5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)策略與分場(chǎng)景建設(shè)方案探討

李 揚(yáng)

（中國(guó)鐵塔股份有限公司 達(dá)州市分公司，四川 達(dá)州 635002）

0 引 言

5G網(wǎng)絡(luò)商用以來(lái)，我國(guó)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)加快推進(jìn)，已初步建成全球最大規(guī)模的5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。截止2021年3月底，5G基站數(shù)量將達(dá)到8.19×105個(gè)，獨(dú)立組網(wǎng)模式的5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋到所有地級(jí)市，5G賦能行業(yè)效果逐步顯現(xiàn)[1]。

1 5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)策略分析

1.1 總體策略

隨著5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)推進(jìn)，縣城和鄉(xiāng)鎮(zhèn)等也將陸續(xù)完成5G建設(shè)。不過，5G并不會(huì)像4G一樣進(jìn)行全國(guó)范圍內(nèi)的無(wú)縫覆蓋，而是主要針對(duì)人口密集地區(qū)進(jìn)行熱點(diǎn)覆蓋。此外，針車聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)應(yīng)用需求場(chǎng)景區(qū)域，實(shí)施按需覆蓋。簡(jiǎn)而言之，5G的建網(wǎng)策略是結(jié)合業(yè)務(wù)需求和行業(yè)應(yīng)用發(fā)展，按需進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

目前，大中型城市區(qū)域絕大部分的室外宏站都已掛載了5G AAU天線。接下來(lái)，運(yùn)營(yíng)商將會(huì)在寫字樓、商場(chǎng)以及政府機(jī)構(gòu)等人員密集區(qū)域，加強(qiáng)5G室分的建設(shè)并提升覆蓋深度。所以從覆蓋場(chǎng)所來(lái)看，5G的下一步重點(diǎn)目標(biāo)是將從室外轉(zhuǎn)向室內(nèi)。

1.2 各運(yùn)營(yíng)商5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)策略

1.2.1 中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通5G建設(shè)策略

一是基于場(chǎng)景的頻率策略。加速推進(jìn)2G、3G網(wǎng)絡(luò)的減頻退頻，推進(jìn)頻率重耕用于5G網(wǎng)絡(luò)。充分發(fā)揮雙方共建共享頻率資源帶來(lái)的中頻段大帶寬的優(yōu)勢(shì)，重耕中頻FDD頻率，優(yōu)先重耕2.1 GHz頻段，適時(shí)重耕1.8 GHz，高低頻協(xié)同打造差異化網(wǎng)絡(luò)，力爭(zhēng)覆蓋、速率更好。

二是基于場(chǎng)景的設(shè)備選型策略。分場(chǎng)景結(jié)合覆蓋性能和容量性能進(jìn)行設(shè)備選型組合，兼顧容量和覆蓋，多種設(shè)備形態(tài)構(gòu)造分層次網(wǎng)絡(luò)，各場(chǎng)景設(shè)備選型如下[2]。

（1）密集城區(qū)以3.5 GHz 64T64R為主，2.1 GHz 4T4R作為深度覆蓋延伸及上行容量補(bǔ)充[3]。（2）一般城區(qū)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)容量需求和建筑物高度，按需選用3.5 GHz 32T32R或64T64R設(shè)備，2.1 GHz作為上行容量補(bǔ)充及深度覆蓋延伸[4]。（3）發(fā)達(dá)市縣或者縣城核心區(qū)以3.5 GHz 32T32R為主，2.1 GHz 4T4R作為上行容量補(bǔ)充及深度覆蓋延伸。（4）一般縣城、鄉(xiāng)鎮(zhèn)采用2.1 GHz 4TR設(shè)備為主，3.5 GHz設(shè)備按需作為容量補(bǔ)充。（5）室內(nèi)覆蓋初期重點(diǎn)聚焦高價(jià)值樓宇和品牌區(qū)域建設(shè)，對(duì)于內(nèi)部隔斷少和較為開闊的場(chǎng)景，優(yōu)先采用3.5 GHz數(shù)字化室分，網(wǎng)絡(luò)容量大，用戶體驗(yàn)佳。對(duì)于內(nèi)部隔斷較多場(chǎng)景，優(yōu)先采用3.5 GHz數(shù)字化室分（可外接天線型）+無(wú)源天線，降低建設(shè)成本。對(duì)于中低價(jià)值樓宇，后續(xù)可考慮采用2.1 GHz重耕（合路現(xiàn)有DAS）、小微站以及中低成本數(shù)字化室分設(shè)備等進(jìn)行建設(shè)，進(jìn)一步降低部署成本。

