張毅　陳曉波

摘 要：5G，即第五代移動通信技術。相較于4G，5G在帶寬、時延以及連接密度等方面有質的飛躍。5G的主要頻段在3.5 GHz，而4G網絡主要工作在2 GHz（1 710 MHz～2 170 MHz）頻段，5G的覆蓋半徑較4G要小很多。要達到4G同等的覆蓋，5G室外站點的建設數量大概是4G的3倍，合理的規(guī)劃建設難度降低運營成本是一項重要的課題。該文從5G基站的建設角度出發(fā)，研究室外站點規(guī)劃和建設技術，討論在優(yōu)化5G網絡的同時，有效利用現有資源并降低建設成本，為5G技術應用的后續(xù)研究打下基礎。

關鍵詞：5G-第五代移動通信技術;無線建設;無線基站

中圖分類號： TN91? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 概述

通信技術的發(fā)展給人們的生活方式帶來了巨大的變化，“4G改變生活、5G改變未來”。由ITU-R確定，通信行業(yè)認可的5G? 3大主要應用場景分別為：增強移動寬帶（eMBB），低時延高可靠通信（URLLC）和大規(guī)模物聯(lián)網（mMTC）[1]。5G是為萬物互聯(lián)設計的，將會開啟萬物互聯(lián)的時代，憑借5G的種種優(yōu)勢，在自動化控制、智能制造等方面將會開啟新一輪產業(yè)革命。2019年6月6日，工信部正式向電信、移動、聯(lián)通及廣電發(fā)放5G商用牌照，這標志著5G產業(yè)的網絡部署全面提速。

5G站點的建設對于各大運營商具有至關重要的戰(zhàn)略意義。如何利用現有鐵塔站點資源進行網絡規(guī)劃并建設一張穩(wěn)定可靠滿足市場需求、同時能最大限度降低營運成本的5G網絡，是各大運營商在5G建設中需要研究的重要課題。

1 5G室外站點建設存在的困難和問題

1.1 站址資源緊張

在我國，5G頻譜規(guī)劃為分配方式，2.6 GHz、3.5 GHz和4.9 GHz是當前運營商5G站點使用的核心頻段。其中，3.5 GHz頻段良好地兼顧了無線網絡容量和無線覆蓋面積，成為了世界運營商5G普遍采用的頻段。同樣的，3.5 GHz頻段為中國電信和中國聯(lián)通初期部署的主要連續(xù)覆蓋頻段。

雖然3.5 GHz在容量和覆蓋上能同時做到兼顧，是目前5G運用廣泛和成熟的頻段，但是由于5G所采用的3.5 GHz頻段高于現有的4G頻段，增加基站信號到達用戶的傳輸損耗。建設與4G覆蓋相當的5G網絡，站點建設數量約為4G站點的2倍以上，運營商可選站址非常緊張，天面空間、光纜和電源等基礎配套物資等捉襟見肘。因此在建設規(guī)劃上如何利用好現有資源對于5G建設至關重要。

1.2 站點運營成本高

5G單站功耗約為4G的2.5～3.5倍，AAU功耗增加是5G功耗增加的主因，單站滿載功率3 700 W。通信網絡的能耗成本，占運營商網絡維護成本（OPEX）的20%左右。如何降本增效對于運營商非常重要。

特別是城區(qū)建筑密集，站點建設的主要形式為樓面建設，而樓面站的租金因為增加了場租費，通常要高于地面站。5G建設為提高原有站址的利用率，通常會選擇在原有4G站址上增加設備，這就造成了部分站點場租大幅漲價。

能耗和場租的增加，無疑會給運營商5G站點的運營帶來困難。因此，平衡覆蓋效果和運營成本，是運營商面臨的又一重大的挑戰(zhàn)。

1.3 敏感站點協(xié)調困難

5G建設需要大量安裝5G設備，在居民敏感區(qū)域安裝設備時會遭到周邊居民阻撓或者投訴。因此，在居民區(qū)和周邊安裝5G站點設備時如何在不引起敏感區(qū)投訴的情況下順利完成此類區(qū)域覆蓋以滿足市場需求，如何處理敏感區(qū)域投訴，如何協(xié)調敏感區(qū)域的5G建設，是每個運營商在5G建設中需要研究的一項重要課題。

2 城區(qū)5G室外站點規(guī)劃和建設的應對策略

2.1 充分利用鐵塔存量站點資源，提高共享率降低運營成本

由于歷史原因，鐵塔成立之前各運營商在核心城區(qū)的站址共享率非常低。鐵塔成立后，運營商的站址資源大部交給鐵塔運營。運營商通過租金的方式向鐵塔公司支付運營費用。鐵塔公司新建站址基準價格折扣見表1，鐵塔單產品單元租金標準見表2。產品租金價格=（基準價格+場地費+電力引入費）×折扣率。場租和電力引入費只對新建站收取，利舊存量不再收取，而折扣系數是根據共享家數來定的。顯然“利舊”“共享”是壓降成本最重要的措施。

