5G網絡建設策略與分場景建設方案探討

李 揚

（中國鐵塔股份有限公司 達州市分公司，四川 達州 635002）

0 引 言

5G網絡商用以來，我國5G網絡建設加快推進，已初步建成全球最大規模的5G移動網絡。截止2021年3月底，5G基站數量將達到8.19×105個，獨立組網模式的5G網絡覆蓋到所有地級市，5G賦能行業效果逐步顯現[1]。

1 5G網絡建設策略分析

1.1 總體策略

隨著5G網絡的建設推進，縣城和鄉鎮等也將陸續完成5G建設。不過，5G并不會像4G一樣進行全國范圍內的無縫覆蓋，而是主要針對人口密集地區進行熱點覆蓋。此外，針車聯網等行業應用需求場景區域，實施按需覆蓋。簡而言之，5G的建網策略是結合業務需求和行業應用發展，按需進行網絡建設。

目前，大中型城市區域絕大部分的室外宏站都已掛載了5G AAU天線。接下來，運營商將會在寫字樓、商場以及政府機構等人員密集區域，加強5G室分的建設并提升覆蓋深度。所以從覆蓋場所來看，5G的下一步重點目標是將從室外轉向室內。

1.2 各運營商5G網絡建設策略

1.2.1 中國電信和中國聯通5G建設策略

一是基于場景的頻率策略。加速推進2G、3G網絡的減頻退頻，推進頻率重耕用于5G網絡。充分發揮雙方共建共享頻率資源帶來的中頻段大帶寬的優勢，重耕中頻FDD頻率，優先重耕2.1 GHz頻段，適時重耕1.8 GHz，高低頻協同打造差異化網絡，力爭覆蓋、速率更好。

二是基于場景的設備選型策略。分場景結合覆蓋性能和容量性能進行設備選型組合，兼顧容量和覆蓋，多種設備形態構造分層次網絡，各場景設備選型如下[2]。

（1）密集城區以3.5 GHz 64T64R為主，2.1 GHz 4T4R作為深度覆蓋延伸及上行容量補充[3]。（2）一般城區根據網絡容量需求和建筑物高度，按需選用3.5 GHz 32T32R或64T64R設備，2.1 GHz作為上行容量補充及深度覆蓋延伸[4]。（3）發達市縣或者縣城核心區以3.5 GHz 32T32R為主，2.1 GHz 4T4R作為上行容量補充及深度覆蓋延伸。（4）一般縣城、鄉鎮采用2.1 GHz 4TR設備為主，3.5 GHz設備按需作為容量補充。（5）室內覆蓋初期重點聚焦高價值樓宇和品牌區域建設，對于內部隔斷少和較為開闊的場景，優先采用3.5 GHz數字化室分，網絡容量大，用戶體驗佳。對于內部隔斷較多場景，優先采用3.5 GHz數字化室分（可外接天線型）+無源天線，降低建設成本。對于中低價值樓宇，后續可考慮采用2.1 GHz重耕（合路現有DAS）、小微站以及中低成本數字化室分設備等進行建設，進一步降低部署成本。

1.2.2 中國移動和中國廣電5G建設策略

（1）基于場景的頻率策略。公網頻率使用方案中2.6 GHz是5G的主力頻段，覆蓋相同面積時，4.9 GHz基站的建設規模是2.6 GHz的3.1倍，且2.6 GHz端到端支持情況優于4.9 GHz。4.9 GHz是大網的容量補充，其覆蓋能力較弱，產業鏈不是很成熟。考慮到4.9 GHz頻段的100 MHz帶寬有利于未來提升系統容量，因此未來可作為容量補充[5]。此外，室內外同頻組網時，5G室內外頻段均使用2 515～2 615 MHz，采用室內外同頻組網。

垂直行業頻率使用方案中，鑒于2.6 GHz基站能力富余，且4.9 GHz產業還不成熟，原則上復用2.6 GHz公網基站以網絡切片方式滿足政企客戶專網需求，嚴格控制4.9 GHz獨立頻率建設。對于同時存在個人市場覆蓋需求的場景，需要根據垂直行業客戶的性能需求、業務隔離性及可靠性等需求，選擇2B基站和2C基站的共享方案。如果垂直行業客戶無特殊要求，2C基站也能滿足垂直行業需求，則完全復用2C基站；如果垂直行業客戶性能要求較高，2C基站無法滿足，可按需在2C基站基礎上增補站點或新建，2B和2C復用基站；如果垂直行業對隔離性和可靠性有較高要求，如高等級工廠等，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，優先選擇BBU/板卡專用RRU共用方案。

