5G网络的规划流程及工程建设方案研究

冯灿峰

（湖南省邮电规划设计院有限公司，湖南 长沙 410126）

1 5G应用场景

在我国科技的推动下，我国已经向国际电信联盟提出5G在国内的主要应用范围。为了能够满足5G的网络覆盖需求，我国正在大规模建设广域覆盖场景[1]；为了满足5G热点区域的容量，满足人们的正常用网需求，实施热点高容量场景的部署；为了使物联网业务能够满足5G的业务承载量，重点实施低功耗大连接的场景部署；为了能够使5G网络的处理速度满足车联网与工业的控制，建设地市延高的可靠场景。因此，国际电信联盟根据我国4大应用场景将其总结为3大应用场景，主要有增强移动宽带的建设、高可靠低时延的通信以及实现万物互联的状态。表1为5G主要涉及的区域。在这些场景利用5G时，具有超高流量密度、超高移动以及超高连接数密度的特点，为第5代通信网络带来了一定挑战与困难。

表1 场景需求

2 5G标准演进

国际通信标准组织3GPP分别将Release15和Release 16作为5G的标准。5G的第一阶段标准由Release 15提供，2018年中旬已经完成测试；5G第二阶段标准由Release 16提供，是5G标准的完成版本，初步预计在2020年完成。

3 5G规划建设

综合考虑投资和效益，5G规划建设应以业务体验为中心，统筹规划、适度领先、按需建设，构建最佳TCO的5G网络。

3.1 规划流程

5G规划流程与4G规划流程基本一致，包含3个步骤：网络规模估算、网络规划仿真和网络参数规划。

3.1.1 网络规模估算

综合考虑覆盖区域面积和用户规模，结合单站容量与小区半径，得出初步站点规模。

3.1.2 网络仿真规划

输出多站组网的覆盖效果（RSRP、SINR、TX Power）和小区容量（平均吞吐量、边缘吞吐量）。

3.1.3 网络参数规划

包括工程参数站点经纬度、天线高度、方位角、下倾角、波束、小区参数-小区参数、TAC、PCI、PRACH以及邻区等。

5G和4G网络规划的关键差异，如表2所示。

3.2 规划要点

3.2.1 业务预测

5G初期应当优先选择有流量、有品牌需求的热点和高价值区域，聚焦eMBB场景，在确保4G容量的基础上快速具备5G能力。初期应以业务需求为导向，不建议大规模、广覆盖的建设模式。

3.2.2 覆盖规划

在5G无线网络预算过程中，应该确定子区域的业务速率是否符合，并通过估算查看每种业务在工作状态下允许损耗的路径，然后利用传播模型计算公式对最大路径消耗进行校正计算，记录每种业务的覆盖半径，随后将最小值应用到5G网络覆盖[2]。从图1、图2可以看出，5G的覆盖主要是上行覆盖半径受限。

3.2.3 容量规划

进行容量规划的过程需要分区域进行。第一，估算各个区域各种类型的业务量；第二，根据各个区域的业务模型和用户模型估算业务总量；第三，在计算实际区域的小区数时，需要使用业务总量与单位较小的容量进行计算；第四，计算整个业务所需的小区数时，需要将各个区域的小区数相加。5G在建设过程中采用了大规模多输入多输出模式、新型编码以及滤波正交频分复用等相关技术，有效提升了频谱效率，且使用的宽带是百兆以上的，使得5G具有大连接和大容量功能[3]。

表2 5G和4G网络规划的关键差异

图1 4G与5G上行速率VS站间距

图2 4G与5G下行速率VS站间距

3.2.4 站址规划

5G站址规划与4G站址规划类型采用“宏+杆+室”三层立体组网，从5G与4G上下行覆盖半径对比可知，5G覆盖主要是上行半径受限。可通过4G/5G协同，采用上行覆盖增强（SUL）技术利用4G上行对5G上行进行增强。所以，初期建设采用与4G宏站同址建设，是快速开通5G的最经济、快捷方式。由于原来城区站址基本均存在多运营商和2G/3G/4G多系统多天线的情况，同址新建5G原来的天面资源和电力系统压力大，可考虑采用宏站天馈整合和设备整合方式为5G设备腾空间。

小基站在4G建设中使用异构网络的基本概念，利用宏蜂窝与微蜂窝促成多层蜂窝，促使多制式融合趋势的形成。然而，5G无线网络将会变为多种无线技术，利用先进的技术进行结合，形成可靠密集网络的应用，促使小基站建设能够满足密集组网，并且能够迅速处理和建设室内外覆盖。

4 结 论

工信部5G牌照的发布，标志着我国进入5G时代，而2019年正式被确立为我国的5G元年。三大运营商已陆续在全国多城市范围内推进5G试点，5G网络已经处于小规模多区域的试验阶段，需要完整的网络规范方案进行指导。当前，相应的城市已经开始建设5G基站，需做好5G网络应用的准备，促使各个行业更好更快发展。