摘要:針對(duì)大規(guī)模開展5G網(wǎng)絡(luò)通信基站建設(shè)與改造現(xiàn)狀,以解決無線5G網(wǎng)絡(luò)通信基站規(guī)劃建設(shè)與運(yùn)行維護(hù)難題為出發(fā)點(diǎn),分析基站專項(xiàng)規(guī)劃思路,并對(duì)建設(shè)中應(yīng)用的MR技術(shù)、64QAM技術(shù)、抗干擾技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)探究,最終提出基站的運(yùn)維管理要點(diǎn),以期利用網(wǎng)絡(luò)參數(shù)模型、故障精準(zhǔn)定位、規(guī)范化維護(hù)、確保無線資源工參準(zhǔn)確性,提高日常維護(hù)效率與效果。
關(guān)鍵詞:5G網(wǎng)絡(luò)通信基站;建設(shè);關(guān)鍵技術(shù);運(yùn)維管理
大規(guī)模開展5G網(wǎng)絡(luò)通信基站建設(shè)是我國深化無線網(wǎng)絡(luò)整體建設(shè)的重要舉措,也是實(shí)現(xiàn)國家信息化進(jìn)入飛躍式發(fā)展階段的關(guān)鍵行動(dòng)?;诙嗄甑奶剿鳎壳皩?G網(wǎng)絡(luò)通信接入用戶寬帶已成為流行趨勢,且市場逐步完善,5G網(wǎng)絡(luò)通信衍生出的各個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈條也逐步降低資源成本、提高技術(shù)通用性,使5G網(wǎng)絡(luò)通信整體造價(jià)大幅下降,因此,具備規(guī)?;ㄔO(shè)5G網(wǎng)絡(luò)通信基站的先決條件。但在批量化建設(shè)過程,各地區(qū)還需探索出科學(xué)可行的批量建設(shè)模式,基于此,對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)通信基站建設(shè)與運(yùn)維管理的探究具有必要性。
一、5G網(wǎng)絡(luò)通信基站專項(xiàng)規(guī)劃思路
(一)規(guī)劃思路
5G網(wǎng)絡(luò)通信基站專項(xiàng)規(guī)劃中,首先要著眼未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展方向以及5G網(wǎng)絡(luò)通信在多領(lǐng)域的應(yīng)用,充分考慮智慧城市建設(shè)、媒體及信息娛樂應(yīng)用、公共安全等多方面要點(diǎn),結(jié)合現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)單元的具體情況,對(duì)接運(yùn)營商的實(shí)際需求,制定優(yōu)先共享等建設(shè)策略確?,F(xiàn)有資源得到充分利用,保障網(wǎng)絡(luò)覆蓋需求得到滿足。接下來,針對(duì)性地完成通信方案編制,需要融合城鄉(xiāng)規(guī)劃,形成合理的通信規(guī)劃思路,并建立起站址資源庫,囊括新建基站資源庫、現(xiàn)有基站資源利用資源庫以及儲(chǔ)備資源庫[1]。最后,為保證獲得最優(yōu)規(guī)劃方案,規(guī)劃內(nèi)容科學(xué)合理,規(guī)劃目標(biāo)最大程度與建設(shè)目標(biāo)保持一致,需要進(jìn)一步對(duì)規(guī)劃細(xì)節(jié)進(jìn)行分析與研究,主要包括以下方面:
第一,分析規(guī)劃內(nèi)容的合理性與精準(zhǔn)性,形成規(guī)劃方案后必須嚴(yán)格執(zhí)行。規(guī)劃方案是指導(dǎo)基站建設(shè)的重要依據(jù),作用與意義重大,形成基站的規(guī)劃方案后可以對(duì)具體建設(shè)范圍進(jìn)行確定,從而在合規(guī)合法下完成基站與基建建設(shè),但必須保障規(guī)劃方案在基站建設(shè)中嚴(yán)格、準(zhǔn)確執(zhí)行,避免基站實(shí)際建設(shè)中出現(xiàn)偏差。
第二,提高運(yùn)營商需求分析深度,確?;竟蚕砺?。5G基站規(guī)劃、建設(shè)、綜合評(píng)估、資源整合過程中,應(yīng)始終遵循集約化原則,基于此,全面掌握運(yùn)營商現(xiàn)有基站建設(shè)與運(yùn)營情況,結(jié)合即將建設(shè)新基站,從整體角度出發(fā)對(duì)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行規(guī)劃整合,以期現(xiàn)有基站、網(wǎng)絡(luò)資源得到充分利用,并達(dá)到預(yù)期網(wǎng)絡(luò)覆蓋率,克服5G基站建設(shè)中的問題,在不影響基站共享率基礎(chǔ)上,減少基站建設(shè)數(shù)量。
