5G 基站技術提升研究＊

王子陽，葛新權，2，郭向茹

（1.北京信息科技大學，北京 100192；2.中國社會科學院，北京 100732）

面向高技術發展需要，第五代移動通信（以下簡稱“5G”）作為新基建之首，以便更加適應數字化、網絡化、智能化等要求，是與其他“新基建”項目融合的基礎。在第四次工業革命到來之際，誰先依靠信息化技術促進產業變革進入智能化時代誰在國際上就有話語權。5G 網絡憑借其高可靠、低時延、大規模覆蓋等特性提供的無線通信服務，促進各行各業的發展與相互融合，促進人工智能（AI）、工業互聯網、物聯網、智慧園區等的快速發展[1]。因此，5G 技術在一定程度上影響新興產業的發展，提高5G 基站的技術，將離不開技術研究的提升路徑和機制建設。

盡管國內3 大運營商已進入5G 基站建設平穩階段，但初期建設存在諸多問題，因此本文旨在用科技檢測來發現建設過程中存在的問題，提高5G 基站的技術[2]。5G 基站設施建設將從“有”到“優”推進，注入新的動能，使數字經濟在下一步發展中更加穩定。

1 5G 基站技術現狀與問題

1.1 5G 基站技術現狀

目前國內正在規模建設的5G 基站，主要分為機房/方艙與鐵塔/抱桿2 個部分。鐵塔和機房相比4G 宏基站，RRU（射頻拉遠單元）和天線饋線“合并”，變成了AAU（有源天線單元），通過BBU（基帶處理單元）和光纖相連[3]。在4G 基站的基礎上做改進，成本相對較低。但是對5G 基站的密度要求遠遠在4G 基站之上，5G 基站的數量將會是4G 基站的1.5～1.8 倍，因此除了改造現有的4G 基站，還要建設更多的5G 基站才能保證5G 信號傳輸的及時性和準確性[4]。由于在5G 基站的建設過程中并沒有全面啟動使用，其技術越早提升越有利于接下來新基站建設技術的提高，進而提高5G 基站建設的效率。

1.2 5G 基站技術問題

在將4G 基站改建成5G 基站時，首先技術人員是否對4G 基站原有部件進行了可靠性測試，并融合進行改裝？測試之后的部件是否需予以替換？新增5G 基站部件是否與原部件匹配？5G 基站建設過程中能否進行流程優化？在建設5G 基站時，5G 信號是否能覆蓋目標區域？用電是否安全？如何進行日常維護？

很顯然，答案是否定的。自5G 投入使用以來，5G用戶褒貶不一，在提高速度的同時技術卻不到位，很多用戶用著5G 卡卻始終使用4G 網絡。

在排除了眾多科技因素，如確定芯片的供應商華為、中興通訊等質檢合格之后，意識到不僅是技術層、研發人員，還有在建設過程中以及投入使用后的維修是否監測到位，都存在能夠影響5G 基站技術的問題。

2 5G 基站技術診斷理論

根據5G 移動通信的特點，5G 移動通信網絡逐漸商業化的過程需要建設大量的通信基站。根據通信施工現場調查和數據采集發現，通信工程項目施工技術是確保整個通信網絡暢通的關鍵，所以通信工程的技術管理就顯得尤為重要。影響通信施工技術管理的主要因素包含人為因素、機械設備因素、通信材料因素、管理因素與環境因素5 個方面[5]。基站建設主要包含以下7 個部分，分別為土建、地網、電源配套、市電引入、動環監控系統、無線設備及天饋線系統、傳輸系統[6]。

2.1 實地考察法

本文通過現場實地考察實勘基站選址，與技術員溝通；專家由遠及近進行信號檢測。

2.2 用戶感觀調查

立足5G 用戶真實業務使用，涵蓋網絡覆蓋、基礎業務（語音、數據業務）、典型上網應用，切實解決5G用戶使用過程中出現的問題。

了解5G 基站目前存在的技術問題及隱患，收集到以下信息：①通信施工技術管理人員技術素養不高，缺乏全方位控制能力的高級技工人才；②通信施工中材料和設備方面供應商提供的原材料或設備技術參差不齊，導致采購的產品型號和相關技術參數存在一定的誤差，從而影響了施工技術；③在通信工程建設施工方法方面，存在工程前期準備不足、施工方法不當、施工單位資源與技術水平參差不齊等方面的問題；④用戶反饋信號時好時弱，會自動切換成4G，移動過程中尤其明顯。

針對以上問題和潛在風險，為了盡可能地解決通信施工過程因為通信施工技術水平低、材料和設備相關技術參數不達標等問題，控制通信項目施工過程中的施工技術，提高通信施工的整體技術。

3 5G 基站技術體系構建

3.1 5G 基站“全鏈路”技術提升路徑呈現

根據實現提高5G 基站技術的戰略方針，5G 基站由中國移動公司、中國聯通公司、中國電信公司3 家建設，基于“全鏈路”路徑結合5G 基站建設的特點，一方面是建設5G 基站時自主提高基站技術，即圖1“全鏈路”的視角展開全面技術提升工作；另一方面是以約束激勵制度為核心，即采用政策驅動技術[7]。

