📘 《AI 時代系列（6）：進階通訊工程——邁向2035年太空星鏈網路時代》
📘 第 10周: 🌆 從 RAN 到城市：E2E × Digital Twin × RIS × LEO 完整設計
6G 端到端工程全貌
92／150單元： RAN 規劃流程 🏗️選址 → 佈建 → 最佳化 6G 時代的完整基地台部署工程
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🎯 單元導讀
要讓 6G 跑得快、跑得穩、有覆蓋，
最核心的工作不是 AI，也不是天線性能，
而是：
⭐「基地台放在哪、怎麼放、放多少」
RAN（Radio Access Network）規劃是整個行動網路最昂貴、最複雜的工程之一：
• 選址錯 → 失去覆蓋、干擾爆炸
• 佈建錯 → 成本暴增（CAPEX/OPEX）
• 最佳化錯 → 用戶抱怨、掉通話、低速、Fail RRC
這一單元會帶你走過完整的 RAN 佈建流程：
從 城市地圖 → 頻譜 → 需求預估 → 站點設計 → 最佳化 → 驗收
並結合 6G 最新技術（RIS、Cell-Free、Digital Twin、AI RAN）。
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🧠 一、RAN 規劃三大階段（最重要總表）
RAN 的生命週期被分成三大主軸：
① 選址 Site Selection (Where?)
② 佈建 Deployment (How?)
③ 最佳化 Optimization (Tune!)
所有行動網路公司的工程師每天都在做這三件事。
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🧠 二、第一階段：選址 Site Selection
選址的重要性 ≈ 70% 的 RAN 成敗。
選址不只是找一個地方放基地台，而是：
⭐ 找到「服務最大化、干擾最小化、成本最可控」的座標。
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📍（1）需求熱區分析（Traffic Heatmap）
使用資料：
• 使用者密度
• 人流 / 車流
• 商業區 vs 住宅區
• eMBB / URLLC / IoT 的需求分布
• 歷史流量（hourly load）
工具：GIS、Digital Twin、AI Heatmap Predictor
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🛰（2）地形地貌 + 建物阻擋
必須考慮：
• 山谷、丘陵
• 高樓遮蔽
• 都市 canyon 效應
• 室內 / 地下環境
• 反射（Multipath）
6G 時代更要考慮：
RIS 放置位置
讓反射面補足「光線到不了、波也到不了」的地方。
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📡（3）頻譜特性
📡 不同頻段的規劃差異
• < 1 GHz（低頻）
o 穿透力強、繞射佳、覆蓋半徑大
o 適合：郊區、室內深處、IoT、低速大覆蓋
o 規劃重點：少站點、廣覆蓋、低功耗
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• 3.5 GHz（Sub-6 主力）
o 覆蓋與容量平衡
o 適合：都市 eMBB、一般行動用戶
o 規劃重點：密集站點 × Massive MIMO
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• 28 GHz（mmWave）
o 超高頻寬、路損大、遮蔽嚴重
o 適合：體育場、商場、車站等熱點
o 規劃重點：超密集小站 × LOS 管理
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• THz（6G）
o 近視線（Near-LOS）、極高速、環境敏感
o 適合：室內、工廠、自動化場域、RIS 輔助
o 規劃重點：RIS 可重構反射 × Cell-Free 協作
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🎯 一句話定錨
頻率越高 → 距離越短 → 智慧越重要
6G 的核心不是「更高頻」，而是「讓高頻可用」
不同頻段 → 不同站距 → 不同佈建密度。
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🏗（4）站點類型選擇
• Macro（大型）
• Micro / Pico
• Femto
• Lamp-pole site
• In-Building DAS
• mmWave 熱點
• Cell-Free AP（6G）
6G 開始出現：
⭐「大量廉價小型 AP」＋「RIS」形成低干擾網格。
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🧠 三、第二階段：佈建 Deployment
選完位置後，就是實際「蓋基地台」。
流程像蓋房子：
勘查 → 設計 → 設備 → 施工 → 整合 → 測試
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📝（1）現地勘查（Site Survey）
工程師要實際去現場確認：
• 是否有供電
• 是否能架設機櫃
• 天線高度可以到幾公尺
• 光纖能否拉入
• 樓頂/電桿是否可承載
• 土地/物權是否可租
無法施工 → 換站點。
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📡（2）天線設計（Antenna Configuration）
包括：
• 選擇天線類型（Massive MIMO、panel）
• Tilt（上下傾角）
• 方位角（Azimuth）
• Beamforming pattern
• mmWave + Sub-6 的組合
• RIS 如何放置
6G 會加入：
⭐ AI-driven Beamforming 與自動傾角控制。
