基于城市規(guī)劃的5G基站布局規(guī)劃探討

李自磊

（廣州杰賽科技股份有限公司，廣東 廣州 510310）

0 引 言

第五代移動通信技術(shù)即5G作為我國新型基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，在一定程度上會對我國社會經(jīng)濟發(fā)展及各領(lǐng)域生產(chǎn)工作效率產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。結(jié)合當(dāng)前發(fā)展情況來看，隨著我國5G移動通信技術(shù)的飛躍式發(fā)展，該項技術(shù)在助推傳統(tǒng)領(lǐng)域數(shù)字化及網(wǎng)絡(luò)化升級改造方面起到了良好作用。

1 5G的應(yīng)用特點及發(fā)展分析

1.1 應(yīng)用特點

結(jié)合當(dāng)前5G移動通信技術(shù)的應(yīng)用情況來看，該項技術(shù)在用戶體驗速率和連接數(shù)密度等方面均可以體現(xiàn)出較強的應(yīng)用優(yōu)勢及特點。例如，5G移動通信技術(shù)在用戶體驗速率方面可高達(dá)0.1～1 Gb/s，連接數(shù)密度可高達(dá)1×106/km2，端到端的時延可控制在毫秒級，而且在移動性方面可支持大于500 km/h的高速移動場景。可以說，與傳統(tǒng)4G移動通信技術(shù)相比，5G移動通信技術(shù)無論是在技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢還是在發(fā)展規(guī)模方面均得到了明顯提升。最重要的是，與其他制式網(wǎng)絡(luò)相比，5G移動通信技術(shù)還可以表現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)扁平化、密集組網(wǎng)以及配套資源需求增加的特點。除此之外，5G網(wǎng)絡(luò)可主動利用室外宏基站及室外微基站等系統(tǒng)分布方式，實現(xiàn)對不同應(yīng)用場景的全覆蓋處理。在關(guān)鍵技術(shù)組成方面，5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)明顯要比4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)多得多。其中，大規(guī)模天線陣列及超密集組網(wǎng)等均可以視為確保5G移動通信技術(shù)良好應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)手段。

1.2 應(yīng)用場景分析

結(jié)合當(dāng)前5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用情況來看，5G移動通信技術(shù)可主要應(yīng)用于以下3類典型場景。

1.2.1 增強型移動寬帶

在主要場景方面，主要以隨時隨地實現(xiàn)超高清視頻直播與分享、隨時隨地云存取等場景服務(wù)為主。與傳統(tǒng)4G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用不同的是，5G網(wǎng)絡(luò)在移動寬帶業(yè)務(wù)方面可滿足大流量移動寬帶業(yè)務(wù)需求，且?guī)掦w驗從原本的10 Mb/s提升到1 Gb/s量級，可以滿足超大帶寬運行需求[1,2]。

1.2.2 高可靠、低時延通信

一般來說，高可靠、低時延通信在場景應(yīng)用方面主要以無人駕駛汽車和工業(yè)自動化等為主。這部分場景應(yīng)用在時延和可靠性方面的要求較為嚴(yán)格，要求技術(shù)人員對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)模式進行適當(dāng)改進與優(yōu)化調(diào)整，以確保業(yè)務(wù)帶寬與時延性可以達(dá)到預(yù)期要求，防止對其他業(yè)務(wù)造成干擾性影響。

1.2.3 大規(guī)模機器通信

大規(guī)模機器通信所涉及到的場景內(nèi)容較多，如車聯(lián)網(wǎng)、智能物流以及資產(chǎn)管理等。在具體應(yīng)用過程中，大規(guī)模機器通信需要提供多連接承載通道，以確保滿足萬物互聯(lián)的運行要求。其中，為減少網(wǎng)絡(luò)阻塞瓶頸問題，各基站內(nèi)與基站間必須滿足協(xié)調(diào)運行要求，以便可以獲取更高的時鐘同步精度[3]。

