侯昆
摘要:傳統的基站建設形式基本上是宏站和高塔的形式。隨著通信技術的飛速發展,我國商用通信技術已經進入了5G時代。與其它商用無線通信技術相比,5G站點的選址要求也發生了很大變化。由于5G基站的覆蓋模型與傳統無線通信技術不同,5G基站的選址和談點工作已成5G網絡建設中的難點和常態化工作。本文就此對5G建站選址方案進行探討。
關鍵詞:5G;選址
隨著通信技術的發展,它經歷了從模擬到數字,再由2G到5G的技術變革。盡管通信技術已經有了突飛猛進的發展,但基站的位置選址仍然是限制通信發展的一個關鍵因素。傳統的基站建設形式通常是一個大型基站和一個高塔的形式,并且建設范圍很廣。宏站配桿塔的單一覆蓋模式無法實現5G深度覆蓋要求。本文介紹了傳統的基站選址原則,分析了5G頻段對基站選址要求,并探討了將社會資源與基站建設相結合的選址方案,以達到提高5G基站選址成功率的目的。
一、傳統基站選址原則
傳統基站建設通常集中在大范圍內,并往往選擇高海拔建站,基站結構越高越好。每個基站的平均覆蓋范圍為3-5公里。這些基站的選址基本上遵循三個原則:高安全性、大覆蓋范圍和對周圍環境影響小。基站的選址還應避免受洪水災害和雷擊影響的地區,避免靠近造成嚴重干擾的高壓裝置和空間,如高強度無線電臺、雷達站和變電站。主要通過宏站實現廣覆蓋和連續覆蓋,在業務密集地區通過微站、室分等設備實現業務分擔和深度覆蓋。宏站為主,其它站型為輔。
二、5G頻段與覆蓋
隨著5G時代的到來,基站建設的覆蓋模型會發生較大變化。5G基站的頻率是中國的稀缺資源之一,5G基站頻率的使用受到嚴格控制,其頻率遠高于2G、3G和4G。中國移動5G基站網絡主要使用2.6G和4.9G頻段,其中2.6G基站的覆蓋效果同等情況下預計與4G基站D頻段基本相當,4.9G頻段的覆蓋效果則會弱于4G頻段。中國電信和中國聯通的5G網絡獲得了一個3.5G頻段,覆蓋效果會弱于當前的4G網絡頻段。
中國廣電獲得了4.9G和700M頻段,其中的700M頻段的覆蓋能力優于其它運營商獲得的頻段,但是帶寬較小。700M頻段目前仍不是建站主流,鑒于中國廣電已與中國移動達成戰略合作關系,預計未來中國移動可借用廣電頻段實現偏遠地區的廣覆蓋;而中國廣電將在相當長的一段時間內租用/共用中國移動網絡實現運營。
無線電傳播過程中,頻率越高衰減越快。鑒于5G主流頻段的特點限制,現有站址的密度無法滿足5G覆蓋需求。因此,相對于2G和4G技術,5G基站的密度要更高才能實現5G獨立組網需求。主流頻段5G基站的覆蓋半徑不到一公里,在人口密集的城市地區甚至主服半徑只有200-300米。
站址建設增量較大及其迫切性使得選址方案的制越發重要。
三、5G基站選址方案探討
相對于傳統無線通信技術而言,5G網絡因其主流頻帶發生了變化,因此選址方案也相應發生了改變,不能簡單復制傳統無線通信技術覆蓋模型,而應從以下三個方面考慮選址方案,以提高站點5G站點建設成功率。
(一)充分利用傳統存量基站資源加快5G建設速度
傳統運營商在新建5G網絡前,已建設有大量的2~4G基站,這些站址都是非常寶貴的資源。利用傳統存量基站進行5G共站址建設具有談點難度小、施工周期短、維護成本相對較低等優點。因此,在新建5G網絡初期,利用傳統存量基站資源是較優選擇。
在進行共站址建設的時候,我們特別要注意5G基站和傳統基站的不同要求。
