三大運營商該如何建5G基站？大唐移動專家支招

本刊記者|黃海峰

新的業務需求給5G網絡帶來了新挑戰，需要基站支持超大容量、超高速率傳輸，通過大規模天線、大帶寬、高階調制、超密集組網等關鍵技術提升網絡容量。

2018年被認為是5G預商用元年，三大運營商在多個城市建設5G基站進行試點。運營商將部署宏基站、小基站等多種形態的基站。其中小基站或將成為5G規模建設的關鍵。近期，美國甚至出臺政策，加速5G小基站部署步伐。

與此同時，運營商此次試點不但對設備基本性能、5G覆蓋能力等方面進行組網驗證，還要在2018年底，與垂直行業共同創新探索新的服務。此外，由于5G將建設在中高頻段，所以運營商需要更多的基站來實現覆蓋——這會大大增加運營商成本壓力。

在此背景下，大唐移動正積極參與到運營商基站建設試點中，已為運營商提供了諸多建議。就當前我國5G基站如何組網、如何低成本建設等話題，通信世界全媒體記者采訪了大唐移動移動通信事業部副總工程師王利。

5G試點建網啟動，但面臨挑戰

早在2016年，我國就開始進行了5G相關的技術試驗。2017年12月3GPP R15 NSA標準確定，三大運營商也相繼開始了不同城市的試點建網計劃。

中國移動計劃在武漢、杭州、上海、蘇州、廣州5座城市開啟5G網絡外場測試，在今年內將會在5座城市內各建立超100個5G基站。中國電信將會為成都、雄安、深圳、上海、蘇州、蘭州六座城市和地區開展5G網絡相關測試。中國聯通也在上海、重慶等城市開展外場測試。

另外我國發改委也規劃了每運營商12個城市，共500站的業務應用示范網建設目標。

按照規劃，2018年，運營商將深入開展5G建設的試驗，對設備基本性能以及5G覆蓋能力等方面進行組網驗證。到2018年底，運營商將與垂直行業共同創新探索新的服務。2019年，運營商將爭取實現部分城市的試商用，2020年實現5G重點城市的商用。

對此，王利介紹，大唐移動正積極跟蹤運營商在5G研究、試驗方面的需求，推出相應的基站產品，參加部分城市的試驗網建設，幫助運營商完成2018年的外場試驗計劃，并幫助運營商加速5G網絡和應用商用。

5G時代業務與4G有很大不同，對基站提出了更多要求，這就給運營商的建網帶來巨大挑戰。眾所周知，3GPP定義了5G的三大業務場景，即eMBB移動寬帶增強、mMTC大規模物聯網、uRLLC超高可靠超低時延通信。

5G的用戶流量需求主要集中在eMBB場景，一方面，5G要滿足高清視頻、VR、AR、云游戲、超高清/全景直播等高速率業務體驗；另一方面，對于流量密集等熱點區域，除了要為單個用戶提供極高的數據傳輸速率，還要滿足整個網絡的高流量密度需求，主要包括辦公室、密集住宅、密集街區、校園、大型集會、體育場、地鐵等區域。

新的業務需求給5G網絡帶來了新挑戰，需要基站支持超大容量、超高速率傳輸，通過大規模天線、大帶寬、高階調制、超密集組網等關鍵技術提升網絡容量。

新需求“點亮”小基站與超密集組網

5G網絡建設前要考慮清楚網絡覆蓋的架構。王利表示，5G網絡架構仍可以考慮三層網絡覆蓋思路，首先通過宏站進行連續覆蓋，采用Massive MIMO技術，提高頻譜效率，滿足用戶基本體驗；其次對于熱點區域，可以采用小基站部署；最后對于室內大容量需求，可以考慮室分系統提供覆蓋和容量需求。

5G將更多部署在高頻段。要知道頻率越高空間損耗越大，覆蓋范圍下降。為了提高高頻段的覆蓋能力，5G引入了大規模天線陣增強覆蓋，但同時使AAU的體積、重量、功耗有所增加，對室外宏基站的站址選擇、工程實施和機房建設提出了更高的要求，導致施工成本上升。

根據目前的仿真結果，王利建議，基站側采用大規模天線陣、終端采用上行雙發、HPUE等技術。當3.5GHz NR與現網LTE共站部署時，在考慮一堵墻的室內覆蓋的情況下，下行邊緣速率相比TD-LTE仍可提高5倍以上。上行邊緣速率可與TD-LTE的F頻段相當，即3.5GHz在不增加站點的情況下，復用LTE站間距獨立組網能夠保證覆蓋連續性和基本用戶體驗。

