浅析5G基站配套规划建设策略

2022-05-30 10:48:04武红凤
中国新通信 2022年13期
关键词:基站规划建设

摘要:随着5G时代的到来,5G网络具有高速、大容量、低延迟的特点。5G基站建设的流程包括基站勘测、设备盘点与安装、电缆布置图、勘测基站覆盖范围并准确检查信息、检查设备是否齐全、准确安装BBU、AAU和GPS、电缆规范布置图和管理、并完成设备的测试和验收结果。5G基站的建设关系到我国的发展,为了加快5G移动通信时代基站的建设,本文将对5G移动通信基站的建设过程、技术研究、推广和应用前景进行探讨。

关键词:5G 移动通信技术;基站配套;影响;分析

随着4G向5G时代的发展,频率由低到高,基站数量也成倍的增长,铁塔建设需要有新的思路和方案,三家运营商搭建的4G基站BBU和RRU的功耗约为250W。巨大的MIMO技术采用5G系统也大大增加了设备能耗的增加基站收发器单元和处理能力的增强,基于现有的基站供电系统的缺点,本文提出了相应的改造方案,为公司位于现有机房的5G基站设备的建设和安装提供了相应的参考。5G网络作为移动通信技术领域的一次重大变革,不仅为移动通信网络带来了大带宽、低时延、超大连接能力,更将高清交互、智能生活、万物互联等引入到了人民大众的生活当中。就目前5G通信网络的总体布局而言,由于整体规划布局和能量对接,阻碍了商业化进程,在一定程度上对5G网络的全流程覆盖产生了一定的影响。为此,我们必须对5G网络体系建设中存在的问题进行有针对性地分析,结合技术资源、政策和制度,构建全面的5G支撑体系,以确保网络体系建设的完整性,促进网络经济产业发展,提升我国综合实力。

一、5G SA网络架构

5G通信网络的建设为网络系统中数据信息的高速、大容量处理提供了有效的平台,牢牢依托互联网发展的经济链条。随着5G的商业扩张和5G业务的不断应用,提出的问题将会同步反馈到网络系统建设过程中,进一步为5G网络通信系统的建设提供理论依据。为了满足人们对5G信息化的巨大需求,需要快速、良好的建设5G基站。基站的建设离不开基站的配套建设。良好的基站配套建設,为后期网络建设、优化和维护提供了有力保障。3GPP定义了5G系统架构,包括5G终端、5G无线基站、5G核心网和上层应用。5G核心网基于网络功能虚拟化(nfv),采用面向服务的架构(SBA)定义网络功能和业务接口。它与4G核心网络有很大不同,是5G的主要特征之一。目前,5G主要有两种组网技术方案:SA和NSA。本文主要讨论了SA组网技术方案的基站建设。

二、基于4G基站改造5G网络的现状

为了更好地配置供电配套产品,将现有基站的负载功耗作为配置依据。4G网络内置基站的功耗约为1200W。由于新增5G基站收发单元和处理能力的增强,设备功耗也大大增加。据厂家介绍,5G的最大典型功率为大唐4940W。由于设备后期还存在一定的优化空间,按最大功耗的80%计算,实际功耗约为4000W。新增5G设备基站基本为数据流量热点站。假设2G、3G和4G的基本系统已经安装,同时3个运营商均增加5G设备后基站无线设备功率将达到18kW,但联通和电信采用合路天馈方式建设5G网络。负载的增加将会导致大量的电源改造和新建。5G移动通信是目前最先进的网络数据传输技术。这些5G基站试点范围内的用户可以体验5G移动通信服务带来的便利。5G移动通信基站作为支持5G移动通信的关键部件之一,面临着更加复杂的应用环境,因为5G网络的频率比4G网络快得多,但频率越大,衰减越快。因此,5G基站的密度要比4G基站的密度大。5G基站的建设还需要尽可能减小覆盖半径,降低基站功耗,并确保5G下行速度可以超过1Gbps,以满足人们多样化的移动通信需求。

三、5G基站选址原则

无线基站的选址应遵循以下原则:1.根据基站间距选择合适的选址,保证网络拓扑结构和小区方向应有效覆盖服务目标区域。2.避免选择过高的站址,避免跨区域覆盖造成的干扰。3.优先利用库存和网站地址,最大限度地提高铁塔的分享率。4.考虑市政道路灯杆、交通杆、监测杆等基础设施,弥补城市站场资源难以获取造成的覆盖薄弱。隔离要求:对于NSA和SA共存的城市,NSA和SA应在地理上隔离,避免相互影响。共建共享:根据工信部、国资委印发的《关于2019年推进电信基础设施共建共享的实施意见》,加强铁塔、机房、杆路、管道等基站配套设施等共建共享。

