5G通信傳輸網絡規劃措施

杜景付

（中國移動通信集團吉林有限公司 長春分公司，吉林 長春 130000）

0 引 言

在對5G傳輸網絡進行規劃的過程中，相關單位和技術人員一定要明確其目前所面臨的主要挑戰，然后再制定合理的規劃，包括5G傳輸網絡的覆蓋規劃、站址選擇規劃以及仿真規劃等。通過這樣的方式，有效確保5G傳輸網絡規劃的合理性，滿足其實際應用需求，并為其后續的發展預留足夠空間。

1 5G網絡技術主要特征概述

5G網絡是以4G網絡為基礎發展而來的一種新型移動傳輸網絡形式。相較于4G網絡而言，5G網絡可以充分滿足各個線路中用戶各種設備之間的網絡傳輸與溝通需求，進而讓用戶的無線設備之間實現更加便捷可靠的連接。同時，5G傳輸網絡也可以讓空閑網絡得到最大化應用，顯著提升空閑網絡資源的利用率，讓資源分配更加合理，減少網絡資源浪費[1]。5G技術憑借著規模大、速度快、效率高等諸多特點，已經在社會生產生活中充分發揮出了優勢，并為用戶提供了較好的移動通信網絡應用體驗。基于此，為實現5G網絡技術的良好應用，相關單位需要對其進行合理規劃，以此來全面滿足不同地區、不同用戶的實際應用需求[2]。圖1為5G網絡架構示意圖。

圖1 5G網絡架構示意圖

2 5G傳輸網絡規劃中主要面臨的挑戰

2.1 新業務方面的挑戰

目前，圍繞用戶實際業務體驗的5G網絡建設已經在行業中達成了共識，Deo Coverage等各種網絡建設體驗方法都已經開始廣泛應用到了商用網絡中。在以用戶實際業務體驗目標為基礎進行5G傳輸網絡建設的過程中，如果將體驗類型作為依據，可將其需求劃分為增強移動寬帶（enhanced Mobile BroadBand，eMBB）、海量物聯（massive Machine Type Communication，mMTC）以及超高可靠超低時延通信（Ultra Reliable & Low Latency Communication，URLLC）[3]。但是在目前的5G網絡規劃與建設中，對于5G傳輸網絡新業務在可靠性與延時性等方面的實際體驗需求，依然不具備足夠科學全面的評估、規劃以及仿真方法。由此可見，5G傳輸網絡在新業務方面的規劃面臨很大挑戰。

2.2 新空口協議方面的挑戰

目前5G網絡的新空口協議已經開始朝著標準化的方向發展，且其基礎框架和關鍵候選技術也開始逐漸明確，例如基礎波形、信道編碼、空分復用、靈活雙全雙工以及多址接入等。在傳統的移動網絡規劃中，Massive MIMO規劃方法主要是對移動網絡中的扇區級寬波束加以改變；Full Duplex/Flexible Duplex規劃方法則是對移動網絡中的上行頻率以及下行頻率靜態配置加以改變。而在5G網絡規劃中，為實現不同區域或不同小區中上下行業務適配性的良好保障，避免其不對稱問題，需要引入Full Duplex/Flexible Duplex，以此來為不同區域或不同小區中的上下行業務提供支持，并根據其實際需求來進行上下行時隙配比的合理選擇[4]。此外，在對5G網絡進行規劃的過程中，新空口協議方面也是一項重大挑戰。

3 5G傳輸網絡主要規劃措施分析

3.1 5G傳輸網絡覆蓋規劃

3.1.1 5G傳輸網絡覆蓋區域規劃

在初期進行5G網絡建設的過程中，主要滿足的業務需求是eMBB，在對其網絡進行規劃的過程中，需要對現有的網絡熱點業務區域進行分析。對于熱點業務區域，可借助于已有的4G小區流量等數據來進行數據業務密度地圖的制作。在對這種業務進行分析的過程中，其分級方法主要有兩種。一種是將已有標準作為基礎的絕對值分級法，例如一級是在20 GB及以上、二級是在10～20 GB、三級是在5～10 GB、四級是在2.5～5 GB以及五級是2.5 GB及以下；另一種是將平均值作為基礎的相對值分級法，例如一級為4×平均值、二級為2×平均值、三級為1×平均值、四級為0.5×平均值、五級為0.25×平均值[5]。