（2）基于場景的設備選型。室外覆蓋以2.6 GHz宏基站產品為主，分場景選擇64通道、32通道以及8通道宏基站產品建設。其中，64通道產品用于樓高超過30 m或CBD高校等高容量需求區域，32通道產品用于樓高低于30 m或容量需求不高的市縣城區，8通道產品用于施工較困難站址。對于室內覆蓋，如果有源設備造價與傳統室分價格接近，則新建場景全部采用分布式基站，其中高容量區域采用4通道分布式基站，中低容量區域采用2通道分布式基站。對已有室分系統優先通過饋入5G信源方式實現5G信號覆蓋，對于高流量和高價值的重要場景以及已有室分系統無法實施改造或改造代價過大等情況，可建設分布式皮基站。

2 5G網絡分場景建設方案

2.1 商務樓宇5G建設方案

采用無源分布或廣角漏纜+有源微站（LampSite/Qcell）對商務樓宇進行5G覆蓋。

2.1.1 單運營商獨建

單運營商獨建時，首先使用異頻合路器加無源分布系統的建設方案進行5G基礎覆蓋，其次對商業百貨中心的購物區、餐飲區、電影院，商務寫字樓的大廳、會議室，酒店賓館的會議室、報告大廳等高容量話務、數據業務區域新增有源微站，通過PRRU遠端+外接天線方式吸熱補盲，分擔部分容量、話務和數據業務。

2.1.2 多運營商共享建設

當兩家或以上運營商共享建設5G室內網絡時，建議采用標準5G POI加無源器件及天線或廣角漏纜的方案進行網絡建設。電信聯通5G系統雖共享一張網，但3G、4G系統仍需獨立部署，因此仍需按兩家運營商建網進行方案選擇。運營商當前接入的系統可能僅使用部分POI端口，剩余端口可作為未來新增運營商或系統擴容預留，多運營商共享接入無源分布系統組網如圖1所示。

圖1 多運營商共享接入無源分布系統組網圖

2.2 交通樞紐、大型場館5G建設方案

客運站、機場、大型場館按照5G業務需求劃分成高流量場景、中流量場景以及低流量場景等多個子模塊覆蓋區域。

2.2.1 高流量場景

客運站的售票大廳、候車室，機場的值機大堂、候機廳、VIP休息室、候機島連廊、到達廳，體育館的環形看臺區，會展中心的主館區等高流量場景需通過有源微站吸納高話務和高數據業務。體育館、會展中心，單體面積大，空間跨度大，因PRRU頭端設備覆蓋范圍受限，可采用PRRU+外接天線的覆蓋方式（此類建設場景不建議通過改造舊分布系統來部署5G）。

2.2.2 中流量場景

客運站的辦公室，機場的辦公區，較大場館的健身房、辦公區、VIP休息區、媒體區、餐廳等中流量場景，采用無源分布或廣角漏纜，通過小區裂分的方式即可滿足5G業務需求。小區動態分裂示意如圖2所示，初期5G業務偏低，優先保障基礎覆蓋兼顧容量，后期5G業務需求增高，按需動態小區裂分，實現容量最大化。

圖2 小區動態裂分示意圖

存量站點5G改造，需優先評估舊分布系統是否滿足小區裂分要求，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部署5G。

2.2.3 低流量場景

停車場、設備間以及電梯等低流量場景，采用無源分布或廣角漏纜即可滿足5G業務需求。具備改造條件的，通過改造部署5G，不具備改造升級條件的則需通過新建一套無源分布系統或廣角漏纜部署5G。

2.3 居民區5G建設方案

2.3.1 別墅區

現網基本采用BBU+RRU小區覆蓋的方式，天線多采用草坪燈和路燈桿等美化天線。5G改造建議優選5G室分信源饋入傳統分布系統方式。新建場景建議以美化微基站或宏蜂窩+美化天線擴展的方式進行覆蓋。

