5G网络天面整合建设方案

文/李玮

1 背景概述

为应对未来爆炸性的移动数据流量增长、海量的设备连接、不断涌现的各类新业务和应用场景，第五代移动通信技术（5G）应运而生。5G网络面向增强型移动宽带、大规模机器通信、高可靠低时延通信三大业务场景，以全新的网络架构，提供至少十倍于4G的峰值速率、毫秒级的传输时延和千亿级的连接能力，开启万物广泛互联、人机深度交互的新时代。

从国家战略层面，5G当前处于技术标准形成和产业化培育的关键时期，全球各国在国家数字化战略中均把5G作为优先发展领域，强化产业布局，塑造竞争新优势。工信部也在近期向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G商用牌照，其中批准中国移动5G网 络 使 用2515～2675MHz和4800～4900MHz频段进行部署。

在5G网络建网初期，除了标准、频谱、产业链等方面的制约因素外，在实际落地层面无线网建设还面临着设备、电力、天面、机房、站址等诸多方面的挑战。尤其在天面建设中，一方面5G的天面形态较4G发生了变化，天馈部分采用RRU与天线一体化形式，称为AAU（有源天线），这样无法与其他制式共用天线；另一方面，现网天面资源紧张，无法满足所有站点新增支臂，用于建设AAU。

面对各运营商在建设投资进一步压降，精准建设、降本增效的大背景下，文章中提出了通过多种天线形态进行现网天线资源整合的方案，有效避免由于大量新增天线带来的铁塔公司租金费用上涨的问题；并且，综合考虑建设投资和运维成本，对天面整合带来的投资造价和运维成本进行对比分析；最终，有效地支撑了5G网络天面建设方案实施的合理性，满足5G网络建设初期精准投入、精准建设的要求。

表1：3/4G网络天线典型规格

表2：各厂家5G网络天线规格

2 天面整合原则及分场景模型库

2.1 5G天线特点

5G应用大阵列天线和大带宽技术，天馈部分采用RRU与天线一体化形式，称为AAU（有源天线）。AAU不能再与其它制式RRU共用天线，必须为AAU提供独立的天面位置。5G初期建设宏站AAU采用64T64R设备，信号带宽160MHz，为5G与4G（TD-LTE D频段，3D-MIMO方式）共模形式。

对各厂家5G AAU规格进行统计并取最大规格归并，按迎风面积0.55m2、重量47kg计，其规格未超越3G、4G最大天线规格。详细见表1和表2。

2.2 天面整合原则与分场景整合方案

5G初期网络建设以共址站为主，目前，2G/3G/4G共用站址基站普遍存在天线点位多、空间受限的问题，随着“4488”全频段电调天线、“4+4”900/1800MHz电调天线、FA/D电调天线技术成熟和商用，综合考虑各种技术制式与频段、运维成本等因素，建议不新增天面，优先采用以上多频多端口电调天线整合现有系统，为5G AAU建设腾出天面位置。考虑到现网实际，现梳理出5G建网初期对于现网的天支改造判断步骤如下：

步骤一：是否有空余支臂或抱杆；

步骤二：是否需要替换支臂或抱杆；

步骤三：是否需要进行天面整合；

步骤四：是否可新增支臂或抱杆。

在现网没有空余或者可以替换支臂的前提下，为了避免增加铁塔租费，在新建天支和天面整合两种方案中，建议优先选择天面整合方案。其次，在满足网络规划、优化的前提下，避免过度整合，避免在各系统天面方向角差异过大时进行整合。

通过以上的原则分析，结合移动某省现网2/3/4G网络现状，梳理出了4大类场景，25个模型，确定了2个维度、12套天面整合方案，具体情况如表3所示。

3 天面整合成本分析

3.1 铁塔租费分析

铁塔公司与各运营商针对塔类产品的服务，每5年签订一次综合服务协议。塔类产品以 3 副天线（1 套系统）作为一个基本产品单元，不足一个产品单元时按一个产品单元核算。多余一个产品单元时：

（1）对于普通地面塔，天线数为6 副（2 套系统）及以下时仍按1 个产品单元核算；超过 6 幅（2 套系统）时，每超出 3 副天线（1 套系统），按增加一个产品单元的【30%】收费。

（2）对于其他塔类产品，每超出3 副天线（1 套系统），按增加一个产品单元的【30%】收费。

（3）对标准配置之外增加系统不增加天线的情形，每超出 1 套系统，若增加设备占用空间的，则按增加一个产品单元的【10%】收费。

3.2 整合与新增天面方式投资对比分析

根据以上铁塔租费的计算方式，根据塔类产品以 3 副天线（1 套系统）作为一个基本产品单元，天面整合与新增天面的投资与运维成本计算公式如下：

表3：天面整合分场景方案

图1：天面整合费用对比

整合投资运维成本 = 天面整合费用-利旧天线费用+天线整合后（不新增产品单元）租费（按10%收费）*N

新增天面运维成本 = 新增支臂或抱杆（新增产品单元）租费（按30%收费）*N

注：其中N表示系统运营年限暨租用年限。

下面以某省5G无线网配套改造项目，来对比分析整合和新建两种方案的投资和运维成本，比较如下。

从图1中可以明显看出，在铁塔第1个服务周期，天面整合的投资运维成本合计比新增天支成本高。随着新增天支的租费的逐年累计，在铁塔第2个服务周期内出现交叉点，新增天支的租费累计量逐渐超过天面整合的投资运维成本，至第10年已经超出约一千余万元。

通过以上分析，从建网初期短期来看，天面整合改造需要大量使用多频多端口天线，在加上相应的天线安装施工费用等，初期一次性投资大于每年的铁塔租费；但从长期分析来看，天面整合方案的投资运维成本会少于新增天支产生的租费成本。

4 总结

综上所述，未来5G网络建设依然存在着设备空间、天面资源、电力配套、传输能力等诸多方面的挑战。通过提前进行资源摸排和能力储备以及针对多种建设方案策略的合理选择，达到运营商降本增效的目的，并在此基础上最终实现电源、传输、土建等配套及5G基站的精准投入、精准建设，形成部署快、感知好、成本省的新型5G网络，形成运营商的品牌领先优势。