3.1.2 5G宏站規劃指標

4G物理層內設置了一種小區參考信號（Cell Reference Signal，CRS），這種信號和用戶的業務速率及其接入性能之間的關系十分緊密，因此在4G網絡規劃中，RS-SINR以及RSRP是其主要的規劃指標。而在5G物理層中，則不再對CRS信號進行應用，而是應用了CSI-RS等信號來對其業務性能及網絡覆蓋進行權衡。其中，SS-SINR信號、SS-RSRP信號均存在于連接態以及空閑態，而CSI-SINR信號、CSIRSRP信號僅存在于連接態[6]。在具體建設中，建議對SS-SINR信號和SS-RSRP信號加以合理應用。具體規劃中，解決方案需面向獨立組網，這樣才可以有效避免后續頻繁的大型網絡結構調整。對于eMBB場景方面的實際業務需求，其2.6 GHz室外分場景連續覆蓋規劃標準如表1所示。

表1 5G網絡eMBB場景2.6 GHz室外分場景連續覆蓋規劃標準

具體規劃中，應選擇192陣子、64通道的天線，其頻率為2.6 GHz、帶寬為100 MHz、發射功率為200 W。在5G網絡中，概念同步信號和PBCH塊（Synchronization Signal and PBCH Block，SSB）也具有時分波束掃描功能，其數值需要根據外場測試來加以驗證[7]。圖2為5G基站規劃框架示意圖。

圖2 5G基站規劃框架示意圖

3.1.3 干線SPN網絡規劃

在5G通信傳輸網絡規劃中，干線SPN規劃是一種創新型的規劃模式。具體規劃中，可通過兩種方式將SPN引入干線。

（1）OTN下掛SPN。在這種組網模式中，SPN設備可通過簡單拉遠的方式來達到上下層網絡之間的互通效果，實現業務傳輸設備端口的有效匯聚以及與業務的良好適配。對于GE以上的寬帶業務，則可以直接通過OTN來進行傳送，這樣不僅可以在充分滿足5G通信傳輸需求的基礎上實現干線的進一步簡化，同時也可以節約規劃建設成本。圖3為OTN下掛SPN網絡規劃示意圖。

圖3 OTN下掛SPN網絡規劃示意圖

（2）OTN和SPN相疊加。在該規劃模式中，SPN主要借助OTN波道來進行單獨組網，以此來實現中小型業務端口的良好匯集，并有效解決5G網絡規劃中的冗余需求。圖4為OTN和SPN相疊加形式的網絡規劃示意圖。

圖4 OTN和SPN相疊加形式的網絡規劃示意圖

3.2 5G傳輸網絡站址選擇規劃措施

3.2.1 5G傳輸網絡站址工參核查

選址工參核查就是對全量站址工參、設計圖紙以及三維電子地圖進行數據整理和比對審查，以此來實現站址工參的準確確定。因為5G網絡在初期的全網覆蓋目標是城區以及縣城，所以其工參核查范圍是省內的各個主城區、一般城區以及縣城，核查的基站包括現有的全部2G/4G宏基站和并未開通的新2G/4G宏基站。核查中，主要的核查內容包括掛高、經緯度、下傾角以及方向角。

對于屋面站，應將設計圖紙或竣工圖紙中的每一個小區天線在樓面上的安裝位置作為依據，借助仿真平臺對天線到建筑物上對應的樓宇、樓層和天面位置進行調整，并輸出修正之后的站點小區工參[8]。如果2G屋面站和4G共址，則需要將4G設計圖紙或竣工圖紙作為依據來進行小區方向角和經緯度的校準；如果2G屋面站為單獨形式，則應通過勘查來實現其天面信息的準確確定。

對于塔桅站，如果有基站數據庫，其工參核查則應以該數據庫為準；如果沒有，則需要以設計會審決定為準。對于其工參信息，需要根據基站中的維護優化數據來加以修正。對于存在疑問的站點，尤其是2G站點，一定要做好其天面信息的準確確定。

