5G 2B無線網絡規劃方法研究

顧 岳

（中通服咨詢設計研究院有限公司，江蘇 南京 210019）

0 引 言

5G不僅能豐富個人的生活，也為垂直行業的數字化變革帶來廣闊的空間。5G網絡規劃是5G網絡建設的關鍵環節，目標是以最合理的建設方式滿足業務發展的需求，其中面向公眾的5G 2C無線網絡規劃方法已有成熟的體系。重點探討面向垂直行業的5G 2B無線網絡規劃，從行業應用的實際需求出發，主要分析了面向企業（To Business，2B）與面向消費者（To Consumer，2C）網絡規劃的差異和2B網絡規劃重點，初步給出了5G 2B無線網絡規劃與行業應用需求相匹配的發展方向[1-3]。

1 5G網絡的發展

“十三五”期間，5G實現規模部署，各通信運營商積極落實網絡強國戰略，踐行新發展理念，目前面向公共用戶的5G網絡能力相比4G已有數倍提升。2B網絡規劃方面，各通信運營商通過積極跟蹤5G產業進展，積極把握與各行業合作的機會，與其進行5G業務交流和應用試點，在智慧城市、智能制造、智慧港口、智能電網、智能網聯車、智慧商圈、智慧醫療、智慧教育、智慧文旅以及智慧媒體等應用領域已初見成效，具有良好的示范帶動作用[4]。

“十四五”期間，持續加快5G網絡部署，發展5G創新應用，帶動相關行業技術和信息化水平提高。加快5G 2B發展可以帶動更多的技術創新、產業創新、業態創新、應用創新以及服務創新，不斷為經濟高質量發展增添新動能。

2 5G的應用價值和2B行業的需求挖掘

2.1 5G的應用價值

分析客戶需求，找出行業痛點，通過5G實現或解決客戶需求。借助5G低時延、大帶寬、多連接的技術特性，可以助力行業用戶提高生產效率、控制成本等。通過5G海量連接、低時延以及高可靠性的優勢，借助更快的調度來降低延時，可以實現智能工廠、智能醫療以及智慧港口等領域的遠程實時控制，有效提升生產效率。

通過5G遠程控制、遠程監控、各類傳感器無線回傳等方式減少重復性的人工勞作，降低人力成本。同時，通過5G無線化網絡部署，解決企業有線網絡布局成本高、改造施工導致停工停產以及后期運維成本較大等問題。對于礦山、礦井、隧道等危險作業區域，基于5G網絡+模組相結合的方式改善工作環境，大幅降低特種作業安全生產事故發生率，提供更安全的生產環境[5]。園區終端與邊緣計算（Mobile Edge Computing，MEC）之間構建虛擬專用網絡（Virtual Private Network，VPN）隧道，經認證后連接到園區服務器，確保園區內的數據安全可靠。

2.2 2B行業的需求挖掘

目前，5G與各類垂直行業的融合尚處于初期階段，行業痛點包括勞動力成本攀升、勞動強度大、工作環境惡劣、人力短缺等，降本增效并進行自動化改造成為其共同的訴求。通過分析行業痛點，解決行業需求，共同探索商業模式，推動5G與行業同步發展。

（1）智慧城市。應用智能物聯技術推進智慧管網、智慧路燈桿、智能井蓋、智能垃圾桶、智能表具以及智能車位等建設，拓展人們的智能化生活體驗。推進5G在城市管理、環境監管、地理測繪以及執法指揮等方面的先進應用，建設智慧化場景，提升城市基礎設施智能化水平。

如：在燃料動力費中，相關大型儀器設備、專用科學裝置等運行發生的水、電、氣、燃料消耗費用等，嚴格按照燃料動力費的定義范圍支出經費；日常管理運營的水、電、氣、燃料等支出屬于間接費用的開支范圍，不能重復列支或分攤；審計中經常發現憑證中存在小轎車的汽油費，票據的抬頭為個人。項目承擔單位財務部門往往只核對該科目或者發票的經費額度，不核對票據是否符合專項資金規定。

（2）智能制造。利用5G技術低時延、高可靠、廣覆蓋的特點，滿足工業互聯網的超高性能要求。在裝備制造、航空航天、電子信息等優勢行業，建設企業內5G網絡，打造人、機、物全面互聯的智能工廠網絡體系，重點開展標識解析、設備遠程運維、機器視覺檢測以及移動機器人導航等應用，支持制造企業的數字化、網絡化、智能化轉型。

（3）智慧港口。通過5G在視頻監控、大型裝卸設備遠程操控以及無人駕駛集裝箱卡車等方面的應用，提高港口自動化、智能化水平，助推智慧港口和綠色港口建設[6]。

（4）智能電網。推進配電網信息化、智能化、自動化改造，為電力系統的輸電、變電、配電以及用電等環節提供綜合性智慧能源無線通信解決方案，推動實現5G+無人機巡檢、變電站內動態數據實時回傳、超高清視頻監控、增強現實輔助遠程指導等具體應用，促進電網向能源互聯網升級。

（5）智能網聯車。打造融合5G和車對外界的信息交換（Vehicle to Everything，V2X）技術的車聯網直連通信開放路段，推動虛擬測試、封閉/半封閉測試以及開放道路測試等5G全場景技術試驗，開展自動駕駛、自動編隊行駛、遠程駕駛測試。

