网解决方案。
该解决方案已经在中石化物探院验证通过智能节点大容量接入和海量节点接入场景下的智能负载均衡特性测试。该解决方案可有效满足中石化物探院作业场景中海量终端数据无线快速上传的业务需求，解决了野外勘探场景建网频次高、建网周期长等难点，受到一致好评。
四、总结
基于中国移动自研“灵云”5G云小站产品和定制化自研ToB轻量化网管打造的5G尊享专网野外智能节点勘探系统，已满足中石化物探院野外勘探作业需求，具备商用规模推广能力，可实现5G+垂直行业赋能，帮助客户降低专网系统构建成本和运维成本，提升作业效率。