1.2.2 中國(guó)移動(dòng)和中國(guó)廣電5G建設(shè)策略

（1）基于場(chǎng)景的頻率策略。公網(wǎng)頻率使用方案中2.6 GHz是5G的主力頻段，覆蓋相同面積時(shí)，4.9 GHz基站的建設(shè)規(guī)模是2.6 GHz的3.1倍，且2.6 GHz端到端支持情況優(yōu)于4.9 GHz。4.9 GHz是大網(wǎng)的容量補(bǔ)充，其覆蓋能力較弱，產(chǎn)業(yè)鏈不是很成熟。考慮到4.9 GHz頻段的100 MHz帶寬有利于未來(lái)提升系統(tǒng)容量，因此未來(lái)可作為容量補(bǔ)充[5]。此外，室內(nèi)外同頻組網(wǎng)時(shí)，5G室內(nèi)外頻段均使用2 515～2 615 MHz，采用室內(nèi)外同頻組網(wǎng)。

垂直行業(yè)頻率使用方案中，鑒于2.6 GHz基站能力富余，且4.9 GHz產(chǎn)業(yè)還不成熟，原則上復(fù)用2.6 GHz公網(wǎng)基站以網(wǎng)絡(luò)切片方式滿足政企客戶專網(wǎng)需求，嚴(yán)格控制4.9 GHz獨(dú)立頻率建設(shè)。對(duì)于同時(shí)存在個(gè)人市場(chǎng)覆蓋需求的場(chǎng)景，需要根據(jù)垂直行業(yè)客戶的性能需求、業(yè)務(wù)隔離性及可靠性等需求，選擇2B基站和2C基站的共享方案。如果垂直行業(yè)客戶無(wú)特殊要求，2C基站也能滿足垂直行業(yè)需求，則完全復(fù)用2C基站；如果垂直行業(yè)客戶性能要求較高，2C基站無(wú)法滿足，可按需在2C基站基礎(chǔ)上增補(bǔ)站點(diǎn)或新建，2B和2C復(fù)用基站；如果垂直行業(yè)對(duì)隔離性和可靠性有較高要求，如高等級(jí)工廠等，2B基站需考慮部分專用（BBU專用或板卡專用）或完全專用。從成本和施工難度考慮，優(yōu)先選擇BBU/板卡專用RRU共用方案。

（2）基于場(chǎng)景的設(shè)備選型。室外覆蓋以2.6 GHz宏基站產(chǎn)品為主，分場(chǎng)景選擇64通道、32通道以及8通道宏基站產(chǎn)品建設(shè)。其中，64通道產(chǎn)品用于樓高超過30 m或CBD高校等高容量需求區(qū)域，32通道產(chǎn)品用于樓高低于30 m或容量需求不高的市縣城區(qū)，8通道產(chǎn)品用于施工較困難站址。對(duì)于室內(nèi)覆蓋，如果有源設(shè)備造價(jià)與傳統(tǒng)室分價(jià)格接近，則新建場(chǎng)景全部采用分布式基站，其中高容量區(qū)域采用4通道分布式基站，中低容量區(qū)域采用2通道分布式基站。對(duì)已有室分系統(tǒng)優(yōu)先通過饋入5G信源方式實(shí)現(xiàn)5G信號(hào)覆蓋，對(duì)于高流量和高價(jià)值的重要場(chǎng)景以及已有室分系統(tǒng)無(wú)法實(shí)施改造或改造代價(jià)過大等情況，可建設(shè)分布式皮基站。

