面向5G网络的铁塔公司网络规划及应用策略研究

摘要：当今，随着5G技术的日益成熟和国家网络部署计划的全面推进，建设基础网络设施成为推动5G网络发展不可或缺的先决条件。铁塔公司肩负着基础通信设施的建设、系统运营以及户外基站运维的重要使命，在进行网络规划时，不仅要充分考虑用户的个性化和创新性需求，还要特别关注5G技术频率更高、基站设备能耗更大、站址密集性更高等特点。该文探讨了面向5G网络的铁塔公司网络规划与应用策略，旨在为其健康可持续发展提供重要的理论支持和实践指导。

关键词：5G；铁塔公司；网络规划；覆盖半径

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2024.10.008

中图分类号：TN 929.5 文献标志码：A 文章编码：1672-7274（2024）10-00-03

Research on Network Planning and Application Strategy of Iron Tower Company for 5G

Abstract： Today， with the increasing maturity of 5G communication technology and the comprehensive promotion of national network deployment plans， building basic network infrastructure has become an indispensable prerequisite for promoting the development of 5G networks. The Iron Tower Company shoulders the important mission of constructing basic communication infrastructure， operating systems， and maintaining outdoor base stations. When planning the network， it is not only necessary to fully consider the personalized and innovative needs of users， but also to pay special attention to the characteristics of 5G technology， such as higher frequency， higher energy consumption of base station equipment， and higher site density. The article explores the network planning and application strategies of the iron tower company for 5G， aiming to provide important theoretical support and practical guidance for its healthy and sustainable development.

Keywords： 5G; iron tower company; network planning; coverage radius

0 引言

5G技术作为当前信息通信领域的最新技术，以其卓越的性能特点日益受到关注。相较于之前的通信，5G技术不仅实现了更高的数据传输速率和更低的传输延迟，更为重要的是，它还开启了大规模物联网（IoT）、智能城市和工业自动化等新兴应用的新篇章[1]。例如，在智能交通系统中，5G网络技术的低延迟和高可靠性使得车辆与基础设施之间能够实现实时互联，从而大幅提升了交通管理的效率和安全性。5G网络技术虽然具有传输信息量更大、速率更快的特点，但这不仅需要更多的基站覆盖以确保信号稳定，同时也带来了基站设备能耗的大幅增加。5G基站供电系统示意图如图1所示。5G基站的能耗主要包括核心设备能耗和辅助设备能耗两大方面。核心设备中有以BBU-AUU为核心的数据收发装置，辅助设备则包括空调、蓄电池等辅助核心设备正常运行的配套设备。一方面，由于5G网络的高频段特性，基站覆盖范围相对较小，导致需要更多的基站点密集布局，这不仅增加了设备的投资和维护成本，还对空间资源的利用提出了更高的要求。另一方面，5G基站设备的复杂性和高能耗，使得在现有基础设施上的升级和更新工作愈加复杂。为了提供广泛的覆盖和高质量的服务，运营商需要细致地规划基站的位置和覆盖范围，以最大程度地优化网络性能和用户体验。

面向5G网络的铁塔公司在网络规划和应用策略上面临着诸多挑战和机遇，有效应对5G网络的高能耗特点，合理规划基站设备的部署和管理，不仅是提升网络效率和服务质量的关键，而且也是推动铁塔公司健康可持续发展的重要保障。

1 5G基站点规划、设计依据

5G基站址的规划和设计原则涉及多方面的考虑，从道路便利性到供电设施、穿损场景多样性和业务场景的丰富度，每个因素都直接影响到网络的性能和覆盖效果。站址的选择必须考虑道路的便利性。良好的道路网络可以保证基站建设和维护的效率，同时有助于快速响应和解决潜在问题。供电区域的便利性也是至关重要的考虑因素。5G基站对稳定可靠的电力供应有着严格要求，选址时需优先考虑供电设施完备的区域。选择位于城市主要电力供应线路附近的站址，可以最大程度地降低供电设备的建设和运营成本，保障基站长期稳定运行。同时对5G网络信号对于建筑物和植被的穿透能力需要在不同环境下进行充分测试，在密集城区和一般城区内选择具有不同建筑结构和植被密度的测试场景，可以确保网络在各种复杂环境下的稳定性和覆盖性能。与此同时，设计规划时需要注意业务场景的丰富度，选取多场景区域进行规划设计。道路测试的难易度也应综合考虑。有些地区可能存在道路狭窄、交通拥堵等情况，这会影响基站建设和维护的难度。