而對于室內深度覆蓋或特定熱點區域，運營商可以考慮采用小基站、超密集組網等技術進行容量補充。

未來對于5G高流量密度需求，運營商還可以考慮毫米波、超密集組網等技術。一個好消息是，未來CU/DU分離架構使同CU內的小區更方便交互信息，鄰區協作可以在CU內高效執行，有利于降低小基站的干擾。

根據IMT-2020推進組分析，超密集組網將是滿足2020年以及未來移動數據流量需求的主要技術手段?！俺芗M網通過更加‘密集化’的無線網絡基礎設施部署，可獲得更高的頻率復用效率，從而在局部熱點區域實現百倍量級的系統容量提升?！蓖趵f。

5G時代，小基站或迎來建設爆發期

從目前情況看，小基站將成為5G時代的熱點。5G時代由于頻段高，無線信號的傳播損耗大，宏基站站址建設已接近飽和，繼續增加存在困難，因此無論是室外還是室內單靠宏基站覆蓋會造成更多的覆蓋盲點；而且，隨著用戶對無線數據的需求飛速增長，用小基站進行熱點區域容量的提升也是最可行的方案之一。

“5G時代由于頻段高，會造成更多的覆蓋盲點，同時，5G業務對大帶寬的需求，會形成局部熱點高容量的補熱場景。小基站相對于宏基站來說，部署的便捷性很高，成本較低，可以快速開通，形成補盲補熱的能力。”王利說。

什么是小基站？王利介紹，小基站可從功率上分為微基站和皮基站。微基站的功率一般在1W以上，多用在室外補充覆蓋盲點和增加容量的熱點區域；其中在居民區或者街巷中用的微RRU功率一般在20W以下，體積更小，而新出現的燈桿站功率相對較大，用于道路以及沿街建筑物的覆蓋。而皮基站功率在1W以下，用于室內熱點區域的覆蓋。

王利估計，三大運營商在室外應用的微基站部署量已經超過了70萬個，而室內應用皮基站應用量已達150萬個以上。

但是有人提出疑惑，小基站部署能否承擔起5G毫米波頻段的高速率傳輸任務？王利認為，毫米波由于頻段更高，傳輸損耗很大，其應用主要是在一些容量需求非常大的室內或室外熱點區域。在這樣相對離散的熱點區域，小基站是更加可行的產品形態，未來將在指數級增長的無線數據業務中扮演重要角色。

事實上，我國三大運營商均在加大小基站的建設力度，而主流設備商也陸續推出相關產品。近期有消息顯示，美國也重視小基站建設，要減少小基站的選址審查。

王利表示，在4G的小基站部署過程中，由于流程和實施的問題，在一定程度上影響了小基站的快速部署及發展。美國FCC采用減少小基站的選址審查的目的，是確保美國在5G移動技術領域的領先地位。美國通過減少小基站部署的流程，加快部署的節奏，更加發揮小基站快速、簡潔的優勢，推動整個小基站產業的發展。

“相同覆蓋區域下，小基站的部署相對于宏基站和傳統的室分，成本是相對比較高的。所以，在一段較長的時間內，小基站部署將是按需建設、逐漸增加的過程?！闭劶靶』臼欠駮唐趦缺l，王利如此表示。

實現5G成本和連續覆蓋的平衡

目前許多運營商達成共識，只有網絡連續覆蓋才能充分體現5G的價值，讓消費者切實感受到5G技術進步所帶來的感知提升，讓5G與垂直業務結合更緊密。

“未來的5G應該是多層網絡架構、宏微協同的網絡，采用多種形態的基站和覆蓋技術，實現5G網絡覆蓋。”就如何減少5G建網成本，王利說。

在室外宏覆蓋方面，王利建議運營商充分考慮不同場景多天線的使用情況，針對密集城區、一般城區，通過64TR天線，增強覆蓋能力，獲取多流增益。并且，64TR具有垂直方向的賦形能力，對于高樓覆蓋更具優勢。在郊區和農村等場景下，王利建議運營商采用16TR天線減少投資成本。

在室內覆蓋方面，預計5G時代70%以上的流量貢獻將來自室內場景。由于傳統室分系統高頻段演進存在一些問題，王利建議在新建高流量價值區域，直接進行多模數字室分的部署，減少重復投資，提供室內用戶高標準的業務體驗；在中低流量價值區域，考慮通過對現有室分系統進行升級或改造方式提供5G業務能力；在低價值區域，考慮在現有2.3GHz頻段重耕支持5G覆蓋。