2 5G網(wǎng)絡(luò)分場(chǎng)景建設(shè)方案

2.1 商務(wù)樓宇5G建設(shè)方案

采用無(wú)源分布或廣角漏纜+有源微站（LampSite/Qcell）對(duì)商務(wù)樓宇進(jìn)行5G覆蓋。

2.1.1 單運(yùn)營(yíng)商獨(dú)建

單運(yùn)營(yíng)商獨(dú)建時(shí)，首先使用異頻合路器加無(wú)源分布系統(tǒng)的建設(shè)方案進(jìn)行5G基礎(chǔ)覆蓋，其次對(duì)商業(yè)百貨中心的購(gòu)物區(qū)、餐飲區(qū)、電影院，商務(wù)寫字樓的大廳、會(huì)議室，酒店賓館的會(huì)議室、報(bào)告大廳等高容量話務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)區(qū)域新增有源微站，通過PRRU遠(yuǎn)端+外接天線方式吸熱補(bǔ)盲，分擔(dān)部分容量、話務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

2.1.2 多運(yùn)營(yíng)商共享建設(shè)

當(dāng)兩家或以上運(yùn)營(yíng)商共享建設(shè)5G室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，建議采用標(biāo)準(zhǔn)5G POI加無(wú)源器件及天線或廣角漏纜的方案進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。電信聯(lián)通5G系統(tǒng)雖共享一張網(wǎng)，但3G、4G系統(tǒng)仍需獨(dú)立部署，因此仍需按兩家運(yùn)營(yíng)商建網(wǎng)進(jìn)行方案選擇。運(yùn)營(yíng)商當(dāng)前接入的系統(tǒng)可能僅使用部分POI端口，剩余端口可作為未來(lái)新增運(yùn)營(yíng)商或系統(tǒng)擴(kuò)容預(yù)留，多運(yùn)營(yíng)商共享接入無(wú)源分布系統(tǒng)組網(wǎng)如圖1所示。

圖1 多運(yùn)營(yíng)商共享接入無(wú)源分布系統(tǒng)組網(wǎng)圖

2.2 交通樞紐、大型場(chǎng)館5G建設(shè)方案

客運(yùn)站、機(jī)場(chǎng)、大型場(chǎng)館按照5G業(yè)務(wù)需求劃分成高流量場(chǎng)景、中流量場(chǎng)景以及低流量場(chǎng)景等多個(gè)子模塊覆蓋區(qū)域。

2.2.1 高流量場(chǎng)景

客運(yùn)站的售票大廳、候車室，機(jī)場(chǎng)的值機(jī)大堂、候機(jī)廳、VIP休息室、候機(jī)島連廊、到達(dá)廳，體育館的環(huán)形看臺(tái)區(qū)，會(huì)展中心的主館區(qū)等高流量場(chǎng)景需通過有源微站吸納高話務(wù)和高數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。體育館、會(huì)展中心，單體面積大，空間跨度大，因PRRU頭端設(shè)備覆蓋范圍受限，可采用PRRU+外接天線的覆蓋方式（此類建設(shè)場(chǎng)景不建議通過改造舊分布系統(tǒng)來(lái)部署5G）。

2.2.2 中流量場(chǎng)景

客運(yùn)站的辦公室，機(jī)場(chǎng)的辦公區(qū)，較大場(chǎng)館的健身房、辦公區(qū)、VIP休息區(qū)、媒體區(qū)、餐廳等中流量場(chǎng)景，采用無(wú)源分布或廣角漏纜，通過小區(qū)裂分的方式即可滿足5G業(yè)務(wù)需求。小區(qū)動(dòng)態(tài)分裂示意如圖2所示，初期5G業(yè)務(wù)偏低，優(yōu)先保障基礎(chǔ)覆蓋兼顧容量，后期5G業(yè)務(wù)需求增高，按需動(dòng)態(tài)小區(qū)裂分，實(shí)現(xiàn)容量最大化。

圖2 小區(qū)動(dòng)態(tài)裂分示意圖

存量站點(diǎn)5G改造，需優(yōu)先評(píng)估舊分布系統(tǒng)是否滿足小區(qū)裂分要求，如果滿足則可按照5G改造方案部署5G，如果不滿足則需通過新建一套分布系統(tǒng)部署5G。

2.2.3 低流量場(chǎng)景

停車場(chǎng)、設(shè)備間以及電梯等低流量場(chǎng)景，采用無(wú)源分布或廣角漏纜即可滿足5G業(yè)務(wù)需求。具備改造條件的，通過改造部署5G，不具備改造升級(jí)條件的則需通過新建一套無(wú)源分布系統(tǒng)或廣角漏纜部署5G。