2 基站点形态设计

5G网络的基站建设在当前的规划和设计中，突出了“密、小、低”的特征。这不仅反映了对基础设施空间利用效率的追求，也体现了对环境影响的最小化考虑。站址形态策略需要在共享城市资源和复用现有基础设施的基础上确定可用资源，所以5G基站往往会选择在现有的建筑物、灯杆或公共设施上安装天线，以减少新建设施的需求。

基站群是网络布局理念中的关键概念，它强调室内外结合、宏观微观结合的整合策略，以确保网络覆盖的连续性和效率。在城市密集区域，可以通过组建多个基站小区（Small Cell），并与室内分布的微基站（Micro Cell）和室外的宏基站（Macro Cell）相结合，来提供更加均衡和稳定的覆盖。多层次、多场景的布局不仅可以弥补不同环境下的信号传输差异，还能够有效应对用户密集和高流量的需求。

站址形态策略还需要全面考虑传输接入和供电保障的问题。5G基站对传输接入速度和稳定性有较高的要求，因此选择传输接入设备时需要考虑网络架构和拓扑结构，以确保数据传输的高效和可靠。供电保障是基站正常运行的基础，需要在站址选择和设计中优先考虑电力稳定、供电设备的可靠性和灵活性。

3 基站点获取策略

在5G基站建设中，站址获取策略至关重要，需要综合考虑社会资源分析、部署战略合作和大融合、大共享理念。为了有效利用社会资源，网络规划前期必须进行详尽的社会资源分析，包括将社会资源划分为社会杆塔资源和建筑物资源等不同类型。发展较迅速的城市中往往拥有大量的公共建筑或高层住宅，这些建筑可以成为部署5G基站的理想选择。关注部署战略合作问题尤为重要，特别是面对5G基站建设资源的储备问题。这意味着运营商和城市管理者应该积极协商合作，共同解决站址获取问题。站址获取还必须立足于“大融合、大共享”的理念，将同步规划、同步设计的理念融入通信基础设施建设中。不同运营商或基础设施提供者应该共享资源，避免重复建设，提高资源利用率。

4 5G网络规划覆盖方法

4.1 规划流程

铁塔公司在进行5G网络规划时主要需要考虑业务需求分析、预规划、站址规划、网络仿真等方面的内容，具体流程如图2所示。

业务需求分析阶段是整个规划过程的基础，需要深入了解用户需求、业务场景和预期的服务质量水平。这一阶段的关键是收集和分析大量数据，包括用户数量、设备密度、数据传输需求、覆盖范围等，以确保网络设计能够有效地满足未来的需求。

预规划阶段在具体站址规划之前，预规划涵盖网络拓扑结构、频谱规划、技术标准选择等方面。在这一阶段，可以利用仿真工具对不同的网络设计方案进行评估和比较，以确保选择最优方案。

站址规划是5G网络规划的核心环节之一，它直接影响到网络的覆盖效果和性能。站址规划阶段需要考虑地理信息、建筑物高度、障碍物影响等因素，以选择最佳的基站位置。

网络仿真不仅是验证和优化规划方案的关键步骤，更是通过使用各种仿真工具和模型，能够精确模拟不同场景下网络的运行情况，并评估其性能和稳定性的关键。通过仿真模拟，可以以较低的成本预测网络的容量需求和负载分布，为实际建设和部署提供精准的指导和支持。这种系统化的仿真分析能力使得在实际投资前就能发现潜在的问题和瓶颈，从而有效地降低实施过程中可能面临的风险和成本。在网络规划阶段，仿真能够帮助工程师更好地理解网络在不同负载和环境条件下的表现，进而调整和优化网络设计。通过仿真模型可以预测高峰时段的流量变化，评估不同设备配置和部署策略的效果，以及确定最佳的资源分配方案。这些信息对于决策者来说至关重要，能够确保在实际建设过程中避免不必要的资源浪费和性能下降。

