城中村5G网络覆盖思考与分析

福建省邮电规划设计院有限责任公司 高梓涵

5G背景下，本文针对城中村场景网络环境特征、用户业务特点、及5G网络覆盖的思路来进行分析。提出采用宏微协同、高低搭配、室内外结合的立体异构方式组网的解决方案。5G初期，从建设难度、业务需求、投资效益等角度综合考虑，摸索出最适合城中村条件，高性价比的设备，按需部署，实现高效低耗快速建设5G网络。

随着5G无线网络利用率的不断攀升，数据业务的需求越来越大。在城市中备受关注的城中村5G业务也迎来蓬勃发展。面向5G业务的需求也日益凸显，拥有巨大的的通信市场潜能。如何让城中村的广大用户实实在在地体验到5G时代的高速率、高带宽、高容量，做到为民所用，是目前城中村无线网络建设亟待解决的问题。

1 城中村居民区场景网络特征

城中村整体面积比较大，居民区建设无统一模式，建筑物以钢筋混凝土为主，楼间距10m左右，相对较为密集。城中村底层商铺多，街道、巷道狭小偪仄。相对复杂的网络环境，对于高频段的5G网络信号传播尤为困难。城中村的巷道、楼宇低层存在一定的弱覆盖区域和信号盲区，造成覆盖网络负面影响。同时城中村作为一种“经济型”的城市空间地带，吸引了大量城市新移民，形成了城中村人员密集度大，流动性大的现状。城中村中的住户手机持有率高，对语音话务，及数据流量业务需求较为强烈。在无线网络覆盖方面形成了话务密度大的特点，给5G网络的容量和频率复用等都带来了巨大的挑战。并且城中村居民环保意识增强，对在居民区建站选址有抵触情绪，协同困难。

2 城中村5G网络覆盖思路

2.1 立体异构方式组网

5G部署初期，主要针对的是eMBB业务需求进行网络部署。针对城中村场景的网络环境，业务特点，城中村5G网络信号覆盖方案总体思路是采用宏微协同、高低搭配、室内外结合的立体异构方式组网，实现全面覆盖。在5G规模部署初期，宏站将用于城中村无线网络的基础覆盖，快速搭建，实现无缝对接。微站用于解决城中村狭小巷道、底商等宏站覆盖弱点、盲点区域的补缺补漏，以及人流密集区域的流量业务的吸收，快速延伸深度覆盖。有源数字室分系统解决城中村高容量楼宇室内流量承担，完成容量提升。

2.2 宏基站解决方案及其部署

2.2.1 宏基站64TR-AAU

5G网络部署在站型选择方面优先建设宏站打底网络实现整个区域5G网络连续覆盖。5G网络建设首先直接利旧原有的4G站址，完成5G宏站快速叠加部署。5G宏站采用的是BBU+AAU部署方式。站点天馈配置采用64TR，5G系统AAU单元发射端和接收端采用192天线阵子，64通道来进行信号的发送和接收，实现3D—MIMO技术。支持水平与垂直维天线阵列的联合波束赋形，完成立体覆盖。同时信号波束的覆盖范围可进行动态调整，能够灵活针对目标用户定向传输。保证5G信号立体覆盖效果远好于4G，系统容量大副提升。

2.2.2 4T4R-RRU-2.1GHz(NR)+天线设备部署

64TR以上规模天线系统的宏站，随着其天线数目的极大増长，覆盖、容量的增益便会更好。但建站成本也相对更高。5G部署初期，要充分考虑网络建设与业务匹配度，确保资源精准投放。建议在城中村用户量大的高话务热点及大型公寓等场景采用64T64R设备，解决4G/5G阶段覆盖与高容量双重需求。城中村非高话务中低流量区域可充分发挥2.1频段的低穿损、强绕射力、广覆盖的优势采用低配设备优先部署在2.1G 4T4R基站开通2.1G频段的5G基站的建站模式。2.1GHz频段通过4G/5G两种网络制式共享RRU，成功开启2.1GHz NR频谱资源动态共享功能，以实现4G/5G协同建设。使用4T4RRRU-2.1GHz(NR)设备解决4G/5G阶段城中村中低流量区域高质量、低成本的建网需求。通过区分场景的异构组网方案与3.5频段网络实现高低搭配，互补覆盖。2.1G-NR的4T4R均采用传统RRU+天线安装方式。在现网站点建设5G时，需统筹考虑现网站点的网络制式、频段高低、天线数量等因素制定天馈优化方案。坚持采用多频段、多端口天线来整合现网的天馈系统。目前多使用12端口，含4个低频段（820一960MHz）端口，8个中频段（1710一2170MHz）端口。该天线优化后的现网天馈系统进一步精简网络基站，实现降本增效的同时保障了用户网络体验感知。

