5G無線網(wǎng)規(guī)劃部署的若干關鍵問題分析

曾慶博，鄧 雷

（中國通信建設集團設計院有限公司 第四分公司，河南 鄭州 450052）

0 引 言

現(xiàn)如今，人們在信息傳輸處理中要求達到高效率與低延時的效果。而5G技術的誕生，正可以適應網(wǎng)絡應用需求，能利用各類信息手段實現(xiàn)網(wǎng)絡布局，但如今在無線網(wǎng)的建設中還有缺陷。

1 5G無線網(wǎng)部署方式

5G能實現(xiàn)CU、DU以及RRU多種組合形式，按照各類部署方式可取得多種選擇。相關人員可按照無線網(wǎng)部署的場景與實際業(yè)務，在延時性等方面有差異化標準。例如，對于eMBB要求高速率與海量信息傳輸，需要確保無線網(wǎng)容量滿足基本傳輸量的標準。借助uRLLC能實現(xiàn)低延時與平穩(wěn)的信息傳輸處理。按照用戶端需求差異，CU和DU的部署方式也有不同，二者需盡量與RRU建立穩(wěn)定銜接，利用網(wǎng)關下移以及控制信息延遲，保障信息傳輸?shù)男剩硗庖材苓x擇集中部署，改善傳輸效果。以無線網(wǎng)運維的方面來說，能減少運維費用投入量，結合業(yè)務運用場景進行合理化拓展[1]。

2 5G無線網(wǎng)部署架構

網(wǎng)絡架構根據(jù)功能差異能分成4級，即接入級、區(qū)域級、匯聚級以及中心級。其中，接入級重點包含上文提到的CU和DU，前者安排于回傳網(wǎng)對應的接入層，也可以在匯聚層，后者接近用戶端，二者之間借助實現(xiàn)低延時的信息傳輸處理，貢獻出多點協(xié)作的效果。區(qū)域級則負責網(wǎng)關功能，關鍵是面對業(yè)務數(shù)據(jù)流，能安排在市級網(wǎng)絡，進行邊緣計算和局部控制等。匯聚級重點是控制面，牽涉到移動管理和用戶信息等，能根據(jù)需求安排在省級網(wǎng)絡中[2]。而中心級的運行核心在于管控與調(diào)度，可進行數(shù)據(jù)中心連接和功能編排等。5G無線網(wǎng)整體架構如圖1所示。

圖1 5G無線網(wǎng)整體架構

3 5G無線網(wǎng)規(guī)劃的具體建設

3.1 覆蓋規(guī)劃

在2.6G NR搭配100 Mb/s傳輸速率的帶寬條件下，用戶所能享用的傳輸速率一致，2.6G NR則展現(xiàn)出的覆蓋距離遠超過其余制式及頻段。2.6G NR 64TR上行速率1 Mb/s的條件下，其網(wǎng)絡覆蓋距離在233 m左右，而對應站間距是335 m，趨近于FDD1.8G的級別。對于eMBB業(yè)務，100 Mb/s速率的2.6G NR處于64TR模式中能和4G共地規(guī)劃，并實現(xiàn)上行1 Mb/s級別的淺層覆蓋。在初始的小區(qū)搜索中，UE假設的SS/PBCH塊周期為20 ms。SS/PBCH周期偏大能有效省去OFDM以及功率等多項資源的消耗量，而UE下行速率會有所下降，數(shù)據(jù)傳輸時間長。如果SS/PBCH周期偏短，勢必會增加無線網(wǎng)日常開銷，但同時UE速率會優(yōu)速提升，和下行保持同步。所以，應當綜合兩點折中選擇。

現(xiàn)實規(guī)劃中，結合基站情況確定SS/PBCH塊周期，如果宏基站的覆蓋距離偏大，而且連接用戶規(guī)模較大，則應選擇偏短的SS/PBCH周期，確保UE保持同步并高效接入。但如果是微基站覆蓋距離較小，連接用戶不多，則應選擇偏長的SS/PBCH周期，控制日常資源消耗。另外，也能結合服務需要確定周期，假設單一小區(qū)承載量少，而且對于延時性無過高要求的uRLLC業(yè)務，則能選擇偏短周期。相反，如果承載標準偏高，且延時性要求也高的mMTC場景，便需部署SS/PBCH長周期。

3.2 容量規(guī)劃

5G無線網(wǎng)的容量設置思路和LTE大致相同，但在鋪設期間，因為網(wǎng)絡建設前期會被覆蓋問題影響，無線網(wǎng)能達到的覆蓋廣度還較為有限，所以此階段工作重點需落在覆蓋方面，再處理容量部署[3]。在運行后期，逐漸擴大容量。