2.3.2 中高層居民區

中高層居民區一般有專門的室分系統覆蓋，現網基本采用BBU+RRU方式，針對板樓中高層居民區優選射燈天線樓間對打方式，無法采用樓間對打或者結構復雜的塔樓中高層居民小區采用傳統單路的方式。5G改造建議優選5G室分信源饋入傳統分布系統方式。新建場景建議優選4/5G共模的微站對打覆蓋方案，板式樓宇單側覆蓋即可，塔式樓宇需采用雙側進行覆蓋。對于獨棟且結構復雜無法安裝桿站的高業務需求商住樓，可優選分布式皮基站外接DAS方式[6]。

2.3.3 低層居民區

多棟低層居民區主要使用宏站覆蓋，輔以小微站進行補盲。部分采用室外光纖分布系統覆蓋地下室等密閉區域，5G改造建議在周邊5G宏站覆蓋基礎上局部輔以桿、微站補充覆蓋。新建場景優選5G宏站覆蓋，不專門針對多層居民小區進行5G室分覆蓋。

2.3.4 城中村

城中村優先使用宏站進行覆蓋，在規則排列的房屋中可使用室外光纖分布系統進行補盲，對于不規則排列的房屋使用小微站進行補盲。天線主要安裝于建筑物外墻，對該區域建筑物低層進行覆蓋。5G改造建議在周邊5G宏站覆蓋基礎上局部輔以小微站補充覆蓋。新建場景原則上無城中村的5G新建場景需求[7]。

2.4 交通干道5G建設方案

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，其組網方式也有所不同。交通干道組網方式及優缺點如表1所示。

表1 交通干道組網方式及優缺點

站點應沿交通干道呈線狀分布，以實現覆蓋距離最大化，并形成清晰的鏈狀主覆蓋小區，從而提高小區選擇/重選及切換性能。

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

圖3 直道場景基站設置示意圖

圖4 彎道場景基站設置示意圖

原則上利舊站或新建站的主設備均采用CU/DU+AAU形式，其中AAU采用64T64R形態，CU/DU安裝在集中機房、機柜內。表2為四川高鐵基站5G宏站典型設備的功耗、質量以及尺寸等情況表，建設基站時需詳細勘察，充分核算，以便滿足5G基站的桿塔負荷與電源等。

表2 5G宏站典型設備情況表

2.4.2 隧道內部分

隧道內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

為節約資源，運營商在隧道內共建共享，運營商設備通過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，交通干道切換設置尤為重要。隧道內覆蓋與隧道外應協同考慮，隧道內與隧道外采用同小區信源。對于500 m以內的短隧道，隧道內外小區為同一小區，提供足夠的平滑切換區，實現信號無縫覆蓋[8]。

長隧道利用分布式基站進行覆蓋，在隧道出口處增設場坪連接基站天線，讓隧道內信號延伸至隧道外，使切換帶在隧道外，保持切換成功率[9]。

2.5 旅游景區5G建設方案

2.5.1 平原類景區建設方案

對于新建平原類景區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，盡量減小對景區環境的影響。對于改造類，由于景區的流量相對平均分布的特點，建議采用更換合頻天線方式達到不增設更多天線的目的，盡量保持原建筑風貌。5G AAU建議采用64T64R，CU/DU安裝在集中機房[10]。

2.5.2 山丘類景區建設方案

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

2.5.3 水域類景區建設方案

對于新建水域類景區5G覆蓋，建議選擇人群易聚集區附近新建室外宏站，水面附近建站嚴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。大型游輪覆蓋系統建設的思路是在整個船舶內形成一個室內覆蓋系統，再通過寬帶衛星鏈路實現通信。對于改造類，由于環境中有大量可利用社會資源，建議就近選擇新增5G AAU設備，原則上不建議采用合頻天線[11]。

3 結 論

5G網絡的建設日益加快，各種場景特點和網絡現狀差異較大，5G分場景的建設策略和建設方案的研究將為5G網絡建設提供思路和參考，有助于推動運營商5G網絡低成本和高效率的建設進程。