2.2.3 4T4R RRU 5512（1800MHz+2100MHz）设备

随着5G规模化建设，更多的频段、制式需要更多的站点RRU以及天线端口来支持，导致站点天面资源也变得愈加复杂紧张。在天面空间不满足替换大型天线，需要站点简化的城中村场景建议采用双频4T4R RRU 1.8+2.1基站设备进行部署，解决局部建设难的问题，实现双频段支持4T4R的组网方式。利旧现网天线实现设备共享，简化基站天面资源，搞好4G/5G网络协同建设。同时在高容量区域与3.5频段网络实现高低搭配，互补覆盖，顺利完成容量释放、用户体验的双提升。

2.3 微站部署

当前5G网络工作在2.1GHz、3.5GHz频段。在高频段部署的5G宏站信号在传播过程中衰减较大，致使基站覆盖范围骤减，对宏站数量的需求激增。同时5G天线采用Massive MIMO等技术，5G基站数据处理能力倍增的同时设备能耗也随之激增。并且城中村居民区内布点选址存在资源瓶颈。无论在站址选择还是投资耗能等方面，宏站建设显然都不能满足5G网络需求。该区域亟需引进新型设备和新的建设模式弥补宏站建设的空洞，重点解决城中村5G宏站覆盖无法有效到达的狭小巷道、低层沿街商铺、居民区的弱覆盖，以及密集场所流量热点的补盲吸热。根据城中村现场环境，适宜优先采取“宏小结合”的方式密集组网，灵活部署发射功率低、可控性好的智能化小基站。棸焦网络盲点、业务热点实现快捷站点建设，按需扩容以增加微站密度。小基站以“低成本”建设为原则，利用市政社会杆塔资源，以及建筑物楼面、墙面等因地制宜地制定多样化的建设方案。

2.4 有源数字室分系统

5G时代，80%的数据业务发生在室内。有些室内环境像城中村的超市卖场、学校等用户密度大、流动性强、业务流量高的有价值场景。在室外宏站因建筑物遮挡形成的“盲区”，而微站又无法满足高容量的情形下，可优先考虑建设室内分布系统作为大网的补充覆盖，满足深度覆盖和容量需求。目前传统DAS大量使用的无源器件、馈线无法支持5G的高频段和大规模天线的特性。针对传统DAS向5G系统演进将面临频段、通道数、覆盖问题，各厂商纷纷推出的新型数字化有源室分系统是未来室分的主要方向。尤其是其具有施工难度小，部署简便，扩容灵活等优势。具备支持多通道MIMO，支持4T4R，可实现5G平滑演进的功能。

3 综合覆盖方案

城中村场景覆盖方案以宏站为主，微站为辅方式实现全面覆盖。结合覆盖范围，环境特征等因素，在城中村高话务、高容量区域建议采用64TR宏站覆盖。利用Massive MIMO水平和垂直波束赋形进行高层楼宇的浅层覆盖。同时可按需搭配华为双频4T4R RRU5512（1800MHz+2100MHz）设备进行部署。实现5G网络高低搭配，深层覆盖。综合考虑城中村网络覆盖、速率、容量、建网成本等诸多因素，4T4R RRU 2.1GHz+天线是城中村场景的覆盖优选。城中村对容量要求不高，主要解决广覆盖问题的中低话务区域可优先部署华为RRU 5916（2100MHz）设备。充分发挥2.1GHz频段广覆盖、低穿损优势，实现高效低耗快速建网，满足城中村场景5G网络连续覆盖的需求。面向宏站难以建设的区域，像城中村狭小的巷道、底商、及居民区可使用华为AAU5243解决方案。在宏站覆盖范围内的室外弱点、盲点及热点区域采用微站“滴灌”式覆盖，采取挂墙、抱杆、落地等安装方式灵活部署。与5G宏站协同互补，实现立体覆盖。针对高流量，高价值建筑物的室内如城中村的商超，学校等无法利用室外覆盖的区域，通过部署有源数字室分系统来吸纳容量，完善深度覆盖。

本文针对城中村现网5G网络覆盖方式及覆盖方案进行了思考与分析，旨在抛砖引玉，为5G网络建设出力随着5G技术的逐步成熟和完善，相信在5G的工程实践中还会有更优的网络部署方案在现网落地实现。