摘? 要：移動通信已經(jīng)由4G快速跨入5G時代，5G的大帶寬、超低時延、大規(guī)模連接的技術(shù)優(yōu)勢，促使運營商也加大網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的快速投入，以為用戶提供更快速、更優(yōu)良的應(yīng)用服務(wù)和用戶感知。5G的發(fā)展，需要進行大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，以滿足覆蓋的需求，促進5G的更好應(yīng)用。本文針對5G基站的特點，深入探討了5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的方案，為今后的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞：5G無線網(wǎng)絡(luò);規(guī)劃方案;網(wǎng)絡(luò)覆蓋

中圖分類號：TN929.5? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）23-0050-03

5G Network Planning under New Situation

HA Liang

（Yinchuan Branch of China Tower Co.，Ltd.，Yinchuan? 750002，China）

Abstract：Mobile communication has stepped into the 5G era from 4G. The technical advantages of 5G，such as large bandwidth，ultra-low delay and large-scale connection，trigger operators to increase the rapid investment in network construction to provide users with faster and better application services and user perception. The development of 5G requires large-scale network construction to meet the needs of coverage and promote better application of 5G. In view of the characteristics of 5G base station，this paper discusses the 5G network planning scheme in depth for the reference of network construction in the future.

Keywords：5G wireless network;planning scheme;network coverage

0? 引? 言

2019年6月，我國工信部頒發(fā)了四個5G牌照，分別由中國移動、中國電信、中國聯(lián)通、中國廣電獲得。在5G技術(shù)方面，我國在世界范圍內(nèi)已經(jīng)處于領(lǐng)先的地位，在5G專利、設(shè)備、終端、應(yīng)用等方面都有不俗的成績。5G上升為國家戰(zhàn)略，預(yù)計在2020年5G將帶動1萬億的經(jīng)濟產(chǎn)值。因此，5G競爭不再僅僅是通信領(lǐng)域的競爭，而是被視為國家/地區(qū)的產(chǎn)業(yè)與經(jīng)濟競爭。運營商和行業(yè)生態(tài)鏈的企業(yè)都在積極參與到5G發(fā)展的大潮中。目前5G發(fā)展還處于初級階段，前期運營商聯(lián)合設(shè)備廠家已經(jīng)進行了多次的使用驗證，積累了豐富的經(jīng)驗，接下來需要進行大規(guī)模的站點部署建設(shè)。

為了面對即將到來的大規(guī)模商用，一年多以來，運營商組織部分省市公司進行5G實驗網(wǎng)的建設(shè)，開展相關(guān)的調(diào)測、驗證等工作，積累了5G運營的經(jīng)驗。目前三大運營商已表態(tài)，在2020年底前，完成在大城市重點區(qū)域大規(guī)模部署5G網(wǎng)絡(luò)，進行正式的商用。

當(dāng)前形勢下，鐵塔公司主要承擔(dān)各運營商基站的建設(shè)工作，需要深入了解5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中的技術(shù)要求和客戶的需求，通過基站規(guī)劃選址服務(wù)好運營商，響應(yīng)運營商的降本增效策略，提出合理的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和建設(shè)方案。

在大規(guī)模建設(shè)的大環(huán)境下，運用合理的規(guī)劃策略，提高規(guī)劃建設(shè)的效率，降低建設(shè)成本和縮短建設(shè)周期是需要重點探討的問題。

1? 5G NR的介紹

5G網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方式主要有SA和NSA兩種方式：SA即為5G獨立組網(wǎng)方式;而NSA為非獨立組網(wǎng)方式，需要利用4G基站作為錨點站承擔(dān)信息傳遞，5G基站承載業(yè)務(wù)傳遞，分開承載。

對比4G基站，5G基站的結(jié)構(gòu)有較大的變化，由BBU（CU、DU）和AAU、RRU組成。其中，BBU即基帶處理單元;CU即集中單元，處理非實時協(xié)議和服務(wù);DU即分布式單元，負責(zé)處理物理層協(xié)議和實時服務(wù);AAU即基站有源射頻單元，處理信號調(diào)制解調(diào)的功能模塊集合了天線的功能;RRU即遠端射頻模塊。

目前，我國主要的5G試驗網(wǎng)廠家為華為、中興、諾基亞貝爾、愛立信、大唐，NR設(shè)備可以支持2.6G和3.5G頻段使用，實驗網(wǎng)中主要使用100M和60M的2種帶寬，現(xiàn)階段設(shè)備廠家提供的設(shè)備具體參數(shù)如表1所示。

2? 5G NR的覆蓋分析

在無線通信的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中，需要根據(jù)傳播模型、鏈路預(yù)算、仿真等技術(shù)，結(jié)合覆蓋場景，人流量等客戶因素開展，下面我們介紹5G的頻段、傳播模型和鏈路預(yù)算。