比如供電要求。普通5G基站功耗要大于傳統基站功耗,是2G基站的三到五倍,甚至超過同一站址2G、4G基站所有設備功耗的總和。共址建設時,5G變電站的建設不能與原有變電站完全分開。在大多數情況下,在現有基站的基礎上,擴容是必要的。使用原有的單步功率很難滿足5G基站設備的功耗要求,應考慮市政電源轉換。
此外,還包括基站天面空間、天饋系統平臺、建站承重能力、電池配置(取消)等問題。必要時可以犧牲部分老舊設備以為5G建站提供資源。
(二)有效利用各類社會塔提高5G基站選址成功率
隨著網絡技術的發展,5G通信基礎設施已上升到國家戰略建設的高度。中央和地方政府都高度重視5G站的建設。地方政府成立了5G通信管理小組,制定了多項政策支持5G基站建設。逐步開放了建筑、事業單位等社會資源建設5G站點。5G基站可參考“一切掛高皆可用”的原則進行建造。它不僅可以擴展和覆蓋原有2G和4G變電站的現有基站資源,還可以開發路燈、觀察哨、電源塔和水塔等社會資源。在有5G建站需求的區域,可以考慮在道路燈桿建設、天網建設、智能城市燈桿、燈塔建設等各類社會塔中整合多個立柱,既能實現市政實用功能,又能實現5G通信覆蓋,提高社會資源利用率,提高5G微基站的選址建站成功率。
(三)多種站型降低談點難度實現深度覆蓋及業務分擔
在2~4G時代,偽裝型基站已得到長足發展,水桶、空調、美化樹、美化罩等多種偽裝基站已投入現網使用,即美化了環境又達到了隱蔽的效果。但是舊的偽裝手段在一定程度上已被人們熟知,“風水”、“輻射”等原因阻礙基站建設的情況時有發生,有效結合新站型針對性的進行選址建設也有利于進一步提高建站成功率。鑒于5G頻段覆蓋特點和5G高業務量集中在室內的特點,采用室分和一些新型小站實現業務分擔和局部覆蓋,是實現5G深度覆蓋的必然要求;5G對室分和微站的需求將大于傳統無線通信覆蓋技術需求。
根據4G業務量統計和5G發展模型可預知,5G業務的大部分流量將主要來自室內業務需求。宏站實現廣覆蓋目標的特點和室內高密度流量的需求明顯不符,因此微站、室分、皮基站進行業務分擔是5G網絡建設的必然,也是選址的重要策略。
結束語
隨著人民生活水平不斷提高和科學技術的不斷發展,先進的移動數據通信需求已經成為不可或缺的日常生活、生產的基本需求;人工智能、大數據業務和區塊鏈的發展,也必將推動5G移動通信技術得到更廣泛的應用。選址建站是5G網絡建設的基礎,是拓展5G網絡覆蓋和實現5G深度覆蓋的有效手段。因此,選址方案的制定具有十分重要的意義。本文從三個方面探討了5G建設站址選擇方案,希望能在以此達到高效制定基站選址方案和提高基站建站成功率的目的。不當之處,敬請雅正。
參考文獻
[1][瑞典]埃里克·達爾曼(Erik Dahlman)、斯特凡·巴克浮(Stefan Parkvall)、約翰·舍爾德(Johan Skold)著,朱懷松、王劍、劉洋譯,《5GNR標準:下一代無線通信技術》,機械工業出版社出版。
[2]工業和信息化部,《工業和信息化部關于推動5G加快發展的通知》。
[3]張傳福、趙立英、張宇等編著,《5G移動通信系統及關鍵技術》,電子工業出版社。
[4]杜慶波、曾波濤、陳雪嬌、周暉杰等編著,《5G無線網絡規劃與優化》,電子工業出版社。
[5]黃云飛、閔銳、余莎、黃陳橫、梁力維、劉彪、黃嘉銘等編著,《5G無線網大規模規劃部署實踐》,人民郵電出版社。
[6]萬蕾、郭志恒等著,《LTE/NR頻譜共享——5G標準之上下行解耦》,電子工業出版社。