4.2 覆盖半径分析

为了确定覆盖指标要求及传播模型，规划工程师需要详细分析目标区域的地形地貌、建筑密度以及预期的服务质量需求。这些因素决定了覆盖范围和覆盖强度的基本参数，如覆盖半径和信号强度衰减模型的选择。对于城市中心区域，由于高楼大厦密集分布，可能需要选择能够有效穿透建筑物的传播模型，以确保覆盖的连续性和稳定性。通过9ElX2+yyDoNVI88AVOGTRm83DvkTV+EPrtzALy6iS50=链路预算分析上、下行链路的覆盖能力是确定基站位置和数量的关键步骤，上行链路和下行链路的覆盖能力计算需要考虑频率、天线高度、发射功率以及地形和建筑物的阻挡效应等因素。对于高密度的商业区域，往往需要增加基站密度以弥补信号覆盖的空白区域，确保用户在移动过程中无缝切换并提供稳定的通信服务。

根据规划区域的面积和单个基站的覆盖面积，可以计算出满足覆盖需求的基站数量及其位置。这需要将规划区域划分为若干覆盖单元，每个覆盖单元内的基站位置和覆盖范围应能够互补覆盖整个区域，从而实现全面的服务覆盖。通过地图分析和仿真模拟，可以确定每个基站的最佳放置位置，以最大化覆盖范围并避免重叠覆盖区域，从而提高网络效率和资源利用率。链路预算的结果显示，3.5 GHz和4.9 GHz频率的5G基站相较于LTE基站，在小区半径上有所缩短。具体而言，LTE基站采用1.8 GHz频率，2T4R配置，其覆盖半径为0.32 km。对比之下，以64T64R配置的5G基站，使用3.5 GHz频率时，其覆盖半径可达0.2 km；而使用4.9 GHz频率时，其覆盖半径则可达0.14 km[2]。

5 室内建设和项目管理规划

5G网络室内建设和项目管理策略在当今数字化时代的通信基础设施中显得尤为关键，为了有效地实现5G网络覆盖和服务质量，必须构建稳定可靠的光纤分布系统（有源室分）。光纤作为传输介质具有高带宽和低延迟的优势，能够支持5G网络的高速数据传输需求[3]。大型商业中心、医院或体育馆等高密度人群的室内场所，通过光纤分布系统可以有效地支持多用户同时享受高速数据服务，提升用户体验。为了优化5G网络的覆盖效果，可以设立分布式的微站，结合4G网络分布式微站的经验与技术，这种多模共用的策略可以有效利用已有的基础设施，并通过升级和优化现有设备，适应不同频段的需求。将现有的4G微站升级为5G网络兼容的设备，通过这种分布式部署可以灵活覆盖大范围的室内区域，减少新建基站的需求和成本，同时提升网络覆盖的一致性和稳定性。

在项目管理方面，特别是在选址过程中，需要进行一头一尾的监督工作。因此从选址的最初阶段直至项目完成都需要严格的监督和管理，选址阶段需要综合考虑地理信息、建筑结构、网络容量需求等因素，确保选择最佳的站址位置。监督工作还包括施工过程中的质量控制和安全保障，以及后期的网络优化和维护管理。有效的项目管理和监督，可以保证5G网络室内建设的顺利进行，并最大化其在数字化转型中的效益。

6 结束语

随着5G网络建设逐渐完成，在原有覆盖范围内新规划基站，对于中国铁塔公司而言，意味着需有更高的要求及更成熟的规划部署。重点技术包括全双工与频谱共享、灵活双工、D2D通信、先进的编码调制、新型多载波技术、高级多址技术、超密集组网以及全频谱接入等方面。5G网络对铁塔公司发展的潜在影响也需进行深入分析，以便提出切实可行的解决方案。这些措施将有助于铁塔公司在5G网络建设期内高质量完成建设任务，确保相关设施和网络的有效部署，从而实现更高效的运营和服务水平。

参考文献

[1] 权文．面向5G的铁塔公司网络规划及应用策略研究[J]．南京：南京邮电大学，2019．

[2] 李广平．规划先行需求引领，全面助力5G产业发展[J]．数字通信世界，2019（12）：136-137．

[3] 万方．面向5G基站的综合节能技术分析研究[J]．数字通信世界，2024（5）：57-59．