四、5G基站配套规划的主要内容

(一)发展目标

1.满足无线覆盖要求。在无线技术的要求下实现网络覆盖。

2.存量整合与共建共享。综合分析不同运营商的需求,对于库存站距离较近的情况,建议整合库存站;针对新增站点距离较近的情况,实现站点的共建共享。

3.优先布局公共资源。基站场址布局优先考虑公共管理与公共服务设施、绿地与广场、道路交通设施、市政公共设施、商业服务设施,再考虑居住、工业、物流、仓储用地。同时,政府应该对公共资源的开放进行总体规划同时,政府应该对公共资源的开放进行总体规划,确保基站的建设。

4.满足园林绿化和安全要求。基站需要与机场、铁路、公路、供电设施、油库等重要基础设施或危险基础设施保持一定的安全距离。还需要满足防洪要求和电磁辐射防护规定,防止对生活环境的影响。在风景名胜区、风景名胜区、自然保护区、历史文化地区等地,基站建设工地不得破坏整体景观环境。

(二)宏基站规划

宏基站主要用于覆盖信号的宽度,布局城市的点、线、平面空间。热点区按基站间距00-400m布置;未被建成区覆盖的线性空间,按基站间距1000-1400m布置;在区域空间上,按基站间距00-300m布置密集城区(主要是中心区),按一般城区(包括县域城区)300-400M布置,城郊乡镇按600-900m布置,农村按1000-1400m布置。

(三)微基站规划

微基站主要用于没有条件建立宏站的地方,进行信号补充、叠加和覆盖。

1.信号盲区和热点区域。结合城乡规划布局,按现状安排规划大型住宅区、大学校园、交通枢纽、商业中心等人口密集区和信号盲区;对政府机关、景区、大型场馆等热点区域进行信号叠加覆盖。

2.道路沿线。为满足区域信号深度覆盖,为未来无人驾驶信号传输创造条件,按照一定的服务半径(50-100m),沿韶关市各区、县、镇主干道进行布局。优先利用市政照明、监控杆塔等社会杆塔资源,建设智能杆塔。

(四)室分基站规划

室内分布式基站主要布置在建筑内部,主要用于补充覆盖建筑内部的信号盲区。结合城乡建设布局,在市区、县乡现状和规划建设中,对大型商住建筑、党政机关建筑、交通枢纽建筑、大型商业中心建筑、公路隧道等进行内部布置。

(五)基站施工控制

主要对基站建设提出管控意见,包括规划管理、辐射管理和建设指导。小型电台,微型电台和印多电台主要对基站建设提出管控意见,包括规划管理、辐射管理和建设指导。小型电台、微型电台、室内电台可免除规划管理,重点对宏观基站进行规划管理。

1.基站与新主体工程同时建设。施工主体一致的,应当列入主体工程的规划设计要点。不一致的,进行设计方案评审,可免予建设工程规划许可证。

2.现有建筑如增设基站,需由业主及物业方提供同意使用该建筑的配套文件及技术方案,由规划部门评估是否合理。建设独立基站,须提供公共管理单位同意使用土地的证明文件和相关技术方案。规划部门的重点是是否符合相关规范和标准,是否符合公共安全的要求。需要申请建设许可证的基站,还需向主管部门申请建设许可证。在城市非建设用地建设基站,建设单位需办理土地使用和建设行政许可文件。规划变更影响基站布局时,建设单位可编制可行性研究报告,经批准的可行性研究报告可作为批准基站规划的依据。

3.新基站开通后,对基站周围的电磁辐射环境进行监测。超过免检权限的,必须向所在地区的环境保护部门申报、登记和監督。电磁辐射管理主要针对宏基站,按照登记表备案系统进行管理。如发生投诉、信访事件,建设方应提供站场施工信息和电磁辐射检测报告;有疑问的,由环境保护部门组织第三方检测。

五、5G基站配套规划建设策略

(一)整体规划路径

在5G基站空间的总体规划中,分布式基站在5G基站空间的总体规划中,通常采用分布式基站,以保证在固有基站室数的情况下,网络信息传输资源的定向补充。通过BBU和AAU的网络结构,可以有效提升5G基站的业务布局能力,为运营商的通信业务处理、数据信息传输目标和有效的资源分配提供基本保障。从技术角度来看,5G基站的建设不仅是为了满足用户的业务处理需求,更是在技术创新的驱动下,在固有的空间格局下实现数据信息的共享和实时传输。随后,通过5G基站的集中部署,真正实现数据业务的高效处理,从而推动科技型产业的发展。因此,在整体空间布局中,必须以技术为核心驱动力,基于5G基站业务扩展,正确定义BBU和AAU网络结构的集成特征和数据信息在空间的传输特征,并对5G基站布局进行协调分析,确保各项规划业务的处理能够缩短总体建设周期。