第三,明確運(yùn)營商未來發(fā)展方向,提前展開儲(chǔ)備規(guī)劃工作。5G基站規(guī)劃過程中,要深入分析運(yùn)營商自身的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃情況以及未來的發(fā)展走向,且統(tǒng)籌布局應(yīng)始終圍繞頻段及技術(shù)特征展開,并與當(dāng)?shù)匾?guī)劃部門保持密切聯(lián)系,盡力爭取相關(guān)部門的協(xié)助與配合,盡早完成制定儲(chǔ)備方案工作,助力網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展,加速實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)目標(biāo)。
(二)注意事項(xiàng)
規(guī)劃方案的制定屬于前期工作,嚴(yán)格、規(guī)范、有效地落實(shí)規(guī)劃才是真正訴求,實(shí)現(xiàn)前期工作價(jià)值的重要途徑。結(jié)合基站建設(shè)工作經(jīng)驗(yàn),5G基站建設(shè)專項(xiàng)規(guī)劃過程中,需要注意以下問題:
第一,精準(zhǔn)對(duì)接運(yùn)營商需求,規(guī)劃方案制定的核心目標(biāo)是為運(yùn)營商提供優(yōu)質(zhì)服務(wù),為此,規(guī)劃過程中必須始終與運(yùn)營商相關(guān)部門進(jìn)行密切溝通,準(zhǔn)確了解運(yùn)營商需求,提高協(xié)同工作效率,改變被動(dòng)規(guī)劃局面,提高規(guī)劃針對(duì)性,從而將規(guī)劃方案審核周期縮短,高效完成網(wǎng)絡(luò)建設(shè),加快基站共享速度,獲得運(yùn)營商的高度認(rèn)可。
第二,準(zhǔn)確對(duì)接地區(qū)城鄉(xiāng)規(guī)劃,制定規(guī)劃過程中,為保證接口常態(tài)化,真正參與到當(dāng)?shù)氐某青l(xiāng)規(guī)劃當(dāng)中,要與當(dāng)?shù)匾?guī)劃部門構(gòu)建起科學(xué)的接口機(jī)制,從而從當(dāng)?shù)赝ㄐ呕窘ㄔO(shè)與未來發(fā)展方面出發(fā),對(duì)規(guī)劃方案進(jìn)行綜合考量,既保證滿足運(yùn)營商需求,也不與當(dāng)?shù)匾?guī)劃發(fā)展出現(xiàn)沖突,從而使運(yùn)營商存量基站以及新建基站資源擁有“身份證”,合法合規(guī)地完成基站建設(shè),為日后的高效穩(wěn)定運(yùn)營奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
第三,高效對(duì)接項(xiàng)目建設(shè),為充分發(fā)揮規(guī)劃的指導(dǎo)作用,保證基站基礎(chǔ)建設(shè)生產(chǎn)力處于高水平,應(yīng)做好與項(xiàng)目之間的對(duì)接,爭取基站早日投產(chǎn)、早日運(yùn)營,明確已建設(shè)基站資源的具體情況,以最優(yōu)原則完成選址工作,確定實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)共享的最佳位置,保證與運(yùn)營商需求一致;且加強(qiáng)對(duì)接也是保證規(guī)劃方案落地的關(guān)鍵措施,對(duì)提高基站資源利用效率有著重要現(xiàn)實(shí)意義。與地區(qū)規(guī)劃、建設(shè)項(xiàng)目之間的對(duì)接是順利建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)通信基站的關(guān)鍵,不僅能夠保證基站合法權(quán)益,使基站建設(shè)、運(yùn)營均做到有法可依,也能夠?yàn)楹罄m(xù)運(yùn)營減少壓力,提高運(yùn)營期間基站改善速率,實(shí)現(xiàn)三方共贏。
(三)基站專項(xiàng)規(guī)劃對(duì)現(xiàn)網(wǎng)配套的具體影響
5G網(wǎng)絡(luò)通信的最突出特點(diǎn)是頻譜資源需求大,從而要求頻率應(yīng)始終保持在3GHz以上,但因小區(qū)半徑偏小問題,基站間距離不得過遠(yuǎn),因此決定5G基站建設(shè)數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過4G基站,且5G基站功率以及設(shè)備都朝著小型化趨勢發(fā)展,兩者在配套上也呈現(xiàn)出截然不同的需求。
1.網(wǎng)絡(luò)部署