2.2 利用鐵塔產品單元計算規(guī)則開展天面整合，降低成本

城區(qū)5G站點建設主要是以燈桿、樓面抱桿和美化罩的形式進行建設。其中燈桿主要用于覆蓋主干道路的室外覆蓋場景，樓面抱桿和美化罩主要用于居民區(qū)、商圈等樓盤區(qū)域的室外覆蓋場景。雖然采用的覆蓋方式不盡相同，但對于5G室外站點站址規(guī)劃的基本思路是基本一致的，以利用現有站點資源為主，新建為輔。而在同一個站點上同時承載2G、3G和4G業(yè)務。以電信為例，多數站點都同時有800 MHz、1 800 MHz、2 100 MHz等頻段，因非同一時間建設多為獨立天線。如再新增面臨空間不足與建筑承重等問題，運營商重復支付產品服務費。

產品單元計算方法為：普通地面塔和樓面站天線數為6副及以下時，按1個產品單元核算[2];超過標準產品單元，每超出3副天線，按增加1個產品單元的30%收費;如果不增加天線，每增加1套系統(tǒng)，則按1個產品單元的10%收費[3]。

例如華彩印務基站，該站有CDMA BTS、L800、L1.8G、L2.1G，每個系統(tǒng)兩面天線。如按照原有思路建設5G，該站產品單元數為1.9。同時天面空間和承重的問題該站無法實施。按照整合方式利用兩面8端口天線將L800通過共模方式1X信號，拆除BTS設備，將L1.8和2.1G用一臺4T4R設備進行替換，不僅解決了天面不足和承重的問題，還將產品單元數下降到1.3，CDMA BTS退網節(jié)省了電費。

2.3 合理改造現有站點塔桅高度，提高基站覆蓋效率降低站址數

城區(qū)5G建設因協(xié)調原因，部分站點選擇了公安監(jiān)控、交通指示牌和通信電桿等簡易塔桅。隨著城市綠化和樹木生長，經測試臨近樹葉信號衰減達17 dB，造成站點覆蓋效率低。以渝中國際村到鵝嶺加油站段為例，不到1 km，4G建設時（如圖1所示）建了5個基站才完成覆蓋。

該次5G規(guī)劃分析該路段站點分布發(fā)現，1（交通指示牌）、2（電桿）、3（3層樓面）、4（紅綠燈）號站天線掛高較低，因樹木阻擋嚴重，利用4G原址建設，弱覆蓋依然會存在。所以該次通過分析、仿真，對1、3號基站進行調整，將1號站改到旁邊7層樓頂、3號站改成30 m通信桿，去除2號和4號站。建成后該路段路測結果顯示覆蓋效果優(yōu)于4G，隨后將4G和5G進行了同址優(yōu)化搬遷。

按照鐵塔公司單產品單元的租金標準核實，該路段基站年租金從37 092元下降到了35 424元。實現覆蓋效率提升、塔租下降。設備和光纜等投資節(jié)約。

2.4 敏感站點建設應對策略

對于敏感站點，通過實踐與總結建議從以下4個方面進行應對以提高5G建站成功率。1）整合站點的天面資源，盡量減小站點的天線規(guī)模，弱化居民感知。2）天線遠離居民窗戶，減少視覺沖擊。3）使用美化天線罩隱蔽設備。4）多專業(yè)同步組織施工，減少上站次數。5）積極做好站點的環(huán)評工作，利用政府公信力向居民做好解釋工作。

3 結語

該文主要針對城區(qū)室外的5G覆蓋的場景，對5G站點規(guī)劃和建設的策略進行了研究。主要通過對城區(qū)5G室外站點存在的典型問題進行分析，并對問題提出了應對策略。對于5G建設，該文所提出的站點規(guī)劃和建設策略主要是基于站點建設運營商一般會關心的典型問題，并且適用于城區(qū)5G站點的建設。然而5G建設的實際情況要遠復雜于此，涉及的場景也不能僅局限于城區(qū)范圍。要實現5G的全覆蓋，還需要對其他的場景進行研究。同樣，該文研究內容的提出，對于其他場景的5G建設的研究也是有幫助的?？梢詮慕ㄔO進程中運營商所普遍關心問題著手，為后續(xù)的研究打下基礎。

參考文獻

[1]王超， 李超. 5G移動通信技術的現狀及發(fā)展趨勢[J]. 中國新通信， 2018， v.20（10）：28.

[2]張強，于克衍.中國聯(lián)通降低鐵塔租金方案探討[J].中國新通信，2017（5）：160.

[3]宋廣飛，常戰(zhàn)庭，常兵.鐵塔共享模式下運營商基站資源整合研究[J].郵電設計技術，2017（12）：51-54.