2.3 居民區(qū)5G建設(shè)方案

2.3.1 別墅區(qū)

現(xiàn)網(wǎng)基本采用BBU+RRU小區(qū)覆蓋的方式，天線多采用草坪燈和路燈桿等美化天線。5G改造建議優(yōu)選5G室分信源饋入傳統(tǒng)分布系統(tǒng)方式。新建場(chǎng)景建議以美化微基站或宏蜂窩+美化天線擴(kuò)展的方式進(jìn)行覆蓋。

2.3.2 中高層居民區(qū)

中高層居民區(qū)一般有專門的室分系統(tǒng)覆蓋，現(xiàn)網(wǎng)基本采用BBU+RRU方式，針對(duì)板樓中高層居民區(qū)優(yōu)選射燈天線樓間對(duì)打方式，無(wú)法采用樓間對(duì)打或者結(jié)構(gòu)復(fù)雜的塔樓中高層居民小區(qū)采用傳統(tǒng)單路的方式。5G改造建議優(yōu)選5G室分信源饋入傳統(tǒng)分布系統(tǒng)方式。新建場(chǎng)景建議優(yōu)選4/5G共模的微站對(duì)打覆蓋方案，板式樓宇單側(cè)覆蓋即可，塔式樓宇需采用雙側(cè)進(jìn)行覆蓋。對(duì)于獨(dú)棟且結(jié)構(gòu)復(fù)雜無(wú)法安裝桿站的高業(yè)務(wù)需求商住樓，可優(yōu)選分布式皮基站外接DAS方式[6]。

2.3.3 低層居民區(qū)

多棟低層居民區(qū)主要使用宏站覆蓋，輔以小微站進(jìn)行補(bǔ)盲。部分采用室外光纖分布系統(tǒng)覆蓋地下室等密閉區(qū)域，5G改造建議在周邊5G宏站覆蓋基礎(chǔ)上局部輔以桿、微站補(bǔ)充覆蓋。新建場(chǎng)景優(yōu)選5G宏站覆蓋，不專門針對(duì)多層居民小區(qū)進(jìn)行5G室分覆蓋。

2.3.4 城中村

城中村優(yōu)先使用宏站進(jìn)行覆蓋，在規(guī)則排列的房屋中可使用室外光纖分布系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)盲，對(duì)于不規(guī)則排列的房屋使用小微站進(jìn)行補(bǔ)盲。天線主要安裝于建筑物外墻，對(duì)該區(qū)域建筑物低層進(jìn)行覆蓋。5G改造建議在周邊5G宏站覆蓋基礎(chǔ)上局部輔以小微站補(bǔ)充覆蓋。新建場(chǎng)景原則上無(wú)城中村的5G新建場(chǎng)景需求[7]。

2.4 交通干道5G建設(shè)方案

2.4.1 隧道外部分

交通干線中高速、鐵路等行車速度較公路快，為保證覆蓋，其組網(wǎng)方式也有所不同。交通干道組網(wǎng)方式及優(yōu)缺點(diǎn)如表1所示。

表1 交通干道組網(wǎng)方式及優(yōu)缺點(diǎn)

站點(diǎn)應(yīng)沿交通干道呈線狀分布，以實(shí)現(xiàn)覆蓋距離最大化，并形成清晰的鏈狀主覆蓋小區(qū)，從而提高小區(qū)選擇/重選及切換性能。

直道場(chǎng)景的站點(diǎn)盡量交錯(cuò)分布于交通干道兩側(cè)，呈“之”字形分布（見圖3），以避免單側(cè)覆蓋所形成的障礙物盲點(diǎn)，減少穿透損耗，使車廂內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋更加均勻。彎道場(chǎng)景的站址盡量選在交通干道彎曲曲線的內(nèi)側(cè)（見圖4），同時(shí)采用寬波瓣天線，以保證對(duì)車體的有效覆蓋。且由于入射角較小，使得穿透損耗亦較小，多普勒頻偏亦會(huì)變小。