（6）智慧商圈。通過開展智能售賣、智能安全監控、智能燈光以及智能停車等應用，建設5G智慧化商圈。

3 2B網絡與2C網絡的差異

3.1 業務特性

2C業務以視頻、游戲、文件傳輸、Web瀏覽以及即時通信為主，主要特性為以用戶終端（手機）作為數據流的最終導向，對網絡下行需求大，網絡時延相對不敏感。

2B業務包括高清視頻、移動辦公、自動駕駛、遠程駕駛、遠程醫療、電力調度以及智慧城市等，主要業務需求分為2類。一是視頻回傳類，對網絡上行需求大；二是遠程控制類，對網絡時延相對敏感[7-10]。

3.2 網絡架構

5G 2C業務網絡架構基本與4G相同，依托公共網絡提供服務。

5G 2B業務網絡架構根據需求不同，分為3種類型，即依托大數據網提供2B服務、2B和2C混合組網以及定制專用網絡。

3.3 覆蓋標準

2B網絡不同的業務服務質量（Quality of Service，QoS）保障需要不同的網絡資源，對應不同的資源塊（Resource Block，RB）分配，僅需保障業務發生區的覆蓋，網絡的連續覆蓋性要求不高。

3.4 容量標準

2C網絡一般關注區域整體的吞吐率，基于系統仿真給出小區的頻譜效率。以面或區域作為單位一定的用戶模型，計算網絡的整體容量。

2B網絡針對不同QoS對RB資源消耗，用戶分布的不同位置會影響小區可提供的容量。

4 2B網絡規劃面臨的挑戰

4.1 無線覆蓋預測挑戰

2B業務的無線場景復雜，包含車間、園區、港口、礦井、高空、海面以及隧道等，難以全部用高精度電子地圖進行建模。對于不同場景，傳播環境有較大的差異，難以精準預測網絡覆蓋，需要進行大量的摸底測試。

4.2 業務建模挑戰

行業業務種類復雜，行業客戶無法清晰準確地描述對無線網絡的QoS要求，如時延、帶寬和可靠性。不同QoS對網絡RPB資源需求不同，對RSRP和解調門限要求不同，需要積累大量的業務模型。

4.3 eMBB和2B網絡協同/室內外協同

對于虛擬專網的情況，需要綜合考慮未來增強型移動寬帶（enhanced Mobile Broadband，eMBB）業務發展對于網絡資源和干擾的影響。對于室內外協同規劃的問題，需要考慮室內外的干擾和隔離情況。

5 2B網絡規劃方法

5.1 規劃流程

5G 2B無線網規劃流程如圖1所示。

圖1 5G 2B無線網規劃流程

5.2 規劃方法

5.2.1 需求分析

詳細了解各行業的業務類型、業務流程、設備組網、指標要求以及業務應用說明，分析各業務類型對5G網絡的需求。常見的業務種類一般可分為視頻監控類、遠程控制類、傳感采集類，其中視頻監控類業務對速率和容量的需求較大，遠程控制類業務對時延要求較高，傳感采集類業務對時延和速率要求低，但是對系統的可靠性要求高。

5.2.2 覆蓋評估

（1）2B專網覆蓋評估。因2B業務需求點位或區域相對固定，僅需保障業務發生區的覆蓋，無需追求整體網絡的連續性。通過鏈路預算、仿真，結合外場測試性能數據綜合保障2B業務區域的覆蓋需求即可。對于基站位置的選取要格外注意，需要分析周邊覆蓋區域的實際狀況，盡可能避免外界條件對基站的影響。

（2）2C、2B混合組網覆蓋評估。2C網絡通過鏈路預算、仿真并結合外場測試性能數據綜合保障網絡連續覆蓋，針對2B業務需求點位或區域進行按需擴容和調整。

5.2.3 容量評估

根據國家5G頻率分配方案，中國電信5G頻段為3 400～3 500 MHz，中國聯通5G頻段為3 500～3 600 MHz，中國移動5G頻段為2 515～2 675 MHz和4 800～4 900 MHz，中國廣電5G頻段為4 900～4 960 MHz。如果單小區覆蓋范圍內業務需求超過200 Mb/s，可采用頻率疊加（6 GHz以下）或小區分裂的方式進行擴容，建議采用高低頻混合組網模式，有效提高容量。

現階段，5G 2B業務類型采用基礎容量配置基本滿足需求，后續隨著行業發展可以采用毫米波技術應對行業業務發展對大帶寬的需求。

5.2.4 設備及終端選型

常見5G設備性能如表1所示。

表1 常見5G設備性能

對于智慧園區、廠區外圍等開闊場景，優選有源天線單元（Active Antenna Unit，AAU）設備；對于室內場景，優選Lampsite設備。

終端一般分為2種，即優先工業級用戶前置設備（Customer Premise Equipment，CPE）和5G模組。優先工業級CPE可以滿足室外防塵、防水、防鹽霧以及抗震需求。5G模組是承載終端接入網絡的關鍵部件，形式多樣，一般需結合行業應用專門開發。

5.2.5 仿真輸出

基于射線傳播模型和3D地圖，利用仿真工具輸出相關2B業務區域的覆蓋、速率情況，為后期5G 2B規劃結論提供有力支撐。

6 結 論

以業務需求為驅動，以未來5G網絡架構為目標，探索新的5G網絡建設方案和運營模式，推動5G與垂直行業相結合的業務創新，助力2B業務發展，構建健壯的5G生態圈。