結(jié)合當(dāng)前應(yīng)用發(fā)展趨勢來看，除傳統(tǒng)終端用戶之外，各行業(yè)應(yīng)用都可以視為5G的重要客戶及重要應(yīng)用場景。換句話說，5G移動通信技術(shù)的推廣與應(yīng)用將會對我國各行業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)生深刻影響，且在業(yè)務(wù)分類方面也會得到進一步拓展（如圖1所示）。最重要的是，在5G移動通信技術(shù)的支持下，智慧城市建設(shè)水平將會得到進一步加強，智慧交通及智慧醫(yī)療等均可以在5G網(wǎng)絡(luò)中得到良好應(yīng)用。

圖1 5G業(yè)務(wù)分類示意圖

2 基于城市規(guī)劃角度的5G基站布局規(guī)劃現(xiàn)狀及問題分析

5G基站作為5G移動通信技術(shù)的重要承載設(shè)施，通過統(tǒng)籌規(guī)劃與合理部署，不僅可以達(dá)到推進5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)發(fā)展的目的，而且還可以達(dá)到促進5G移動通信技術(shù)良好應(yīng)用的目的。目前，為進一步加強對5G基站布局工作的統(tǒng)籌與部署，國家相關(guān)部門主張將5G基站布局建設(shè)工作納入到城市規(guī)劃發(fā)展體系當(dāng)中。結(jié)合當(dāng)前5G基站布局規(guī)劃情況來看，因受到多方面因素的制約影響，導(dǎo)致5G基站布局規(guī)劃工作尚未得到全面貫徹與落實，并且在部分細(xì)節(jié)層面仍舊存在亟待解決的問題[4]。

近些年來，各省市不斷探索實踐，初步形成了以布局規(guī)劃為引導(dǎo)的基站管理模式。為進一步加強對基站規(guī)范化管理力度并推動基站落地建成效果，各省市部門對基站建設(shè)工作進行了統(tǒng)籌規(guī)劃與合理部署。但是在當(dāng)前5G基站管理過程中，部分問題表現(xiàn)過于明顯，導(dǎo)致5G基站建設(shè)工作效果難以達(dá)到預(yù)期。例如，5G使用頻段較高且在站址密度方面要比4G網(wǎng)絡(luò)高得多，因此在選址方面存在較大難度。與此同時，當(dāng)5G基站與其他無線電臺使用相同頻段時，5G移動通信技術(shù)應(yīng)用過程中容易受到干擾問題影響。除此之外，部分規(guī)劃設(shè)計人員并未嚴(yán)格按照5G基站管理規(guī)范要求對布局規(guī)劃進行合理編制與準(zhǔn)確實施，導(dǎo)致5G基站規(guī)劃建設(shè)質(zhì)量難以達(dá)到預(yù)期，甚至?xí)?G移動通信技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展造成阻礙性影響。

3 基于城市規(guī)劃角度的5G基站布局規(guī)劃措施分析

為更好地提升5G基站布局規(guī)劃的適用水平及建設(shè)質(zhì)量，各省市地區(qū)應(yīng)該對基站布局規(guī)劃工作進行統(tǒng)籌推進與合理部署，并嚴(yán)格按照城市規(guī)劃部署要求，構(gòu)建以市級導(dǎo)則為指引、區(qū)域規(guī)劃為布局的5G基站規(guī)劃格局。結(jié)合當(dāng)前建設(shè)情況來看，在國家政府部門以及各城市定位功能的不斷支持下，5G基站布局規(guī)劃工作迎來了前所未有的發(fā)展機遇。在這樣的發(fā)展態(tài)勢中，像車聯(lián)網(wǎng)及智能制造等產(chǎn)業(yè)已經(jīng)率先應(yīng)用5G移動通信技術(shù)，并在基站建設(shè)方面實現(xiàn)了創(chuàng)新升級目標(biāo)[5]。最重要的是，在5G移動通信技術(shù)不斷發(fā)展演進的背景下，5G標(biāo)準(zhǔn)也在迭代之中。雖然從客觀角度上來看，上述趨勢變化給我國基站布局帶來了較多的不確定因素，但是從總體上來看，我國5G基站布局規(guī)劃也在不斷創(chuàng)新與改造升級中。因此，為確保5G基站布局規(guī)劃滿足城市經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展需求，規(guī)劃設(shè)計人員可以從以下幾個方面實現(xiàn)統(tǒng)籌規(guī)劃與合理部署目標(biāo)。

