兰州市中心城区5G通信基站规划与城乡规划的结合

康立虎

（甘肃省城乡规划设计研究院有限公司，甘肃兰州 730030）

1 研究背景

（1）通信基础设施专项规划与城乡规划的衔接。

以往的通信基础设施专项规划在与城乡规划衔接时，城市总体规划、控制性详细规划均对通信局、通信管道等设施在规划中予以空间落位，对通信基站的规划尚未进行明确的空间规划。5G对通信基站的设置提出了新要求，通信基础设施专项规划与城乡规划的衔接应进行适当优化调整。

（2）5G网络与4G网络的差异。

与4G网络主要强调用户峰值速率不同，5G关键性能指标更丰富，除用户峰值速率外，还包括用户体验速率、连接数密度、端到端时延、流量密度和移动性等。5G需要大幅提高网络部署和运营的效率，频谱效率对比4G提升5～15倍，能效和成本效率提升百倍以上，5G具有更高的性能。

4G和5G对比如表1所示。

表1 5G与4G关键性能对比表

5G是现有的无线通信技术的升级，更强调用户体验速率。与4G相比，最大变化在于服务的对象从过去简单的人与人之间的通信，增加了人与物、物与物之间的互联，实现全连接，为万物互联创造了可能。

（3）5G网络主要应用场景及行业应用。

国际电信联盟ITU召开的ITU-RWP5D第22次会议上确定了未来的5G具有三大主要的应用场景，4G只有一个应用场景，差异如表2所示。

表2 5G与4G应用场景对比表

未来5G应用场景将包括智慧家庭、智能建筑、智慧城市、云工作、云娱乐、行业自动化、自动驾驶汽车等方面，改变人们的生产和生活方式。5G通信将对各类经济领域产生直接影响，涉及农业、汽车制造、建筑、能源电力、金融业、健康、生产制造、媒体、公共安全、零售与休闲服务、交通与物流、新兴行业等。

（4）5G基站建设指导。

5G建网频段较高，基站覆盖范围相对较小，5G的需求不断增强。为了保证5G网络的高速率和覆盖需求，基站数量相比4G大幅度增加，数量将达4G的2～3倍，5G网络还需要大量的集中式CU、DU设备机房资源。通常5G频谱载频带宽为100 MHz时，采用子载波带宽为30 kHz，设备功耗会增大，从目前试验网数据获得可知5G比4G基站功耗大4～5倍。

2 兰州市中心城区站址资源现状

截至2019年8月底，兰州市中心城区通信基础设施共有可用的存量通信塔类站址6 342个，以20 m及以上地面通信塔（占比约45.7%）、20 m以下简易通信塔（占比约36.3%）为主，如表3所示。

表3 现状存量站址统计 单位：个

3 站址承载能力分析及建设总体要求

3.1 承载能力分析

（1）铁塔空间资源紧张。

根据5G试验网情况，5G基站AAU（主设备射频拉远单元+天线）在尺寸、重量方面较传统天线有较大差异，对塔桅承载能力提出了更高要求，同时多家电信企业共享也对空间资源要求高。

天线尺寸：5GAAU（64T64R）宽度天线增加50%，长度较4G天线减少30%，AAU整体挡风面积约0.32～0.5 m2，较3G/4G等天面（天线+RRU）有一定降低。

天线重量：5GAAU重量增加，较4G增加约25%。

存量站址利旧：5G建网初期主要以现网同址叠加为主，现有基站存在多家运营商、多制式网络（2G/3G/4G）并存的情况，特别是NSA（5G和4GLTE的联合组网）建设阶段，大量现网天线及RRU在杆塔上挂载，仍需新增5GAAU，对铁塔承载力提出更高的要求。

（2）电源及配套压力大。

5G宏站系统典型功耗约为3～5 kW，单系统功耗为4G单系统功耗的3～5倍，增加1套5G系统约需增加10 kVA外市电容量，因此对电源设备及配套设施影响较大。

预计远期5G设备功耗可降至2.5 kW左右（4G设备功耗的2倍），对电源配套产生较大影响。

（3）室内覆盖面临挑战。

根据5G大流量、低时延等业务特点，室内覆盖将成为业务覆盖重点，预计需求占比达70%，物业小区资源的储备、获取同时也是通信基础设施建设的难点，因此5G楼宇内分布系统建设存在较大挑战。

（4）社会资源需求量大。

随着5G站址密度增大、设备微小型化，对公共资源的需求大幅增加，特别是路灯杆、监控杆、电力杆等也将纳入5G共建共享利用范畴。

3.2 建设总体要求

基站站址选择要求主要从无线电磁波传播特性角度提出，主要包括站点具体位置，机房位置、通信塔桅位置、天线高度、天线方位角、供电、传输路由等内容。

规划确定的站址为理想点位，具体建设时结合地形条件优化调整，实际位置与规划位置偏差在R/4范围内，城区调整范围不大于50 m；郊区及乡镇调整范围不大于100 m；农村调整范围不大于200 m；基站选址应避免选取对网络性能影响较大的区域；选址应充分考虑周围近距离范围内是否有建筑物遮挡、反射等因素。如城区，距基站80～100 m远的高层建筑是防止频率干扰的有力屏障；覆盖高速铁路的基站，一般情况下距离高速铁路的水平距离在50～100 m；多系统基站射频天线共址时注意水平和垂直隔离度要求。

站址规划时应避免在广电卫星站周边过近设置5G基站，或借助现有建筑、地形地貌等在5G基站和卫星站间形成阻隔，通过对卫星地球站加装滤波器等措施缓解干扰。

3.3 5G站址规划与城乡规划的衔接

通信基础设施专项规划与城市总体规划的衔接，为通信基础设施的用地需求预留了空间，因通信基站占地面积小、数量大，其体落位在城乡规划衔接中始终未明确，因5G基站数量大规模增加，设备更新，对城乡规划衔接提出了更具体的要求。控制性详细规划作为城市开发建设的规划条件，具体落实各项建设任务。5G通信基站规划与城市控制性详细规划相衔接，为基站建设提供用地保障，落实建设任务。

4 兰州市中心城区人口分布及网络需求预测

兰州市中心城区移动手机用户占比较大，预测数据采用中国移动手机信令数据，基本能够达到预测需求。城关区、七里河区与榆中部分区域人口密度较高，重要交通枢纽和大型商业移动用户量大，网络需求量大，如图1所示。

图1 兰州市中心城区人口分布热力图

5 5G站址规划及实施

结合兰州市中心城区控制性详细规划，至2025年，兰州市中心城区累计规划5G基站9 755个，用地面积43 794 m2。

5G新型基础设施的出现对通信基础设施建设产生了巨大变化，通信基站能否顺利落实决定了网络建设的成败，大规模通信基站的增加对城市用地提出了更高需求，但城市居民对新事物的接受需要通过政府宣传等途径解决。在国土空间规划尚未组织编制详细规划阶段时，建议在城市控制性详细规划中增加5G通信基站配建要求，保证5G网络建设顺利实施。

6 结语

落实国家建设现代化基础设施体系的方针，加快5G网络规模化部署，对城乡规划与通信基础设施专项规划的衔接提出了更高要求。本文基于5G网络的需求，完善衔接兰州市中心城区控制性详细规划，将5G基站具体落实到用地中，保障5G基站设施建设的空间落位，提高规划的针对性和可操作性。