2.1? 運營商頻段

2018年12月，工信部已經(jīng)給三家運營商分配5G試用的頻率資源。其中移動獲得2515MHz～2675MHz、4800MHz～ 4900MHz的5G試驗頻率資源，電信獲得3400MHz～3500MHz的5G試驗頻率資源，聯(lián)通獲得3500MHz～3600MHz的5G試驗頻率資源。各家運營商獲得的頻率優(yōu)勢各有千秋，其中移動由于存量的用戶群體多，分配帶寬多;電信和聯(lián)通獲得了更好的頻段，是國際5G運營的主流頻段，被稱為黃金的5G頻段。工信部頒發(fā)的頻段均屬于高頻段，明顯高于4G網(wǎng)絡(luò)的頻率，也可能導(dǎo)致信號傳播的衰減增大，覆蓋模型變化比較大，需要采用新的覆蓋思路。

2.2? 傳播模型

網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃過程中，根據(jù)設(shè)備使用的頻段，需要匹配相對應(yīng)的傳播模型，才能更合理地計算功率損壞和覆蓋距離等。采用最恰當(dāng)?shù)膫鞑ツＰ停钦麄€規(guī)劃建設(shè)工作的關(guān)鍵。在5G網(wǎng)絡(luò)中考慮分配到的頻段，可以采用的傳播模型是36.8733DUma模型，適用頻段是2GHz～6GHz。也可以采用3GPP 38.901傳播模型，適用頻段0.5GHz～100GHz。目前5G的采用3GPP 38.901模型進行分析。

PL'UMa-Nos=13.54+39.08log10（d3D）+20log10（fc）-0.6（hUT-1.5）

其中，PL'UMa-Nos為傳播損耗;1.5m≤hUT≤ 22.5m;f單位是GHz;d單位是m。

2.3? 鏈路預(yù)算

5G建設(shè)前期的站點規(guī)劃主要基于鏈路預(yù)算的仿真結(jié)果。由于實際無線傳播環(huán)境非常復(fù)雜，采用仿真結(jié)果規(guī)劃，就可能存在不精確的情況。所以在實際規(guī)劃工作中，需要借鑒現(xiàn)有相近頻段的4G基站覆蓋進行規(guī)劃，以現(xiàn)有LTE覆蓋作為參考依據(jù)。

5G基站的覆蓋水平可以參考現(xiàn)網(wǎng)中LTE-D頻段基站的覆蓋度，下面從頻段、功率密度、線損、天線增益等物理特性進行分析。

2.3.1? 頻段

我國5G頻段中，中國移動獲得2.6G MHz和4.9G MHz的頻率資源，中國電信和中國聯(lián)通為3.6G MHz的頻率資源。目前移動5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)主要采用2.6G GHz頻段的基站，這個頻段與LTE-D頻段差異很小，路徑傳播損耗基本相當(dāng)，可以作為參考。如果建設(shè)3.5G MHz基站或者4.9G MHz基站，路徑傳播損耗可以以2.6G基站的損耗為參考。結(jié)合不同頻段估算覆蓋的半徑，再進行基站布局的規(guī)劃工作。

2.3.2? 功率密度

4G基站（以TD-LTE為例），一般宏站采用20M的帶寬，發(fā)射功率為40W，功率譜密度為2W/MHz;5G基站，目前大部分宏站采用100M帶寬（部分基站采用60M帶寬），發(fā)射功率為200W，功率譜密度一樣為2W/MHz。

LTE：一般宏站為40W@20MHz，NR：200W@100 MHz，功率譜密度均為2W/MHz;

LTE每RE功率為：10×log10（40×1000/100/12）= 15.2dBm;

5G每RE功率為：10×log10（200×1000/273/12）= 17.8dBm;

5G相比LTE功率差為17.8-15.2=2.6dB，5G功率更強。

基于上述分析，功率密度每RE基本相當(dāng)，5G基站比4G基站強2.6dB。

2.3.3? 線損

5G基站采用AAU，將天線和RRU合并，沒有饋線損耗;而LTE基站由于RRU到天線口之間采用饋線連接，存在饋線損耗，一般情況下饋線比較短，饋線損耗不大;4G損耗按照10dB/100m計算，一般饋線不超過10m，所以大約為1dB左右。通過上述計算，5G基站的線損比LTE小1dB左右。

2.3.4? 天線增益

對于普通宏站的天線增益，LTE 8TRX天線增益為15.5dBm，5G 64TRX天線增益為24.5dBm，5G天線增益大于LTE的天線增益。在后期站點類型的多樣化，可能有不同的增益值，微站、皮站等類型的天線增益更加小，但是同樣類型基站的情況下，5G的天線增益一般都高于LTE的天線增益。