在站號規劃中，對于4G站點，需要進行平臺站號的集中規劃；對于2G站點，需要按照具體規范來進行站號編定。在共址站系統規劃過程中，其站號中間的6位編碼一定要一致。

對于方向角，規劃中需要將網優平臺基站中的數據庫作為基準，任意兩個小區之間的最小方向夾角應控制在60°及以下。對于不滿足這一條件的方向角，需做好核查確認，并將其改動數量控制在最小。

對于下傾角，需要將網優平臺中的數據基站作為基準，將不超過50 m掛高的小區下傾角設置在15°以內，如果不滿足這一條件，則需要做好核查確認；對于50 m以上掛高的小區下傾角，需要控制在20°以內，如果不滿足這一條件，則需要做好核查確認。

對于部分存在于城區的全向站，需要按照3小區定向站的方式進行處理，使其經緯度及其掛高不變，按照實際需求進行下傾角以及方向角的合理確定。

對于已經規劃但是尚未開通的4G站點，需要將集中規劃平臺中的數據作為基準，結合其數據庫的更新情況來進行共址站點剔除工作，并將相應的站點詳單輸出；對于已經規劃但是尚未開通的2G站點，需要將網優中心納入的2G可研究規劃詳表作為基準，將相應的共址站點剔除，并將站點詳單輸出。

3.2.2 5G傳輸網絡站址選用原則

在對5G傳輸網絡站址進行選用的過程中，考慮到TD-LTE網絡所具有的同頻組網特征，為有效防止因站址過近或過高導致的重疊覆蓋以及干擾問題，相關單位應按照以下原則來進行其站址選用。對于室外的宏基站，其天線掛高需設置在25～35 m，比周圍建筑高度平均值高出5～15 m[9]。基站站址分布和標準蜂窩結構之間的偏差不可超出基站之間間距的1/4，不可有超遠站或者是超近站的情況出現。其中，主城區基站間距應在250 m及以上，一般城區基站間距應在350 m及以上，縣城基站間距應在300 m及以上。

基站選用應針對全部站點，無論是已經開通的站點還是尚未開通的站點，都可選用。站點可根據具體的仿真情況來進行適當調整，其間距可向下調整50 m，掛高下限可為17 m，上限可為60 m。如果站址間距與實際要求不符，則可以將每兩個站點作為對象，按照網站點優選、新4G站點次選、新2G站點后選的原則進行選取，并將站高、站址間距等的差異作為依據，結合具體需求來進行站址的合理選擇。

3.3 5G傳輸網絡仿真規劃措施

3.3.1 5G傳輸網絡仿真基本參數配置

在目前的5G傳輸網絡規劃建設中，需要將2.6 GHz作為其首選頻段[10]。在具體的仿真實驗中，也應選擇2.6 GHz頻段。表2是某區域5G傳輸網絡仿真中獲得的基本參數配置。

表2 某區域5G傳輸網絡仿真中獲得的基本參數配置情況

3.3.2 5G傳輸網絡在2.6G頻段中的覆蓋性能分析

在對某城區5G傳輸網絡進行仿真的過程中，選擇的仿真區域面積為35 km2，共設置了303個站址，站間距為365 m。在2.6 GHz這一頻段內，4G網絡仿真覆蓋率為96%，5G網絡仿真覆蓋率為97%。由此可見，以現有的4G站址作為基礎來進行5G網絡規劃，其覆蓋率會比原來的4G網絡覆蓋率高。相較于4G網絡，5G傳輸網絡在2.6 GHz頻段中具有更好的覆蓋性能。

4 結 論

綜上所述，在對5G傳輸網絡進行規劃的過程中，相關單位和技術人員需要將原有的2G/4G基站作為基礎，通過相應的升級來實現5G網絡的合理規劃。在此過程中，相關單位一定要對其規劃原則與規劃方法加以深入研究，根據現有的2G/4G基站情況，結合5G傳輸網絡的實際建設與應用需求來進行覆蓋區域的合理規劃和站址的合理選擇。同時，為達到良好的規劃效果，相關單位需在規劃區域中做好仿真試驗，以此來實現基本配置情況與覆蓋性能的合理確定，進而為5G傳輸網絡規劃奠定堅實基礎。