5G 2B无线网络规划方法研究

顾 岳

（中通服咨询设计研究院有限公司，江苏 南京 210019）

0 引 言

5G不仅能丰富个人的生活，也为垂直行业的数字化变革带来广阔的空间。5G网络规划是5G网络建设的关键环节，目标是以最合理的建设方式满足业务发展的需求，其中面向公众的5G 2C无线网络规划方法已有成熟的体系。重点探讨面向垂直行业的5G 2B无线网络规划，从行业应用的实际需求出发，主要分析了面向企业（To Business，2B）与面向消费者（To Consumer，2C）网络规划的差异和2B网络规划重点，初步给出了5G 2B无线网络规划与行业应用需求相匹配的发展方向[1-3]。

1 5G网络的发展

“十三五”期间，5G实现规模部署，各通信运营商积极落实网络强国战略，践行新发展理念，目前面向公共用户的5G网络能力相比4G已有数倍提升。2B网络规划方面，各通信运营商通过积极跟踪5G产业进展，积极把握与各行业合作的机会，与其进行5G业务交流和应用试点，在智慧城市、智能制造、智慧港口、智能电网、智能网联车、智慧商圈、智慧医疗、智慧教育、智慧文旅以及智慧媒体等应用领域已初见成效，具有良好的示范带动作用[4]。

“十四五”期间，持续加快5G网络部署，发展5G创新应用，带动相关行业技术和信息化水平提高。加快5G 2B发展可以带动更多的技术创新、产业创新、业态创新、应用创新以及服务创新，不断为经济高质量发展增添新动能。

2 5G的应用价值和2B行业的需求挖掘

2.1 5G的应用价值

分析客户需求，找出行业痛点，通过5G实现或解决客户需求。借助5G低时延、大带宽、多连接的技术特性，可以助力行业用户提高生产效率、控制成本等。通过5G海量连接、低时延以及高可靠性的优势，借助更快的调度来降低延时，可以实现智能工厂、智能医疗以及智慧港口等领域的远程实时控制，有效提升生产效率。

通过5G远程控制、远程监控、各类传感器无线回传等方式减少重复性的人工劳作，降低人力成本。同时，通过5G无线化网络部署，解决企业有线网络布局成本高、改造施工导致停工停产以及后期运维成本较大等问题。对于矿山、矿井、隧道等危险作业区域，基于5G网络+模组相结合的方式改善工作环境，大幅降低特种作业安全生产事故发生率，提供更安全的生产环境[5]。园区终端与边缘计算（Mobile Edge Computing，MEC）之间构建虚拟专用网络（Virtual Private Network，VPN）隧道，经认证后连接到园区服务器，确保园区内的数据安全可靠。

2.2 2B行业的需求挖掘

目前，5G与各类垂直行业的融合尚处于初期阶段，行业痛点包括劳动力成本攀升、劳动强度大、工作环境恶劣、人力短缺等，降本增效并进行自动化改造成为其共同的诉求。通过分析行业痛点，解决行业需求，共同探索商业模式，推动5G与行业同步发展。

（1）智慧城市。应用智能物联技术推进智慧管网、智慧路灯杆、智能井盖、智能垃圾桶、智能表具以及智能车位等建设，拓展人们的智能化生活体验。推进5G在城市管理、环境监管、地理测绘以及执法指挥等方面的先进应用，建设智慧化场景，提升城市基础设施智能化水平。

如：在燃料动力费中，相关大型仪器设备、专用科学装置等运行发生的水、电、气、燃料消耗费用等，严格按照燃料动力费的定义范围支出经费；日常管理运营的水、电、气、燃料等支出属于间接费用的开支范围，不能重复列支或分摊；审计中经常发现凭证中存在小轿车的汽油费，票据的抬头为个人。项目承担单位财务部门往往只核对该科目或者发票的经费额度，不核对票据是否符合专项资金规定。

（2）智能制造。利用5G技术低时延、高可靠、广覆盖的特点，满足工业互联网的超高性能要求。在装备制造、航空航天、电子信息等优势行业，建设企业内5G网络，打造人、机、物全面互联的智能工厂网络体系，重点开展标识解析、设备远程运维、机器视觉检测以及移动机器人导航等应用，支持制造企业的数字化、网络化、智能化转型。

（3）智慧港口。通过5G在视频监控、大型装卸设备远程操控以及无人驾驶集装箱卡车等方面的应用，提高港口自动化、智能化水平，助推智慧港口和绿色港口建设[6]。

（4）智能电网。推进配电网信息化、智能化、自动化改造，为电力系统的输电、变电、配电以及用电等环节提供综合性智慧能源无线通信解决方案，推动实现5G+无人机巡检、变电站内动态数据实时回传、超高清视频监控、增强现实辅助远程指导等具体应用，促进电网向能源互联网升级。

（5）智能网联车。打造融合5G和车对外界的信息交换（Vehicle to Everything，V2X）技术的车联网直连通信开放路段，推动虚拟测试、封闭/半封闭测试以及开放道路测试等5G全场景技术试验，开展自动驾驶、自动编队行驶、远程驾驶测试。