綜合以上，5G對比4G增益為2.6+1+9=12.6dB。所以，可以參考利用現(xiàn)網(wǎng)TDD-D頻段站點的覆蓋電平作為5G 3.5GHz頻段的規(guī)劃依據(jù);2.6GHz的基站的覆蓋半徑比TDD-D頻段的大。

2.4? 小結(jié)

由于5G NR采用更高的頻段，勢必導(dǎo)致信號的傳播損耗和室內(nèi)穿透損耗更加高，信號的覆蓋水平面臨著很大的問題。為了解決頻段高的劣勢，采用MIMO、高天線增益等技術(shù)進行補償，經(jīng)過前期多方的論證，3.5GHz 5G NR的覆蓋水平與2.6GHz 4G TD-LTE的覆蓋水平基本相當(dāng)。

3? 5G規(guī)劃策略分析

5G作為一種新技術(shù)，在大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)布局過程中，需要進行分場景、分業(yè)務(wù)量逐步開展，而不是盲目的規(guī)劃建設(shè);在規(guī)劃過程中，需要結(jié)合實際天面的狀況，采用合理的模式，降低建設(shè)難度。

3.1? 5G基站規(guī)劃要求

5G基站建設(shè)一定要按照不同場景和業(yè)務(wù)需求開展，采用先城區(qū)、接著郊區(qū)，最后農(nóng)村區(qū)域廣覆蓋的步驟進行，有計劃地依據(jù)場景的重要性開展建設(shè)。主城區(qū)中，優(yōu)先考慮黨政軍機關(guān)、重要商業(yè)場所、交通樞紐、高檔酒店和寫字樓、展館、高校、高檔小區(qū)、干道等，接著進行城區(qū)的全覆蓋。重點關(guān)注室內(nèi)區(qū)域的覆蓋，重要場景或者高業(yè)務(wù)量場景需要進行室內(nèi)覆蓋，因為室內(nèi)區(qū)域的業(yè)務(wù)占比到70%左右，室內(nèi)覆蓋的質(zhì)量直接影響整體業(yè)務(wù)使用體驗。城區(qū)一般宏站站間距在300米左右。然后是郊區(qū)（城鄉(xiāng)接合部、鄉(xiāng)鎮(zhèn)所在地），一般站間距為500～800m之間;重點關(guān)注工業(yè)區(qū)、礦區(qū)、商業(yè)區(qū)等。最后是農(nóng)村區(qū)域的廣覆蓋，一般站間距為800m以上。

3.2? 天面天線改造

5G基站的規(guī)劃工作中，大部分站點是在現(xiàn)網(wǎng)站點進行共址、共天面/共平臺建設(shè)，這樣很可能涉及到天面天線的改造，確保新增天線不影響原有其他制式網(wǎng)絡(luò)站點的覆蓋，同時保障整個網(wǎng)絡(luò)的廣覆蓋、深覆蓋需求。在天面/平臺進行天饋、天線改造時，需要注意建設(shè)改造的變動量、避免引起業(yè)主不滿或者增加租金、協(xié)調(diào)費等，也要考慮改造的施工費用、器材費用等。本文結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)多制式協(xié)同組合，提出天面平臺改造的建議。

施工難度：在規(guī)劃過程在，考慮天線安排布放時，由于目前大部分基站天面設(shè)備密集，所以在覆蓋保障前提下，需要考慮施工難度、施工可行性、減少新增設(shè)備。

設(shè)備替換：天面、鐵塔平臺改造的最大問題就是天線安裝。目前大部分現(xiàn)網(wǎng)站點由不同運營商和不同制式網(wǎng)絡(luò)共享，導(dǎo)致天線密集，可能沒有空間或者合適的空間安裝天線，考慮通過多頻天線替換現(xiàn)有天線，合理減少天線。比如GSM1800M基站和GSM900M基站并存的基站，優(yōu)先考慮1800M基站退網(wǎng);確實有容量的需求，可以考慮采用雙屏天線。另對于TDD和FDD并存的情況，也可以采用4488天線進行融合，還有其他天線融合手段可以考慮，目的就是通過天線的替換，減少天線數(shù)目的額外增加。

4? 結(jié)? 論

5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)發(fā)展符合我國社會經(jīng)濟發(fā)展的方向，在當(dāng)今信息技術(shù)時代，5G網(wǎng)絡(luò)的成果可以推動大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對我們實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展的宏偉目標(biāo)有深遠的意義。在5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)過程中，需要對設(shè)備功率、天線增益、損耗、頻率因子等因素進行綜合考慮，合理制定方案，提高效率，降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本和實施難度，推動5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和應(yīng)用。

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作者簡介：哈量（1988.11-），男，回族，寧夏西吉人，助理工程師，畢業(yè)于北京交通大學(xué)，本科，研究方向：無線通信網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計，軟件開發(fā)。