5G通信网络部署与规划

欧阳志勇

(中国铁塔股份有限公司清远市分公司，广东 清远 511500)

1 5G产业发展及应用展望

5G实际上指的是一个行业标准，即“第五代移动通信技术标准”。

5G新技术具有高速度、低时延、高可靠等特点，为数字经济注入活力，已成为国家意志和下一个10年的战略高地，成为各国数字化战略的先导领域。我国已于2019年6月6日发放5G商用牌照，正式进入5G商用元年。预计2025年，运营商5G总空间达7 000亿人民币，2030年达1.6万亿元[1]。

5G是业务推动网络建设，主要应用于三大场景：(1)eMBB指3D/超高清视频等大流量移动宽带业务，可以映射为现网4G流量与收入，可以同时兼顾VIP用户、竞争需求、新业务AR/VR因素；(2)mMTC指大规模物联网业务；(3)URLLC指如无人驾驶、工业自动化等需要低时延、高可靠连接的业务。典型应用如视频/CloudX、车联网、无人机、智能制造、无线医疗、智慧能源等，对于URLLC，需要贴近创新园区、工厂、学校等可能的业务场景(见图1)。

2 5G通信网络部署与规划总体思路

5G通信网络部署与规划，应基于频谱资源、无线覆盖能力、现网网址资源、5G系统架构、设备特点等条件开展。

2.1 5G频谱分配及站间距要求

中国移动使用2.6G频段，采用64T64R Mass MIMO技术，1∶1建网可以实现与4G共覆盖；中国电信和中国联通使用3.5G频段，采用64 T 64 R Mass MIMO&上下行解耦技术，1∶1建网基本能达到4G共覆盖；如无法使用上下行解耦技术，会增加20%～30%站点[2]。

图1 5G使用场景

首先，5G使用频段高，新频谱本身的传输损耗大，无线电波传播路径上的传播损耗包括自由空间传播、衍射、穿透3个类型，经统计分析，相对于900 MHz而言，2.6 GHz的总体损耗达到17 dB，3.5 GHz达到23 dB，49 GHz达到29 dB。

其次，5G频谱上行短板明显，手机的上行功率受限，且下行资源配置比上行资源多，上行资源少，对带宽优势发挥影响较大。

5G的频谱高于4G，其覆盖能力与站点条件、业务要求相关，其上行能力偏弱；初期，可根据实际需求与可用资源选择合适的上行增强手段。根据各种无线传播场景分析，基站间距要求如表1所示。

表1 基站间距要求

再次，考虑边缘速率需求对5G站址规模的影响，如果要求边缘速率分别为1 M，3 M，5 M，按2.6 GHz规划网络，预期增加站点数分别为0%，10%，20%；按3.5 GHz规划网络，预期增加站点数分别为10%，20%～30%，50%～70%。

2.2 结合现网站址资源开展规划

结合国内外的4G建设经验看，各运营商在网络部署的初期，首选共享既有站址共站部署。对于5G通信网络的部署，为节约投资、加快网络部署速度，首先应基于4G网络站址建设的前提开展[3]。

铁塔公司在全国拥有200多万座基站，统筹了三大运营商的基站新建与改造工作，致力于提高站址的共建共享，为运营商的5G网络快速规划与建设提供了良好的基础。

一方面，天面面积、承重、空间、电源将是影响站址利旧和共享的主要因素；另一方面，5G的设备形态与4G不一样，需要考虑天面安装、光纤、功耗/电源等条件，现网中的部分宏站、灯杆站、隧道站与美化站点无法适用。因此，在最好的情况下，大部分现网站点经过改造都能满足5G部署要求，只增加少量站点；最坏的情况下，大部分现网站点无法改造，需要增加大量站点。

对于有部署需求但无法有效实施的站址区域，需要积极通过获取新站址来达到更好的5G覆盖。

2.3 5G系统架构及设备特点

(1)从5G主设备物理形态分析，5G站点功耗大增，4G，5G共站的平均功耗在8～10 kW，热点宏站共享率高，总功耗逼近30 kW。功耗增加致90%存量电源需改造，投入高，改造工期不可控。

(2)5G AAU对抱杆、铁塔提出较大的挑战。天线和遥控发射单元(Remote Radio Unit，RRU)合体架构AAU。目前各厂家的AAU体积、迎风面积及重量方面普遍比4G室外天线更大，势必要求铁塔和抱杆有更大的承重能力与抗风压能力，现网中部分站址的抱杆已无法适用。

2.4 科学规划，合理布局

以城市总体规划、通信行业发展规划和有关标准规范为依据，科学预测各类通信用户规模，并根据城市发展布局、人口分布和信息化发展规划等，统筹各类通信管线、宽带网络建设和建设时序，充分考虑与地下综合管廊建设的衔接，合理布局通信机房、通信基站等各类通信设施。同时适度前瞻通信技术发展，保障当前通信基础设施建设能够可持续地满足未来通信发展需求，实现前后向兼容。

3 5G网络规划方法与步骤

根据5G网络规划的总体思路，规划工作应按如下步骤开展：热点区域选取、业务需求地理呈现、初步站址方案(宏+室内)、详细方案设计。

(1)热点区域选取。根据城市发展布局、经济发展布局、人口分布和信息化发展规划等，初步计算各区域的业务负荷，确定热点区域，优先发展市区人口密集地段，按市区一般区域、郊区、县区、乡镇、农村步骤布局。

(2)业务需求地理呈现。输入覆盖需求、传播模型、业务负荷、现网站址信息，利用规划工具进行覆盖与性能仿真，输出初步规划成果。

(3)制定初步站址方案和设计图纸。根据初步规划成果，初步确定各站址的建设方案，进行性能仿真、优化后制定设计图纸。

4 结语

5G通信网络部署与规划，应基于频谱资源、无线覆盖能力、现网网址资源、5G系统架构、设备特点等条件，结合城市发展规划，按热点区域选取、业务需求地理呈现、初步站址方案(宏+室内)、详细方案设计步骤开展，达到连续覆盖目标。