（6）智慧商圈。通过开展智能售卖、智能安全监控、智能灯光以及智能停车等应用，建设5G智慧化商圈。

3 2B网络与2C网络的差异

3.1 业务特性

2C业务以视频、游戏、文件传输、Web浏览以及即时通信为主，主要特性为以用户终端（手机）作为数据流的最终导向，对网络下行需求大，网络时延相对不敏感。

2B业务包括高清视频、移动办公、自动驾驶、远程驾驶、远程医疗、电力调度以及智慧城市等，主要业务需求分为2类。一是视频回传类，对网络上行需求大；二是远程控制类，对网络时延相对敏感[7-10]。

3.2 网络架构

5G 2C业务网络架构基本与4G相同，依托公共网络提供服务。

5G 2B业务网络架构根据需求不同，分为3种类型，即依托大数据网提供2B服务、2B和2C混合组网以及定制专用网络。

3.3 覆盖标准

2B网络不同的业务服务质量（Quality of Service，QoS）保障需要不同的网络资源，对应不同的资源块（Resource Block，RB）分配，仅需保障业务发生区的覆盖，网络的连续覆盖性要求不高。

3.4 容量标准

2C网络一般关注区域整体的吞吐率，基于系统仿真给出小区的频谱效率。以面或区域作为单位一定的用户模型，计算网络的整体容量。

2B网络针对不同QoS对RB资源消耗，用户分布的不同位置会影响小区可提供的容量。

4 2B网络规划面临的挑战

4.1 无线覆盖预测挑战

2B业务的无线场景复杂，包含车间、园区、港口、矿井、高空、海面以及隧道等，难以全部用高精度电子地图进行建模。对于不同场景，传播环境有较大的差异，难以精准预测网络覆盖，需要进行大量的摸底测试。

4.2 业务建模挑战

行业业务种类复杂，行业客户无法清晰准确地描述对无线网络的QoS要求，如时延、带宽和可靠性。不同QoS对网络RPB资源需求不同，对RSRP和解调门限要求不同，需要积累大量的业务模型。

4.3 eMBB和2B网络协同/室内外协同

对于虚拟专网的情况，需要综合考虑未来增强型移动宽带（enhanced Mobile Broadband，eMBB）业务发展对于网络资源和干扰的影响。对于室内外协同规划的问题，需要考虑室内外的干扰和隔离情况。

5 2B网络规划方法

5.1 规划流程

5G 2B无线网规划流程如图1所示。

图1 5G 2B无线网规划流程

5.2 规划方法

5.2.1 需求分析

详细了解各行业的业务类型、业务流程、设备组网、指标要求以及业务应用说明，分析各业务类型对5G网络的需求。常见的业务种类一般可分为视频监控类、远程控制类、传感采集类，其中视频监控类业务对速率和容量的需求较大，远程控制类业务对时延要求较高，传感采集类业务对时延和速率要求低，但是对系统的可靠性要求高。

5.2.2 覆盖评估

（1）2B专网覆盖评估。因2B业务需求点位或区域相对固定，仅需保障业务发生区的覆盖，无需追求整体网络的连续性。通过链路预算、仿真，结合外场测试性能数据综合保障2B业务区域的覆盖需求即可。对于基站位置的选取要格外注意，需要分析周边覆盖区域的实际状况，尽可能避免外界条件对基站的影响。

（2）2C、2B混合组网覆盖评估。2C网络通过链路预算、仿真并结合外场测试性能数据综合保障网络连续覆盖，针对2B业务需求点位或区域进行按需扩容和调整。

5.2.3 容量评估

根据国家5G频率分配方案，中国电信5G频段为3 400～3 500 MHz，中国联通5G频段为3 500～3 600 MHz，中国移动5G频段为2 515～2 675 MHz和4 800～4 900 MHz，中国广电5G频段为4 900～4 960 MHz。如果单小区覆盖范围内业务需求超过200 Mb/s，可采用频率叠加（6 GHz以下）或小区分裂的方式进行扩容，建议采用高低频混合组网模式，有效提高容量。

现阶段，5G 2B业务类型采用基础容量配置基本满足需求，后续随着行业发展可以采用毫米波技术应对行业业务发展对大带宽的需求。

5.2.4 设备及终端选型

常见5G设备性能如表1所示。

表1 常见5G设备性能

对于智慧园区、厂区外围等开阔场景，优选有源天线单元（Active Antenna Unit，AAU）设备；对于室内场景，优选Lampsite设备。

终端一般分为2种，即优先工业级用户前置设备（Customer Premise Equipment，CPE）和5G模组。优先工业级CPE可以满足室外防尘、防水、防盐雾以及抗震需求。5G模组是承载终端接入网络的关键部件，形式多样，一般需结合行业应用专门开发。

5.2.5 仿真输出

基于射线传播模型和3D地图，利用仿真工具输出相关2B业务区域的覆盖、速率情况，为后期5G 2B规划结论提供有力支撑。

6 结 论

以业务需求为驱动，以未来5G网络架构为目标，探索新的5G网络建设方案和运营模式，推动5G与垂直行业相结合的业务创新，助力2B业务发展，构建健壮的5G生态圈。