基于分布式基站的5G無線網絡規劃方案研究

韓 冰，梁亞飛

(中國通信建設集團設計院有限公司第四分公司，北京 100176)

0 引 言

5G時代的到來提高了5G網絡規劃的完善性，增強5G網絡建設的有效性是發揮5G通信功能的重要方法。與4G相比，5G網絡對基站建設的要求更高，所以網絡規劃人員應該在基站建設方面做好創新與完善。在實踐工作當中，分布式基站備受關注，強調分布式基站在5G網絡規劃當中的合理應用十分必要。

1 5G技術與分布式基站

1.1 5G技術的特點與優勢

5G技術是新一代寬帶移動通信技術，具有增強移動帶寬、海量機器類通信以及超高可靠低時延通信3類應用場景，能為實現人、機、物互聯提供保障[1]。5G技術的出現為進一步提高通信質效和強化移動互聯網服務能力奠定了基礎，可以讓用戶獲得更加良好的服務體驗。從應用角度來看，5G技術有著可靠性高、速率高以及時延低等特點和優勢[2]。

1.2 分布式基站的特點與優勢

分布式基站是一種環境適應性極強的網絡覆蓋類產品，主要服務于移動通信網絡，隨著通信技術的發展而豐富。與傳統宏基站相比，分布式基站實現了基帶處理單元（Base Band Unit，BBU）和射頻處理單元（Remote Radio Unit，RRU）的有效分離，還利用光纖完成單元連接，從而實現更為全面的網絡覆蓋，并推動移動通信網絡運行維護成本降低、使用效率提升[3]。在實際應用過程中，分布式基站展現出有效利用率高、覆蓋能力強、施工便利、網絡升級便捷以及研發成本低的優勢。

2 5G網絡規劃中的分布式基站應用路徑

基于分布式基站開展5G無線網絡建設方案規劃，必須明確5G無線網絡的建設要求和覆蓋需求，并且切實發揮分布式基站的特點和優勢[4]。當前，基于“BBU+RRU”打造5G無線網絡規劃方案是分布式基站的基本應用路徑，而其優化應用路徑則是在基本應用路徑的基礎上形成“BBU池”，為增強信號傳輸處理有效性奠定基礎[5]。

2.1 基本應用路徑

“BBU+RRU”方案是分布式基站在5G無線網絡規劃中最基礎的應用形式，其主要方式是在機房中放置BBU，在網絡覆蓋區域的鐵塔或遠端天面處放置RRU，然后讓二者以光纖相連（見圖1）。基于這種分布式基站應用模式，可滿足5G無線網絡的信號傳輸和覆蓋需求，能夠切實實現成本控制和傳輸優化。事實上，基于“BBU+RRU”的5G無線網絡規劃方案，利用分布式基站的特殊結構，打造了全新的5G網絡基站構建格局。在這種情況下，RRU能統一完成射頻濾波和放大，更可以有效開展變頻處理，切實提升頻譜利用效率，增強信號傳輸質量。而位于機房的BBU，則可以為提高智能信號傳輸效率和信息數據應用可靠性提供保障[6]。不過，這種規劃方案在運維成本、風控以及傳輸接入方面有著較高要求，所以使用環節需要重點關注運營商的服務能力和信息資源傳輸的有效性。

圖1 基于“BBU+RRU”的5G無線網絡規劃方案

2.2 優化應用路徑

為進一步增強分布式基站在5G無線網絡規劃當中的應用有效性，相關工作人員在“BBU+RRU”的基礎上，研發出“BBU池”方案。該方案當中，分布式基站結構依然包括BBU和RRU兩部分，但是在實踐中將實現基帶處理單元整合，如圖2所示[7]。這樣一來，能在5G無線網絡覆蓋范圍內共享基帶處理資源，大幅提升網絡資源的利用率和實用性。