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🔌（3）設備安裝
包括：
• gNB / DU / RU
• CPRI/eCPRI 前傳
• BBUs
• 交換器
• UPS
• 光纖熔接
• 供電系統
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🔄（4）整合測試（Integration Test）
要驗證：
• RRC connection
• Attach / Registration
• PDU Session
• VoNR/IMS
• Throughput（UL/DL）
• Synchronization（PTP/GPS）
• Slicing Profile
一切正常才能進入最佳化流程。
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🧠 四、第三階段：最佳化 Optimization
RAN Optimization 是電信工程師的主戰場。
你每天看到的「訊號差、很慢」就是這一段搞不定。
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📈（1）參數最佳化
• 功率
• BEAM pattern
• Scheduling（AI-based）
• PRB 分配
• Mobility（A3/A5、TTT）
• 切片 bandwidth
• DRX（延遲 vs 省電）
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🧭（2）PCI / 干擾管理
• 避免 PCI Collision
• Resolving Confusion
• ICIC / eICIC
• CoMP（6G: Cell-Free 取代 CoMP）
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🚗（3）Mobility Management
• Handover 成功率
• A3/A5 門檻
• Xn vs N2 切換
• 高速（車聯網）補償
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🛰（4）6G 新工具：Digital Twin × AI
未來最佳化會變成：
⭐ 用完整城市數位孿生（Digital Twin）
來模擬與自動最佳化。
• Beamforming 最佳角度
• 天線 tilt 調整前後差異
• RIS 放置調整
• 使用者熱區預測
• LEO 陰影區
最終用 AI 連續控制 RAN 參數
（Self-Optimizing Network：SON）。
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🧠 五、RAN Optimization 的終極目標
一句話：
⭐ 用最少的基地台，達到最大的容量、最低的干擾、最穩定的體驗。
重點 KPI：
• SINR
• RSRP/RSRQ
• Handover Success Rate
• Throughput
• Latency
• Block/Error Rate
• Slicing Profile 可靠度
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🔍 六、模擬題
1️⃣ 專業題
RAN 規劃第一步是什麼？
A. Beamforming
B. 選址（Site Selection） ✔
C. PCI 配置
D. 切片分配
解析：
RAN 規劃的「地基」就是站點位置（覆蓋半徑、遮蔽、回傳可行性、干擾格局都由此決定），站點沒選對，後面做 Beamforming、功率/天線參數、PCI 等都只能補破洞、很難救回整體品質。
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2️⃣ 應用題
為什麼 6G 需要 RIS 參與 RAN 規劃？
A. 為了取代基地台
B. 反射可改善覆蓋與陰影區 ✔
C. RIS 能提高頻譜
D. RIS 是 Core Network 技術
解析：
6G 走向更高頻（mmWave/THz）後「遮蔽與非視距」成為常態，RIS 能把環境變成可控的反射面，主動改寫傳播路徑，補足死角、提升邊緣 SINR 與可用覆蓋，讓高頻段真正可用。
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3️⃣ 情境題
高速公路上容易掉線，最可能是哪個問題？
A. 配色錯
B. Mobility（A3/A5、TTT）設定不當 ✔
C. App 壞掉
D. eSIM 過期
解析：
高速移動會讓 RSRP/RSRQ/SINR 快速波動，若 A3/A5 門檻、Hysteresis、TTT 或測量濾波設太慢會「切換來不及」，設太敏感又會「Ping-Pong 反覆切」，兩者都可能造成掉線與體感卡頓。
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🛠 七、實務演練題
1️⃣ 用 Google Earth + GIS 做城市選址初估
2️⃣ 用 MATLAB / Python 模擬 RSRP Heatmap
3️⃣ 設計一個 28 GHz 熱點的天線 tilt
4️⃣ 用 AI 建立 Digital Twin 覆蓋模型
5️⃣ 模擬 PCI Collision 的干擾程度
6️⃣ 設計 6G Cell-Free AP 的分佈（低干擾）
7️⃣ 觀察 RIS 放置後的 SNR 提升
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✅ 小結：RAN 規劃是 6G 工程的根基
✔ 選址決定成敗
✔ 佈建決定品質
✔ 最佳化決定用戶體驗
✔ 6G 加上 RIS × Digital Twin × AI，變得更聰明
✔ RAN = 成本最高、技術最難、決策最重要的工程
一句話：
⭐ RAN 規劃就是 6G 世界的城市建築學。
若規劃錯一次，整個網路永遠跑不快
