蘭州市中心城區5G通信基站規劃與城鄉規劃的結合

康立虎

（甘肅省城鄉規劃設計研究院有限公司，甘肅蘭州 730030）

1 研究背景

（1）通信基礎設施專項規劃與城鄉規劃的銜接。

以往的通信基礎設施專項規劃在與城鄉規劃銜接時，城市總體規劃、控制性詳細規劃均對通信局、通信管道等設施在規劃中予以空間落位，對通信基站的規劃尚未進行明確的空間規劃。5G對通信基站的設置提出了新要求，通信基礎設施專項規劃與城鄉規劃的銜接應進行適當優化調整。

（2）5G網絡與4G網絡的差異。

與4G網絡主要強調用戶峰值速率不同，5G關鍵性能指標更豐富，除用戶峰值速率外，還包括用戶體驗速率、連接數密度、端到端時延、流量密度和移動性等。5G需要大幅提高網絡部署和運營的效率，頻譜效率對比4G提升5～15倍，能效和成本效率提升百倍以上，5G具有更高的性能。

4G和5G對比如表1所示。

表1 5G與4G關鍵性能對比表

5G是現有的無線通信技術的升級，更強調用戶體驗速率。與4G相比，最大變化在于服務的對象從過去簡單的人與人之間的通信，增加了人與物、物與物之間的互聯，實現全連接，為萬物互聯創造了可能。

（3）5G網絡主要應用場景及行業應用。

國際電信聯盟ITU召開的ITU-RWP5D第22次會議上確定了未來的5G具有三大主要的應用場景，4G只有一個應用場景，差異如表2所示。

表2 5G與4G應用場景對比表

未來5G應用場景將包括智慧家庭、智能建筑、智慧城市、云工作、云娛樂、行業自動化、自動駕駛汽車等方面，改變人們的生產和生活方式。5G通信將對各類經濟領域產生直接影響，涉及農業、汽車制造、建筑、能源電力、金融業、健康、生產制造、媒體、公共安全、零售與休閑服務、交通與物流、新興行業等。

（4）5G基站建設指導。

5G建網頻段較高，基站覆蓋范圍相對較小，5G的需求不斷增強。為了保證5G網絡的高速率和覆蓋需求，基站數量相比4G大幅度增加，數量將達4G的2～3倍，5G網絡還需要大量的集中式CU、DU設備機房資源。通常5G頻譜載頻帶寬為100 MHz時，采用子載波帶寬為30 kHz，設備功耗會增大，從目前試驗網數據獲得可知5G比4G基站功耗大4～5倍。

2 蘭州市中心城區站址資源現狀

截至2019年8月底，蘭州市中心城區通信基礎設施共有可用的存量通信塔類站址6 342個，以20 m及以上地面通信塔（占比約45.7%）、20 m以下簡易通信塔（占比約36.3%）為主，如表3所示。

表3 現狀存量站址統計 單位：個

3 站址承載能力分析及建設總體要求

3.1 承載能力分析

（1）鐵塔空間資源緊張。

根據5G試驗網情況，5G基站AAU（主設備射頻拉遠單元+天線）在尺寸、重量方面較傳統天線有較大差異，對塔桅承載能力提出了更高要求，同時多家電信企業共享也對空間資源要求高。

天線尺寸：5GAAU（64T64R）寬度天線增加50%，長度較4G天線減少30%，AAU整體擋風面積約0.32～0.5 m2，較3G/4G等天面（天線+RRU）有一定降低。

天線重量：5GAAU重量增加，較4G增加約25%。

存量站址利舊：5G建網初期主要以現網同址疊加為主，現有基站存在多家運營商、多制式網絡（2G/3G/4G）并存的情況，特別是NSA（5G和4GLTE的聯合組網）建設階段，大量現網天線及RRU在桿塔上掛載，仍需新增5GAAU，對鐵塔承載力提出更高的要求。