圖2 基于“BBU池”的5G無線網絡規劃方案

從現實角度來看，基于“BBU池”的5G無線網絡規劃方案可以實現5G無線網絡的室內外協調覆蓋，保障區域內的話務均衡性，更有利于解決網絡業務量的潮汐效應[8]。此外，“BBU池”方案建設環節所需要的機房數量遠低于“BBU+RRU”方案，輔助機房運行的高能耗基礎設施數量也會隨之下降，網絡能耗以及基站運維環節的電能消耗和經濟成本都將減少。在實踐工作當中，“BBU池”方案的BBU機房應盡量選在基礎設施完善、安全性高、供電穩定且運維便捷的城區中心機房。當然，面對不同的應用場景，“BBU池”方案的BBU機房站址選擇也有著細微差異。但在實際作業環節，BBU機房選址必須秉承大容量、少局所以及易擴展思路，基于地理位置相鄰區域的BBU單元設置BBU資源池。選址位置的電源系統必須具有穩定性，且由市電供能，機房預留擴容位不得小于25 m2[9]。此外，5G無線網絡覆蓋范圍內的BBU池機房站址必須擁有傳輸資源擴容空間，且建筑的穩固性、耐久性以及安全性也必須符合國家標準。

3 分布式基站的建設要點

基于分布式基站的5G無線網絡規劃方案落實環節，最為重要就是分布式基站建設。雖然在不同規劃方案下分布式基站建設的機房數量要求不同，但是在機房選址、搭建以及運維方面兩者有著共通性[10]。事實上，以滿足5G網絡覆蓋需求、保障信號傳輸穩定性為目標的分布式基站建設要點如下。

3.1 機房建設

從分布式基站結構來看，機房是維持BBU穩定運行的主要載體，是最不可或缺的一部分。與傳統宏基站相比，基于分布式基站的5G無線網絡規劃環節無需建設RRU機房，但在建設BBU機房時仍然需要根據實際工作需要而做好選址工作。此時，基礎性BBU機房和“BBU池”方案下的機房選用具有明顯差別。需要注意的是，BBU機房可在原有機房基礎上優化完善，而RRU無需機房放置也不必配置配套設施，只需完成模塊化處理并實現靈活組網即可。

3.2 電能驅動

供電是分布式基站建設環節極為重要的一環，電力供應穩定性越高，越有利于提高5G無線網絡信號傳輸質量。通常來說，為基于分布式基站的5G無線網絡供電時，相關工作人員會設計一體化RRU供電模式，為提高供電穩定性和便捷性提供保障[11]。在實踐中，RRU的放置位置較為靈活，而無論是在室內還是室外只需使用動態電壓方式即可供電，不需要選用專業配套供電系統，所以基于分布式基站5G無線網絡的電能供應成本也將大幅降低。對于BBU機房而言，供電環節必須保證機房整體用電電壓的穩定性，且需配置電磁卡，以免因驟然停電而引發通信癱瘓。

3.3 傳輸接入

基于分布式基站的5G無線網絡覆蓋區域，大多以PTN和IPRAN模式實現數據傳輸。當然由于BBU與RRU通過光纖連接，因此也可利用光纖傳輸數據信息[12]。光纖傳輸不僅有著極高的可靠性、安全性以及準確性，而且信息輸入與輸出的時效性也極高，能夠切實滿足實時傳輸要求。需要注意的是，設置傳輸接入部分時相關工作人員必須從實際出發，充分考量BBU的集體需求，并結合成本控制要求和運維要求，完成傳輸設備選型。

4 結 論

基于分布式基站的5G無線網絡規劃方案符合5G技術特點和應用需求，能夠為構建無線網絡提供保障，是信號傳輸技術有效應用的可行性路徑。規劃5G無線網絡建設方案時，相關工作人員應該重點關注信號傳輸方面的接入配置以及電源配置和機房需求，著力構建適用于密集城區、大型公共場館、校園等場景的分布式基站或“BBU資源池”。