5G基站設(shè)備功耗以及天線數(shù)量均有所增加,基站處理能力大幅提高,也使能耗增加,要求機(jī)房等基礎(chǔ)設(shè)施按照更高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。但為了節(jié)約成本,集中放置資源,可以提高資源利用率、共享率,通過減少基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)數(shù)量實(shí)現(xiàn)降低成本;而按照原基站布設(shè)規(guī)則,將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍縮短至十余米,因此,必須增加基站數(shù)量,但應(yīng)以小型基站為主,基于宏微結(jié)合方案解決現(xiàn)實(shí)問題。
2.分布式基站集中放置
目前網(wǎng)絡(luò)建設(shè)趨勢發(fā)生明顯改變,正從廣覆蓋向深層覆蓋轉(zhuǎn)變,因此,基站建設(shè)過程中需要更多資源作支持,但由于現(xiàn)有資源不配套問題,導(dǎo)致可用率下降,尤其是最初建設(shè)階段站點(diǎn)資源明顯不足,導(dǎo)致基站建設(shè)難度加大、建設(shè)效率下降、整體建設(shè)周期延長。因此,可以考慮分布式基站(如圖1所示),其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下方面:
第一,減少機(jī)房建設(shè)數(shù)量,降低基站整體造價(jià)。AAU分布式基站建設(shè)方案簡便,減少施工難題,提高建設(shè)效率。第二,利用DU集中配置資源,可以實(shí)現(xiàn)AAU站點(diǎn)遠(yuǎn)距離覆蓋,也可以節(jié)約一部分資金,后續(xù)也可以在不影響電源正常供給下實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。第三,分布式AAU基站可以將射頻與基帶兩個(gè)單元分離,從而使基站建設(shè)對(duì)機(jī)房物業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的要求降低,可以為物業(yè)協(xié)調(diào)工作減少一部分困難。利用分布式基站可以集中設(shè)置資源、拉遠(yuǎn)配套建設(shè),有效節(jié)約建設(shè)成本,并不對(duì)電源供給率造成影響,體現(xiàn)基站建設(shè)的綠色環(huán)保性。
3.微基站與宏基站結(jié)合
微基站發(fā)射功率介于1~5W之間,小的微基站發(fā)射頻率為百毫瓦級(jí),其覆蓋范圍小,但微基站體積小、重量小,安裝與運(yùn)維上均相對(duì)方便;宏基站覆蓋范圍大,但不方便安裝與運(yùn)維。因此,實(shí)現(xiàn)兩者結(jié)合,可以在保證覆蓋效果的同時(shí),降低基站建設(shè)難度。
4.確定5G基站未來發(fā)展方向
5G基站規(guī)劃不僅需要滿足目前建設(shè)需求,也要從長遠(yuǎn)角度做出考慮。從網(wǎng)絡(luò)建設(shè)發(fā)展趨勢來看,未來扁平化特征更加突出,由此出現(xiàn)的集中放置問題對(duì)基站配套建設(shè)有了更高要求,需要將電源包含在內(nèi),考慮合理的解決方案;5G網(wǎng)絡(luò)通信中對(duì)通信質(zhì)量有更高要求,可以采用高增益天線,因此,對(duì)桿塔等設(shè)施也提出高要求;基站越發(fā)小型化,為達(dá)到基本網(wǎng)絡(luò)需求,通過射頻上塔、帶電上塔等方式會(huì)發(fā)生諸多安全問題,這也亟待解決;城區(qū)網(wǎng)絡(luò)朝著微型化方向轉(zhuǎn)變,為避免影響資源利用率,建設(shè)具備隱蔽功能微基站,可以聯(lián)合路燈、監(jiān)控桿等多項(xiàng)資源進(jìn)行應(yīng)用,但實(shí)際操作中還面臨諸多實(shí)際問題需要解決;此外,諸多行業(yè)數(shù)據(jù)仍為條狀,大數(shù)據(jù)、信息化建設(shè)并不完善,關(guān)于用戶隱私保護(hù)、大數(shù)據(jù)開放方面還需要進(jìn)一步優(yōu)化,在打破數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)狀、加快數(shù)據(jù)變現(xiàn)的同時(shí),加強(qiáng)用戶隱私的保護(hù)[2]。
二、建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)通信基站的關(guān)鍵技術(shù)分析
(一)MR技術(shù)