(二)机房空间规划路径

机房作为5G基站运行的重要保障,通过负载能量的有效支持,保证5G基站的持续工作。在机房空间规划中,主要列举了以下三点。

第一,加强设备整合。5G基站的规划和布局是在原有4G基站的基础上进行的。通过对网络资源和各种设备的有效配置,可以保证传输过程中数据信息的准确对接传输。但考虑到传统4G基站设备与5G基站设备在型号和功能上的不对称性,综合机柜设备可以实现5G基站设备与4G基站设备的协同使用。当承担4G基站运行的硬件设备不能满足5G基站运行要求时,可通过分布式基站规划,在原有设备上增加一体化机柜设备或独立的5G网络设备,并确保所有设备在运行过程中不会相互干扰,从而有效实现资源的合理利用。

第二,合理利用备用电能。针对5G基站荷载高消耗问题,如果4G基站内的电池能源无法对5G基站设备进行持续化的电力供给,则应考虑在5G基站中添设备用电池,这样便可保证当4G基站出现电力断供的情况,及时通过备用电池进行电力能源的供给,保证5G基站设备的持续运行。应用程序属性和生命周期而言,锂铁电池的最佳选择,可以作为备用电池,主要是因为磷酸亚铁锂材料是用来替换原来的铅酸材料,有效地保证了能量密度可以发挥最大的属性在固有的生命周期,且铁锂电池放电量高,能充分满足5G基站设备的负载消耗,从而实现5G基站通信网络的稳定运行。

第三,优化电缆设备。电缆设备作为5G基站无线传输的重要载体,可以通过中继电缆和分支电缆的结构组成,有效地定位目前布局有限的5G网络的接入点和集中点,进而确定5G网络的覆盖范围。因此,在实际施工过程中,必须根据该区域光缆所形成的结构对光缆内部的纤芯质量进行检测,以确保主干光缆架构在5G基站周期化运行过程中持续性供给,进而为各类网络节点的建设与衔接提供基础载体。

(三)天面空间规划路径

天空空间是指5G基站在固有空间格局下呈现的信息传输类别。随着当今大数据时代的到来,5G网络为数据共享和实时传输提供了有效的载体。为了进一步增强5G网络的实际应用特性,可以利用社会资源作为信息传播的载体随着当今大数据时代的到来,5G网络为数据共享和实时传输提供了有效的载体。为了进一步增强5G网络的实际应用特性,可以利用社会资源作为信息传播载体,有效扩大5G网络信号的覆盖范围,从而提高信息传播质量。5G为例,通过建立信息传输载体路灯和监控设备,通过微基站的设置,它可以确保信号传输过程中可以有效地实现点对点的高效对接,这可以进一步提供基本保障数据链接。在各类载体上的应用可有效弥补5G网络基站,在城市规划空间中天面空间匮乏的问题。

六、5G基站建设流程的应用和推广

(一)5G基站建設的意义和价值

通信基站是通信网络中的重要基础设施,5G是当今最发达的网络通信,也是全球信息技术的最新成果。由5G基站建成的通信网络将为全国人民的生活带来便利和快捷。基站建设是发展5G网络的前提。建设过程是5G基站研发的核心。从5G基站设备的安装到测试验收结果,过程中的每一个小步骤都构成了基站建设到5G网络最终应用的整个过程。

(二)5G基站建设推广应用前景

5G最大的优点是高速率、大容量和低延迟。这三种应用的结合既能满足个人应用的需求,又能满足互联网和物联网的需求;在我国农业、工业和服务业三大产业中,它扮演着多种业务技术整合的角色,连接着各种业务发展需求;4K /8K超高清视频、VR / AR、自动驾驶、远程医疗等关键技术的发展趋势,都体现了5G的重要性和巨大飞跃。

5G站址的数量需要根据发展目标和空间分布来确定,不同时期的信号分布要求会有不同的数量规模,结合城乡规划布局,根据人口、经济发展将规模数量进行分解落实;对于需要占地的5G宏站,应将其布局规划纳入控制性详细规划或规划条件中去,这样才能充分保障基站站址建设的落实实施。

七、结束语

5G站址的数量需要根据发展目标和空间分布来确定,不同时期的信号分布要求会有不同的数量规模,结合城乡规划布局,根据人口、经济发展将规模数量进行分解落实;对于需要占地的5G宏站,应将其布局规划纳入控制性详细规划或规划条件中去,这样才能充分保障基站站址建设的落实实施。

作者单位:武红凤    中国铁塔股份有限公司忻州市分公司

参  考  文  献

[1]罗斌.5G移动通信技术发展探究及其对基站配套影响[J].建筑学研究前沿,2019(3).

[2]曾志文.5G移动通信基站建设关键技术研究[J].科学技术创新,2020(15),

[3]周建辉.5G移动通信发展趋势与相关关键技术的探讨[J].低碳世界,2019(20).

[4]唐志波.5G传输网络规划策略简述[J].信息通信,2020(11):205-206.

[5]何欣.浅谈5G网络技术特点及无线网络规划分析[J].信息通信,2019(11):222-223.

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