由于5G 基站建設的組裝工序很多，從選址到組件獲取、技術控制、用戶反饋、維修要經歷較多階段，且每個階段都強調對產品的嚴格管控以此實現再次利用及持續改善。以下將從技術管理、持續改善、資源管理、產品實現這4 個方面，設計5G 基站的技術提升路徑[8]。

從選址上需要獲得土地使用權。《關于推動5G 加快發展的通知》中提出，“加大基站站址資源支持。鼓勵地方政府將5G 網絡建設所需站址等配套設施納入各級國土空間規劃，并在控規中嚴格落實；在新建、改擴建公共交通、公共場所等工程時，統籌考慮5G 站址部署需求等”。

首先，技術管理為6G 革命做準備。5G 還沒有完全普及，6G 已開始出現在大眾視野。最前沿的技術創新應為下一步的升級換代做準備，在5G 基站中的設計技術、安裝技術、再利用技術，應盡可能與6G 研發相結合。

持續改善考慮人均5G 基站數，由于全國各省市人口不同，響應國家政策每萬人擁有26 個5G 基站的政策，根據計算，僅僅人均基站數排名第一的天津達標。

在資源管理方面，布局5G 基站選址時一方面要計算人均基站數，另一方面也要考慮人口密度和基站效率的影響。例如在地鐵、火車站、商場、寫字樓等地建設小基站，增大5G 基站可承載的人口數。資源管理可持續利用化，4G 基站站址已建成并有大量可以繼續利用的組件，一部分可以作為5G 基站建設的原材料，既節約了成本，又降低了消耗，符合資源可循環重復利用。

在產品實現方面，由組件組裝成5G 基站的過程中技術連接要求嚴格，由于在建設過程中工程量大、工程煩瑣，對團隊要求更高；另外，組裝完成后由于不是每一個螺絲都會檢查，對員工責任心的要求就更高。在實地考察的過程中，發現有的組裝人員并不是技術人員，其操作規范未可知，因此在技術人員數量不足以組裝5G 基站時，對工人培訓和可視化的操作示范很有必要。

維護5G 基站的組件安全是必不可少的環節。在調查過程中，丟失基站組件的消息時有傳來，這無疑增加了基站的不安全性和成本，甚至人的安全受到威脅。防竊電也是必不可少的一個環節，很多團隊在建設5G基站的過程中沒有考慮到這些因素而造成不必要的損失。本文創新性地提出在技術控制過程中保證安全監測問題，一方面維護了5G 基站不受破壞，降低了成本；另一方面減少了意外發生，減少損失。

為保證5G 基站的長效工作機制，創新性地提出2套維修體系，預防維修與專項維修，并制訂了基站檢查步驟，如圖2 所示。

圖2 5G 基站技術檢查要點

現代電子化設備更新換代速度加快，每18 個月就會大規模更換芯片，因此在這期間維護和檢修的重要程度不亞于損耗維修，做好維護和檢修能夠提前預防零件失效時造成大規模信號丟失和用戶不滿意的情況。

3.2 5G 基站融合驅動技術提升路徑

除了建設5G 基站3 大企業從“全鏈路”視角展開系統性的技術提升之外，在協同性政策體系加快構建的背景下，更要以約束激勵制度為核心，將市場作為重要驅動力，反向推動通信企業技術提升。5G 基站技術提升政策驅動路徑構建圖如圖3 所示，在行政法規政策、市場監管機制和通信獨立第三方公司考核機制的反向推動下，通信公司有意識地提升5G 基站技術。

圖3 5G 基站技術提升政策驅動路徑構建圖

4 結論

5G 基站建設目前在選址、技術管理、資源管理、維修等方面存在不足，造成用戶感觀評價不夠積極。本研究應用科技檢測從用戶視角出發改善流程，例如增加電量監測系統，防竊電并增加科研人員、技術人員考核制度，在基站選址時考慮人均基站量和基站密度以選擇宏、小基站，進而提高5G 基站建設技術。科技檢測技術管理方法層層剖析流程，最終制作了完善的5G 基站技術提升方案。

5G 基站技術的提高，不但需要政府的協助，還要構建一個有效的技術評價系統，這與其隊伍的責任心和技術能力有著密切的關系。5G 基站的投入期短、建設周期短、投入使用規模還較小，為了加速5G 創新產品和應用的規模化發展，運營商可在自主研發、生態協同的同時，進行資源整合，聯合建設5G 基站以提高基站建設技術。通過端到端的5G 用戶體驗提升，運營商可以加強與互聯網應用服務商的協同合作提升用戶感知技術；構建并開放用戶反饋平臺，使用戶在無服務的情況下也能發出反饋，并及時對反饋信息進行分析與解決。