MR技術(shù)是用于評(píng)估無線通信環(huán)境的技術(shù)手段,MR是測量報(bào)告的英文縮寫,其可以對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的UE狀態(tài)進(jìn)行了解,獲取資源調(diào)度管理的依據(jù),也可以上報(bào)用戶使用無線環(huán)境的真實(shí)情況,因此,利用MR技術(shù)可以客觀評(píng)價(jià)無線環(huán)境質(zhì)量,真正反饋用戶的體驗(yàn)情況。應(yīng)用過程中,其采集信息并實(shí)時(shí)傳回給網(wǎng)絡(luò)管理員,網(wǎng)絡(luò)管理員對(duì)信息內(nèi)容進(jìn)行處理與分析,提取有價(jià)值內(nèi)容,制定優(yōu)化無線網(wǎng)絡(luò)通信性能的方案,具體功能如下:覆蓋評(píng)估,其可以對(duì)移動(dòng)通信中上下行信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行渲染,準(zhǔn)確、客觀識(shí)別網(wǎng)絡(luò)覆蓋弱盲區(qū),整個(gè)過程高效、低耗;網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量分析,其實(shí)時(shí)采集24h×7天數(shù)據(jù),對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)的上下行通信質(zhì)量進(jìn)行分析;越區(qū)覆蓋分析,5G基站建設(shè)過程中越區(qū)覆蓋范圍如果過大,可能會(huì)對(duì)其他區(qū)域通信質(zhì)量產(chǎn)生干擾,利用MR技術(shù)可以準(zhǔn)確確定小區(qū)覆蓋邊界,快速判斷有無越區(qū)覆蓋情況,及時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整;話務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域分析,鎖定話務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域后,通過對(duì)區(qū)域話務(wù)密度、資源利用、具體分布情況的關(guān)聯(lián)性綜合分析,可以為后期擴(kuò)容以及容量站點(diǎn)的建設(shè)規(guī)劃提供依據(jù)[3]。
(二)64QAM技術(shù)
64QAM技術(shù)是指64相正交振幅調(diào)制技術(shù),若網(wǎng)絡(luò)使用同軸電纜,該項(xiàng)技術(shù)可以用于下行數(shù)據(jù)發(fā)送,其數(shù)據(jù)傳輸發(fā)生在6MHz信道中,具有傳輸效率高的優(yōu)勢,最高峰值傳輸速率可以達(dá)到38.015Mbps。在5G基站中,該技術(shù)實(shí)際應(yīng)用中分為兩個(gè)步驟:一是,調(diào)制。將獲取的6比特?cái)?shù)據(jù)組合形成一個(gè)映射,再利用多電平正交幅度完成64QAM中頻信號(hào)調(diào)制,通過并串轉(zhuǎn)換,使碼流由兩路并行轉(zhuǎn)變?yōu)橐宦反?,可以使速度提?倍,碼流也由二進(jìn)制轉(zhuǎn)變成八進(jìn)制,完成后則可使輸出調(diào)制后形成的RF信號(hào)[4]。二是,解調(diào)。傳輸5G網(wǎng)絡(luò)信號(hào)過程因受到載波以及環(huán)境因素的影響,會(huì)在噪聲干擾下出現(xiàn)畸變,畸變較小時(shí)直接判斷是O還是I,但畸變嚴(yán)重時(shí)由于不能直接對(duì)信號(hào)做出判斷,則要通過硬判斷或軟判斷方式高效、精準(zhǔn)進(jìn)行信號(hào)識(shí)別。
(三)抗干擾技術(shù)
5G網(wǎng)絡(luò)通信基站建設(shè)過程中內(nèi)部需要部署諸多無線設(shè)備,設(shè)備過多也會(huì)彼此產(chǎn)生干擾,干擾程度主要受設(shè)備自身故障、頻道發(fā)射錯(cuò)誤信號(hào)等的影響,對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量影響較為嚴(yán)重,或設(shè)備安裝與配置出現(xiàn)不規(guī)范,降低發(fā)射信號(hào)的靈敏度。以上干擾均屬于無線電干擾,想從源頭控制干擾問題的產(chǎn)生、保障信號(hào)穩(wěn)定,需要在設(shè)備安裝時(shí)完成全電磁檢測,將可能出現(xiàn)的干擾控制在最低,后期則通過運(yùn)維管理規(guī)律檢查發(fā)電設(shè)備,對(duì)存在問題做出及時(shí)處理,抑制干擾信號(hào)的產(chǎn)生。