3.3 站址頁面

在規(guī)劃部署無線網(wǎng)中，應充分發(fā)揮各類服務資源的作用，加以合理匯總與運用，并注重無線網(wǎng)實際覆蓋距離及容量規(guī)模，以指導總體的部署建設。此外適當設置新的站點以保證所有站點能得到合理化應用，促使無線網(wǎng)更具可用性。具體來說，假設站點位置較為密集，此種現(xiàn)象通常出現(xiàn)在城區(qū)內(nèi)，無線網(wǎng)站點可控制在25～35 m內(nèi)的建設高度，而且下傾角的初始值應當按照廣播信號情況，以此為水平基準，角度設定成6°。這種物理結構設計可提高無線網(wǎng)的靈活性，尤其在和4G無線網(wǎng)共站的情況下，5G站點的角度能根據(jù)4G站點位置高度確定。而對于新增的站點部署，方位角盡量設定成0°、120°或240°[4]。

3.4 鄰區(qū)設置

在SA組網(wǎng)中，5G和4G鄰區(qū)部署基本相同，而在NSA組網(wǎng)中，錨點選擇4G，5G不必部署鄰區(qū)。在SA組網(wǎng)的形式中，各宏站間所采取的鄰區(qū)規(guī)劃原則是增添該站全部小區(qū)，均成為相應鄰區(qū)。按照附近網(wǎng)絡站點的部署狀況與信息傳輸處理要求，選擇處理方案。基于鄰區(qū)配置原則，將5G站點視為分割鄰區(qū)的基點，確定各分界出入口位置的網(wǎng)絡信號情況，以此為前提，挑選其中網(wǎng)絡信號相對更強的3～6個站點，分出若干區(qū)域[5]。此外，5G網(wǎng)絡也應進行室分，進一步確定鄰區(qū)。假設室分高層在窗邊的信號更強，則應適當選擇增添宏站小區(qū)至室分區(qū)域單項鄰區(qū)中。假設某點信號強度與宏站比較接近，則應把此站點規(guī)劃至宏站范圍內(nèi)的鄰區(qū)中[6]。

3.5 PCI規(guī)劃

5G NR PCI和LTE對比，主要有以下3點不同之處。（1）前者實際規(guī)模從原本的500個調(diào)整成千余個，降低了PCI沖突出現(xiàn)的頻率，并且復用距離更遠[7]。（2）在導頻時域內(nèi)導頻位置和PCI之間的關系無需特別考慮，前置導頻設置成Configuration Tyoel格式。用戶信道帶寬中，每個DMRS會與兩個RE搭配，導頻位置同樣和PCI無關，但和導頻序列有關，因此相鄰的小區(qū)應設置不同的PCI。（3）上行PUSCH信道及下行參考信號設置的導頻序列形成方法相同，都屬于Gold序列，同樣在規(guī)劃中只需保證各校區(qū)的PCI不同即可[8]。總體來說，5G NR PCI與LTE實際規(guī)劃方向大致相同，都需設置復用距離。換言之，需要防止從同一基站小區(qū)及鄰區(qū)不同電子裝置內(nèi)搜索到相同一個PCI，為盡可能規(guī)避上述問題，可適當調(diào)節(jié)室分與位置邊界等。

4 5G無線網(wǎng)部署的相關問題

（1）鐵塔資源相對偏少，限制抱桿不多，不利于無線網(wǎng)建設。對此，可將2G、3G、4G的此類資源進行整合，以省去占用空間，控制租用鐵塔的成本。（2）AUU設備自重在47 kg左右，遠超4G裝置，可能會引發(fā)抱桿負荷的問題[9]。對此，考慮5G無線網(wǎng)建設的特殊情況，在抱桿設定中需調(diào)整其直徑等，具體部署建設參數(shù)如表1所示。（3）AUU裝置體積在60 L左右，同樣遠大于4G裝置，原本的外罩部件無法使用，不利于AUU方位角設置和散熱等。對此，可更改原有外罩或直接新建，確保外罩部件符合設備在通透率60%上的要求，同時抱桿部署位置及點位也需符合設備下傾角的標準[10]。（4）制冷系統(tǒng)，5G裝置功耗量多，會產(chǎn)生更多的熱量，但現(xiàn)有個別機柜散熱水平偏低。對此，僅需將不符合業(yè)務場景的部分機房空調(diào)直接換新，并部署專用機柜。（5）機房配電問題。在原本常規(guī)配置情況下，5G能耗量是4G條件下的2～3倍左右，容易引發(fā)諸多問題，如供電和配電等，不能保持電子設備的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。對此，需調(diào)整配置余量，部署專用設備[11]。

表1 抱桿部署建設參數(shù)表

5 結 論

5G網(wǎng)絡場景相對細化，構建出3層架構，能根據(jù)業(yè)務場景進行靈活調(diào)整。在無線網(wǎng)部署中，4G建設難以完全適應5G部署要求，需在硬件與網(wǎng)絡架構上加以優(yōu)化。而在無線網(wǎng)業(yè)務逐漸豐富中，對規(guī)劃部署的特殊性要求也會隨之增多，今后應考慮5G NR基站的規(guī)劃建設。