5G網絡的規劃流程及工程建設方案研究

馮燦峰

（湖南省郵電規劃設計院有限公司，湖南 長沙 410126）

1 5G應用場景

在我國科技的推動下，我國已經向國際電信聯盟提出5G在國內的主要應用范圍。為了能夠滿足5G的網絡覆蓋需求，我國正在大規模建設廣域覆蓋場景[1]；為了滿足5G熱點區域的容量，滿足人們的正常用網需求，實施熱點高容量場景的部署；為了使物聯網業務能夠滿足5G的業務承載量，重點實施低功耗大連接的場景部署；為了能夠使5G網絡的處理速度滿足車聯網與工業的控制，建設地市延高的可靠場景。因此，國際電信聯盟根據我國4大應用場景將其總結為3大應用場景，主要有增強移動寬帶的建設、高可靠低時延的通信以及實現萬物互聯的狀態。表1為5G主要涉及的區域。在這些場景利用5G時，具有超高流量密度、超高移動以及超高連接數密度的特點，為第5代通信網絡帶來了一定挑戰與困難。

表1 場景需求

2 5G標準演進

國際通信標準組織3GPP分別將Release15和Release 16作為5G的標準。5G的第一階段標準由Release 15提供，2018年中旬已經完成測試；5G第二階段標準由Release 16提供，是5G標準的完成版本，初步預計在2020年完成。

3 5G規劃建設

綜合考慮投資和效益，5G規劃建設應以業務體驗為中心，統籌規劃、適度領先、按需建設，構建最佳TCO的5G網絡。

3.1 規劃流程

5G規劃流程與4G規劃流程基本一致，包含3個步驟：網絡規模估算、網絡規劃仿真和網絡參數規劃。

3.1.1 網絡規模估算

綜合考慮覆蓋區域面積和用戶規模，結合單站容量與小區半徑，得出初步站點規模。

3.1.2 網絡仿真規劃

輸出多站組網的覆蓋效果（RSRP、SINR、TX Power）和小區容量（平均吞吐量、邊緣吞吐量）。

3.1.3 網絡參數規劃

包括工程參數站點經緯度、天線高度、方位角、下傾角、波束、小區參數-小區參數、TAC、PCI、PRACH以及鄰區等。

5G和4G網絡規劃的關鍵差異，如表2所示。

3.2 規劃要點

3.2.1 業務預測

5G初期應當優先選擇有流量、有品牌需求的熱點和高價值區域，聚焦eMBB場景，在確保4G容量的基礎上快速具備5G能力。初期應以業務需求為導向，不建議大規模、廣覆蓋的建設模式。

3.2.2 覆蓋規劃

在5G無線網絡預算過程中，應該確定子區域的業務速率是否符合，并通過估算查看每種業務在工作狀態下允許損耗的路徑，然后利用傳播模型計算公式對最大路徑消耗進行校正計算，記錄每種業務的覆蓋半徑，隨后將最小值應用到5G網絡覆蓋[2]。從圖1、圖2可以看出，5G的覆蓋主要是上行覆蓋半徑受限。

3.2.3 容量規劃

進行容量規劃的過程需要分區域進行。第一，估算各個區域各種類型的業務量；第二，根據各個區域的業務模型和用戶模型估算業務總量；第三，在計算實際區域的小區數時，需要使用業務總量與單位較小的容量進行計算；第四，計算整個業務所需的小區數時，需要將各個區域的小區數相加。5G在建設過程中采用了大規模多輸入多輸出模式、新型編碼以及濾波正交頻分復用等相關技術，有效提升了頻譜效率，且使用的寬帶是百兆以上的，使得5G具有大連接和大容量功能[3]。

表2 5G和4G網絡規劃的關鍵差異

圖1 4G與5G上行速率VS站間距

圖2 4G與5G下行速率VS站間距

3.2.4 站址規劃

5G站址規劃與4G站址規劃類型采用“宏+桿+室”三層立體組網，從5G與4G上下行覆蓋半徑對比可知，5G覆蓋主要是上行半徑受限。可通過4G/5G協同，采用上行覆蓋增強（SUL）技術利用4G上行對5G上行進行增強。所以，初期建設采用與4G宏站同址建設，是快速開通5G的最經濟、快捷方式。由于原來城區站址基本均存在多運營商和2G/3G/4G多系統多天線的情況，同址新建5G原來的天面資源和電力系統壓力大，可考慮采用宏站天饋整合和設備整合方式為5G設備騰空間。

小基站在4G建設中使用異構網絡的基本概念，利用宏蜂窩與微蜂窩促成多層蜂窩，促使多制式融合趨勢的形成。然而，5G無線網絡將會變為多種無線技術，利用先進的技術進行結合，形成可靠密集網絡的應用，促使小基站建設能夠滿足密集組網，并且能夠迅速處理和建設室內外覆蓋。

4 結 論

工信部5G牌照的發布，標志著我國進入5G時代，而2019年正式被確立為我國的5G元年。三大運營商已陸續在全國多城市范圍內推進5G試點，5G網絡已經處于小規模多區域的試驗階段，需要完整的網絡規范方案進行指導。當前，相應的城市已經開始建設5G基站，需做好5G網絡應用的準備，促使各個行業更好更快發展。