三、5G網(wǎng)絡(luò)通信基站運(yùn)維管理
大規(guī)模、批量式進(jìn)行5G基站建設(shè)后,需要考慮如何保證5G網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運(yùn)營,結(jié)合目前技術(shù)條件以及5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求,可以從以下方面開展運(yùn)維管理工作。
(一)故障精準(zhǔn)定位
5G網(wǎng)絡(luò)通信基站需要高等級(jí)的保障,要求運(yùn)維人員能夠快速確定故障位置、制定故障處理方案、形成合理有效的修復(fù)計(jì)劃,盡可能縮短業(yè)務(wù)中斷時(shí)間。同時(shí),要對(duì)告警信息進(jìn)行優(yōu)化,從多維度完成分析故障規(guī)則之間的關(guān)聯(lián),針對(duì)關(guān)聯(lián)建立起案例信息庫,匯總與存儲(chǔ)用戶申告、斷站、停電、物業(yè)逼遷信息、傳輸故障、災(zāi)害預(yù)警信息等多種類型告警信息的關(guān)聯(lián)性分析結(jié)果,并使可以由省級(jí)集中處理的工單不再下派到片區(qū)或網(wǎng)格內(nèi);并在5G網(wǎng)絡(luò)通信運(yùn)營中開啟故障定位,不斷在故障定位中獲取信息,以便第一時(shí)間得到相關(guān)專業(yè)部門的快速響應(yīng),按照故障后提示的相關(guān)信息,快速修復(fù),使業(yè)務(wù)盡快恢復(fù)正常。
(二)規(guī)范化維護(hù)
運(yùn)維管理隊(duì)伍必須全面摸查5G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋情況,根據(jù)運(yùn)維工作內(nèi)容制定維護(hù)工作標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)通信基站的標(biāo)準(zhǔn)化管理。日常通過基礎(chǔ)維護(hù)以及專項(xiàng)整治兩項(xiàng)活動(dòng),對(duì)基站運(yùn)行異常進(jìn)行處理,并發(fā)揮標(biāo)桿的帶頭示范作用,引起運(yùn)維人員對(duì)工作的重視,并利用宣傳標(biāo)牌、維護(hù)應(yīng)急等措施使5G基站在線率達(dá)到99%以上。此外,應(yīng)盡快實(shí)現(xiàn)5G基站運(yùn)維流程、安全維護(hù)、基站管道線路保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)在全省的統(tǒng)一,從而預(yù)防因運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)不一致造成的迫遷或中斷[5]。
(三)確保無線資源工參準(zhǔn)確
5G基站密度的增加,使負(fù)責(zé)記錄現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)資源情況的工參系統(tǒng)工作強(qiáng)度提升,并要求工參系統(tǒng)記錄要達(dá)到100%準(zhǔn)確,才能規(guī)避運(yùn)維工作中的誤差。但由于5G基站運(yùn)營中需要工參系統(tǒng)記錄的內(nèi)容增多,應(yīng)考慮優(yōu)化宏站,使微站以及室分維護(hù)檔案之間形成一個(gè)閉環(huán)流程,并夯實(shí)運(yùn)維隊(duì)伍技能,提高資料管理效能,使工參系統(tǒng)功能更加完善、穩(wěn)定,可以滿足5G基站運(yùn)營需求,也可以滿足下階段建設(shè)更大規(guī)模無線網(wǎng)絡(luò)的需求。
四、結(jié)束語
綜上所述,5G網(wǎng)絡(luò)通信基站建設(shè)與運(yùn)維管理當(dāng)中存在諸多難題需要克服,文章從專項(xiàng)規(guī)劃、技術(shù)應(yīng)用、運(yùn)維管理三個(gè)部分對(duì)5G基站建設(shè)作出思考,結(jié)合現(xiàn)有條件、5G網(wǎng)絡(luò)情況以及推進(jìn)需要,給出每個(gè)階段建設(shè)策略以及處理困難與阻礙的方法,希望能夠規(guī)范建設(shè),把握好運(yùn)營細(xì)節(jié),提高5G基站業(yè)務(wù)承載能力以及差異化服務(wù)能力。
作者單位:金偉 中國鐵塔股份有限公司連云港市分公司
參? 考? 文? 獻(xiàn)
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金偉(1986.12-),男,漢族,江蘇連云港,大學(xué)本科,工程師,研究方向:通信基站建設(shè)與維護(hù)。