（2）電源及配套壓力大。

5G宏站系統典型功耗約為3～5 kW，單系統功耗為4G單系統功耗的3～5倍，增加1套5G系統約需增加10 kVA外市電容量，因此對電源設備及配套設施影響較大。

預計遠期5G設備功耗可降至2.5 kW左右（4G設備功耗的2倍），對電源配套產生較大影響。

（3）室內覆蓋面臨挑戰。

根據5G大流量、低時延等業務特點，室內覆蓋將成為業務覆蓋重點，預計需求占比達70%，物業小區資源的儲備、獲取同時也是通信基礎設施建設的難點，因此5G樓宇內分布系統建設存在較大挑戰。

（4）社會資源需求量大。

隨著5G站址密度增大、設備微小型化，對公共資源的需求大幅增加，特別是路燈桿、監控桿、電力桿等也將納入5G共建共享利用范疇。

3.2 建設總體要求

基站站址選擇要求主要從無線電磁波傳播特性角度提出，主要包括站點具體位置，機房位置、通信塔桅位置、天線高度、天線方位角、供電、傳輸路由等內容。

規劃確定的站址為理想點位，具體建設時結合地形條件優化調整，實際位置與規劃位置偏差在R/4范圍內，城區調整范圍不大于50 m；郊區及鄉鎮調整范圍不大于100 m；農村調整范圍不大于200 m；基站選址應避免選取對網絡性能影響較大的區域；選址應充分考慮周圍近距離范圍內是否有建筑物遮擋、反射等因素。如城區，距基站80～100 m遠的高層建筑是防止頻率干擾的有力屏障；覆蓋高速鐵路的基站，一般情況下距離高速鐵路的水平距離在50～100 m；多系統基站射頻天線共址時注意水平和垂直隔離度要求。

站址規劃時應避免在廣電衛星站周邊過近設置5G基站，或借助現有建筑、地形地貌等在5G基站和衛星站間形成阻隔，通過對衛星地球站加裝濾波器等措施緩解干擾。

3.3 5G站址規劃與城鄉規劃的銜接

通信基礎設施專項規劃與城市總體規劃的銜接，為通信基礎設施的用地需求預留了空間，因通信基站占地面積小、數量大，其體落位在城鄉規劃銜接中始終未明確，因5G基站數量大規模增加，設備更新，對城鄉規劃銜接提出了更具體的要求。控制性詳細規劃作為城市開發建設的規劃條件，具體落實各項建設任務。5G通信基站規劃與城市控制性詳細規劃相銜接，為基站建設提供用地保障，落實建設任務。

4 蘭州市中心城區人口分布及網絡需求預測

蘭州市中心城區移動手機用戶占比較大，預測數據采用中國移動手機信令數據，基本能夠達到預測需求。城關區、七里河區與榆中部分區域人口密度較高，重要交通樞紐和大型商業移動用戶量大，網絡需求量大，如圖1所示。

圖1 蘭州市中心城區人口分布熱力圖

5 5G站址規劃及實施

結合蘭州市中心城區控制性詳細規劃，至2025年，蘭州市中心城區累計規劃5G基站9 755個，用地面積43 794 m2。

5G新型基礎設施的出現對通信基礎設施建設產生了巨大變化，通信基站能否順利落實決定了網絡建設的成敗，大規模通信基站的增加對城市用地提出了更高需求，但城市居民對新事物的接受需要通過政府宣傳等途徑解決。在國土空間規劃尚未組織編制詳細規劃階段時，建議在城市控制性詳細規劃中增加5G通信基站配建要求，保證5G網絡建設順利實施。

6 結語

落實國家建設現代化基礎設施體系的方針，加快5G網絡規模化部署，對城鄉規劃與通信基礎設施專項規劃的銜接提出了更高要求。本文基于5G網絡的需求，完善銜接蘭州市中心城區控制性詳細規劃，將5G基站具體落實到用地中，保障5G基站設施建設的空間落位，提高規劃的針對性和可操作性。