圖3 直道場(chǎng)景基站設(shè)置示意圖

圖4 彎道場(chǎng)景基站設(shè)置示意圖

原則上利舊站或新建站的主設(shè)備均采用CU/DU+AAU形式，其中AAU采用64T64R形態(tài)，CU/DU安裝在集中機(jī)房、機(jī)柜內(nèi)。表2為四川高鐵基站5G宏站典型設(shè)備的功耗、質(zhì)量以及尺寸等情況表，建設(shè)基站時(shí)需詳細(xì)勘察，充分核算，以便滿足5G基站的桿塔負(fù)荷與電源等。

表2 5G宏站典型設(shè)備情況表

2.4.2 隧道內(nèi)部分

隧道內(nèi)覆蓋可采用天線覆蓋和泄漏電纜覆蓋兩種方案，高速、公路、鐵路的方案比較如表3所示。

表3 隧道覆蓋方案表

為節(jié)約資源，運(yùn)營(yíng)商在隧道內(nèi)共建共享，運(yùn)營(yíng)商設(shè)備通過POI合路后饋入泄漏電纜或合頻天線，鐵路隧道覆蓋方案如圖5所示，高速、公路隧道覆蓋方案如圖6所示。

圖5 鐵路隧道覆蓋方案示意圖

圖6 高速、公路隧道覆蓋方案示意圖

由于車速很快，交通干道切換設(shè)置尤為重要。隧道內(nèi)覆蓋與隧道外應(yīng)協(xié)同考慮，隧道內(nèi)與隧道外采用同小區(qū)信源。對(duì)于500 m以內(nèi)的短隧道，隧道內(nèi)外小區(qū)為同一小區(qū)，提供足夠的平滑切換區(qū)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)無(wú)縫覆蓋[8]。

長(zhǎng)隧道利用分布式基站進(jìn)行覆蓋，在隧道出口處增設(shè)場(chǎng)坪連接基站天線，讓隧道內(nèi)信號(hào)延伸至隧道外，使切換帶在隧道外，保持切換成功率[9]。

2.5 旅游景區(qū)5G建設(shè)方案

2.5.1 平原類景區(qū)建設(shè)方案

對(duì)于新建平原類景區(qū)5G覆蓋，建議利用原建筑作為天線掛載體，選用美化外罩或隱蔽安裝的模式，盡量減小對(duì)景區(qū)環(huán)境的影響。對(duì)于改造類，由于景區(qū)的流量相對(duì)平均分布的特點(diǎn)，建議采用更換合頻天線方式達(dá)到不增設(shè)更多天線的目的，盡量保持原建筑風(fēng)貌。5G AAU建議采用64T64R，CU/DU安裝在集中機(jī)房[10]。

2.5.2 山丘類景區(qū)建設(shè)方案

對(duì)于新建山丘類景區(qū)5G覆蓋，建議采用融入環(huán)境的模式，除可采用塔桅涂裝、纏繞涂裝以及美化樹等外，還可以利用景區(qū)環(huán)境中的景觀臺(tái)柱和觀景亭等資源掛載5G設(shè)備。對(duì)于改造類，在條件允許的情況盡量采用新增獨(dú)立的5G設(shè)備，部分站點(diǎn)原有抱桿不滿足安裝要求的，需將原有的網(wǎng)絡(luò)天線更改為合頻天線，在不增加抱桿設(shè)備的前提下安裝5G設(shè)備。

2.5.3 水域類景區(qū)建設(shè)方案

對(duì)于新建水域類景區(qū)5G覆蓋，建議選擇人群易聚集區(qū)附近新建室外宏站，水面附近建站嚴(yán)格控制天線的高度與俯仰角，可充分利用岸基周邊道路的路燈桿等資源。大型游輪覆蓋系統(tǒng)建設(shè)的思路是在整個(gè)船舶內(nèi)形成一個(gè)室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)，再通過寬帶衛(wèi)星鏈路實(shí)現(xiàn)通信。對(duì)于改造類，由于環(huán)境中有大量可利用社會(huì)資源，建議就近選擇新增5G AAU設(shè)備，原則上不建議采用合頻天線[11]。

3 結(jié) 論

5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)日益加快，各種場(chǎng)景特點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀差異較大，5G分場(chǎng)景的建設(shè)策略和建設(shè)方案的研究將為5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供思路和參考，有助于推動(dòng)運(yùn)營(yíng)商5G網(wǎng)絡(luò)低成本和高效率的建設(shè)進(jìn)程。