3.1 規(guī)范5G基站布局規(guī)劃方案

在部署5G基站布局規(guī)劃方案的過程中，規(guī)劃設(shè)計人員應(yīng)該立足于區(qū)域性布局規(guī)劃原則，明確把握當(dāng)?shù)貐^(qū)域的總體規(guī)劃及產(chǎn)業(yè)布局分布情況，并結(jié)合本地區(qū)城市規(guī)劃要求，對5G基站選址、基站站間距以及站址密度等內(nèi)容進行精準(zhǔn)編排與合理落實。

其中，在5G基站選址方面，規(guī)劃設(shè)計人員應(yīng)該立足于5G移動通信網(wǎng)整體架構(gòu)發(fā)展模式，實現(xiàn)不同立體組網(wǎng)方式的協(xié)調(diào)應(yīng)用。結(jié)合當(dāng)前移動網(wǎng)建設(shè)情況來看，可以從宏站、微站以及室內(nèi)分布系統(tǒng)3個方面進行建設(shè)。一般來說，宏站主要解決廣域覆蓋和基本容量需求，在具體選址建設(shè)過程中可根據(jù)當(dāng)?shù)氐乩憝h(huán)境及人員分布情況進行統(tǒng)籌規(guī)劃與合理部署。基站主要針對流量熱點地區(qū)的容量問題進行合理解決，在站址資源的選擇上建議與市政資源進行融合建設(shè)，以滿足社會大眾生活生產(chǎn)需求。室內(nèi)分布系統(tǒng)主要建設(shè)在辦公樓宇和黨政機關(guān)等熱點區(qū)域中，目的在于解決高容量室內(nèi)通信需求[6]。

在5G基站站間距和站址密度的確定方面，規(guī)劃設(shè)計人員應(yīng)該考慮本市區(qū)公眾用戶疏密程度及流動變化情況，合理確定基站建設(shè)指標(biāo)。對于主城區(qū)中的商務(wù)區(qū)以及商業(yè)街而言均可以視為用戶高密集區(qū)域，以上海市為例，在上述區(qū)域中的5G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能級應(yīng)該達(dá)到A級，在5G基站平均站間距的控制方面，預(yù)測分析為150 m。其中，平均密度可以保持50個/km2。而對于主城區(qū)的其他區(qū)域的區(qū)域，如中心鎮(zhèn)和教育場所等，5G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能級應(yīng)該滿足B級要求。在5G基站平均站間距控制方面，應(yīng)該達(dá)到250 m，平均密度可以保持20個/km2。除此之外，對于用戶非密集區(qū)域如主城區(qū)外的一般鎮(zhèn)及村莊等，5G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能級達(dá)到C級即可。5G基站平均站間距控制方面應(yīng)該保證400 m左右，平均密度7個/km2。除上述區(qū)域外的所有5G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能級達(dá)到D級即可[7]。在平均站間距控制方面應(yīng)該為900 m，平均密度為2個/km2。具體示意如圖2所示。

圖2 全市5G網(wǎng)絡(luò)能級示意圖

3.2 立足于區(qū)域規(guī)劃要求，實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)的全覆蓋應(yīng)用

為確保5G基站布局規(guī)劃工作得以順利建成與落實，建議各城市規(guī)劃部門應(yīng)該嚴(yán)格按照規(guī)范引領(lǐng)、區(qū)域落實的布局思路，嚴(yán)格結(jié)合市級層面的5G基站布局規(guī)劃導(dǎo)則，對當(dāng)前區(qū)級及區(qū)域性布局規(guī)劃內(nèi)容進行統(tǒng)籌規(guī)劃與合理部署，以確保5G基站布局規(guī)劃體系工作得以順利建成。在具體實踐過程中，建議規(guī)劃設(shè)計人員應(yīng)該始終以滿足公眾需求及產(chǎn)業(yè)賦能為驅(qū)動目標(biāo)，以確保可以推動全市5G網(wǎng)絡(luò)部署規(guī)劃過程，實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)的全覆蓋應(yīng)用[8,9]。

一方面，規(guī)劃設(shè)計人員應(yīng)該統(tǒng)籌考慮5G公眾服務(wù)能級及產(chǎn)業(yè)應(yīng)用能力情況。合理把握不同地區(qū)所能適應(yīng)的能力及要求，并準(zhǔn)確測算基站布局路徑。與此同時，主動結(jié)合區(qū)域性布局規(guī)劃編制要求，動態(tài)掌握當(dāng)前區(qū)域總體規(guī)劃及產(chǎn)業(yè)布局情況。目的在于及時確定5G基站站間距和站址密度等要素問題。

另一方面，規(guī)劃設(shè)計人員應(yīng)該主動結(jié)合銜接區(qū)總體規(guī)劃與基站部署要求，對5G基站布局規(guī)劃進行適當(dāng)改進與優(yōu)化處理。在此過程中，規(guī)劃設(shè)計人員應(yīng)該立足于前瞻性發(fā)展部署要求，為遠(yuǎn)期基站選址落地預(yù)留適當(dāng)空間，避免后續(xù)基站建設(shè)出現(xiàn)選址困難的問題。需要注意的是，如果在5G基站建設(shè)期間存在區(qū)域用地及產(chǎn)業(yè)布局等變化因素，建議規(guī)劃設(shè)計人員可根據(jù)實際情況適當(dāng)調(diào)整當(dāng)前的基站部署規(guī)劃。

3.3 動態(tài)把握城市規(guī)劃發(fā)展方向，解決當(dāng)前5G基站建設(shè)局限問題

為確保5G基站建設(shè)局限問題得以解決，規(guī)劃設(shè)計人員應(yīng)該立足于當(dāng)前城市規(guī)劃發(fā)展方向，動態(tài)把握當(dāng)前5G基站建設(shè)工作存在的不足問題，并采取針對性措施加以規(guī)避處理。一方面，規(guī)劃設(shè)計人員應(yīng)該主動結(jié)合城市規(guī)劃發(fā)展方向，堅持按照資源共享與集約化原則，鼓勵設(shè)置新形態(tài)基站。另一方面，規(guī)劃設(shè)計人員應(yīng)該按照城市規(guī)劃要求明確把握選址次序問題，通過主動結(jié)合室外宏基站選址次序要求，確保基站選址落地效果得到預(yù)期[10]。此外，在干擾協(xié)調(diào)方面規(guī)劃設(shè)計人員應(yīng)該按照國家相關(guān)要求，主動協(xié)調(diào)其他無線電站之間存在的干擾問題。需要注意在5G基站設(shè)置形態(tài)方面，建議規(guī)劃設(shè)計人員應(yīng)該主動與周邊城市風(fēng)貌進行融合發(fā)展，并按照環(huán)境保護要求做好基站周邊建設(shè)工作。

4 結(jié) 論

開展5G基站布局規(guī)劃工作刻不容緩，必須充分意識到將5G基站布局規(guī)劃工作納入到城市規(guī)劃建設(shè)工作體系中的重要性，并且在部署規(guī)劃過程中應(yīng)該綜合考慮5G無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃問題，通過不斷提升城市整體信息化水平為廣大人民群眾提供良好的通信服務(wù)。與此同時，部署規(guī)劃人員應(yīng)該立足于當(dāng)前5G移動通信基站規(guī)劃工作現(xiàn)存問題，總結(jié)歸納當(dāng)前問題的具體表現(xiàn)及成因，并立足于當(dāng)前及未來通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢，對移動基站方案進行適當(dāng)調(diào)整與改造處理，以確保可以從根本上推動我國5G基站建設(shè)工作的可持續(xù)發(fā)展。相信在全體人員的不斷努力下，5G無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與城市規(guī)劃工作將會得到進一步緊密結(jié)合，為我國通信服務(wù)質(zhì)量水平的不斷提升奠定良好保障。