5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過(guò)程中的規(guī)劃及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

2019年6月6日工業(yè)和信息化部向中國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)廣電四家企業(yè)頒發(fā)了5G牌照，標(biāo)志著中國(guó)正式進(jìn)入5G商用元年。自牌照發(fā)放后，中國(guó)移動(dòng)作為“5G+”計(jì)劃的引領(lǐng)者，計(jì)劃今年9月底前將為40余個(gè)城市提供5G服務(wù)，進(jìn)一步加速5G網(wǎng)絡(luò)部署，打造全球規(guī)模最大5G精品網(wǎng)絡(luò)。

但在5G建設(shè)中存在諸多難點(diǎn)，如5G基站設(shè)備對(duì)天面條件、動(dòng)力要求更為嚴(yán)苛，以及新建5G獨(dú)立傳輸平面施工難度大。杭州移動(dòng)自2018年啟動(dòng)5G規(guī)模試驗(yàn)網(wǎng)以來(lái)，在5G網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和建設(shè)方面積累了諸多經(jīng)驗(yàn)。針對(duì)5G建設(shè)過(guò)程中難點(diǎn)，杭州移動(dòng)在快速規(guī)劃、天面快速改造、靈活傳輸組網(wǎng)方案和動(dòng)力改造方案4個(gè)方面做出一些探索。

快速站點(diǎn)規(guī)劃方案

目前杭州主城區(qū)物理宏站基本上都含TDD-D系統(tǒng)，前期5G規(guī)劃時(shí)與TDD-D頻段宏站1:1建站，同時(shí)5G與TDD-D站點(diǎn)的方位角、下傾角、功率譜密度、水平和垂直半功率角一致（5G 64TRX且SSB 8波束、4G為8TRX天線(xiàn)）。

5G與TDD-D的差異分析，主要從以下4個(gè)方面進(jìn)行對(duì)比，詳細(xì)計(jì)算過(guò)程如下。

（1）頻段差：LTE和NR均為2.6GHz，不存在頻段差異。

（2）在功率譜密度一樣的情況下，LTE和NR的功率分別為：

LTE：40W@20MHz，NR：200W@100MHz，此時(shí)功率譜密度均為2W/MHz；

LTE RS功率為：10*log10(40*1000/100/12)=15.2dBm；

NR 每RE功率為：10*log10(200*1000/273/12)=17.8dBm；

NR 相比LTE功率增益為17.8-15.2=2.6dB。

（3）線(xiàn)損：LTE的RRU與天線(xiàn)間存在饋線(xiàn)損耗，一般為0.5～1.5dB。NR 64TRX AAU將天線(xiàn)和RRU合并，不存在饋線(xiàn)損耗，因此相比LTE平均減少1dB損耗。

（4）天線(xiàn)增益：LTE 8TRX天線(xiàn)增益為15.5dBm，64TRX天線(xiàn)增益為24.5dBm，因此NR相比LTE天線(xiàn)增益為24.5-15.5=9dB。

綜合以上，NR相比LTE增益為2.6+1+9=12.6dB。因此，我們可以充分利用現(xiàn)網(wǎng)TDD-2.6GHz 站點(diǎn)的覆蓋電平數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，加快規(guī)劃落地。

天面快速改造方案

在保持網(wǎng)絡(luò)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的前提下，現(xiàn)網(wǎng)天饋融合改造應(yīng)盡量減少現(xiàn)網(wǎng)天面組數(shù)，原則上現(xiàn)網(wǎng)天線(xiàn)共存方式不超過(guò)兩組，若現(xiàn)網(wǎng)天線(xiàn)組數(shù)超過(guò)兩組，則建議對(duì)現(xiàn)網(wǎng)天線(xiàn)進(jìn)行整合，以確保不增加租金成本。依據(jù)現(xiàn)網(wǎng)天線(xiàn)承載網(wǎng)絡(luò)制式的不同組合，天饋融合改造原則如以下4個(gè)方面。

一是，在不影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的前提下，現(xiàn)網(wǎng)天饋融合改造過(guò)程中應(yīng)兼顧工程改造量和實(shí)施難度，以降低建設(shè)成本，減少現(xiàn)網(wǎng)系統(tǒng)割接量，如可利舊現(xiàn)網(wǎng)天線(xiàn)時(shí)，則盡量不采用新增替換方式。

二是，現(xiàn)網(wǎng)天面僅有GSM或FDD單制式且兩組天線(xiàn)情況：對(duì)于現(xiàn)網(wǎng)僅有GSM單制式且兩組天線(xiàn)系統(tǒng)時(shí)，優(yōu)先拆除GSM1800M（考慮到先退網(wǎng)）天線(xiàn)冗余空間給5G，新增4+4天線(xiàn)替換GSM900M天線(xiàn)；對(duì)于現(xiàn)網(wǎng)僅有FDD單制式兩組天線(xiàn)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)5G天面位置最優(yōu)原則考慮拆除、替換或利舊方案。

三是，現(xiàn)網(wǎng)天面僅有GSM與TDD或GSM與FDD情況：

①原則上不再保證GSM系統(tǒng)的獨(dú)立優(yōu)化空間，盡量將現(xiàn)網(wǎng)天線(xiàn)系統(tǒng)合成一組，對(duì)于GSM業(yè)務(wù)量承載較高區(qū)域，可酌情考慮保留兩組現(xiàn)網(wǎng)天線(xiàn)；

②對(duì)于TDD現(xiàn)網(wǎng)已采用2288天線(xiàn)的站點(diǎn)，盡量替換為4488天線(xiàn)，以保證后續(xù)部署FDD實(shí)現(xiàn)2T4R預(yù)留空間。

四是，現(xiàn)網(wǎng)天面FDD與TDD系統(tǒng)共存（包括同時(shí)存在GSM系統(tǒng)）情況：

·若現(xiàn)網(wǎng)TDD與FDD協(xié)同優(yōu)化和實(shí)施難度較小,盡量采用4488天線(xiàn)將各制式天線(xiàn)融合成一組天線(xiàn)；

·若同一扇區(qū)的FDD和TDL天線(xiàn)的覆蓋目標(biāo)差異較大，如天線(xiàn)方向角差別30度以上，則不建議進(jìn)行天饋融合，可采用4+4天線(xiàn)將GSM與FDD或FDD900M與FDD1800M整合為一組天線(xiàn)，以確保FDD與TDD兩種制式天饋的獨(dú)立優(yōu)化空間；

·若NB-IoT/FDD900M、FDD1800M和TDL均有獨(dú)立優(yōu)化要求時(shí)，可酌情將現(xiàn)網(wǎng)融合后天線(xiàn)組數(shù)保留至3組，此種情況應(yīng)嚴(yán)格控制?，F(xiàn)網(wǎng)各場(chǎng)景天線(xiàn)融合改造方案如表所示。

表 現(xiàn)網(wǎng)各場(chǎng)景天線(xiàn)融合改造方案

靈活傳輸組網(wǎng)方案

5G空口速率的大幅提升，對(duì)傳輸環(huán)路速率也有著更高的要求，接入層傳輸帶寬需要10GE/50GE，匯聚層傳輸帶寬需要100GE/200GE，核心層帶寬要200GE。理想的5G傳輸方案為核心層、匯聚層、接入層分別新建一套平面，獨(dú)立承載5G，但往往存在接入層個(gè)別節(jié)點(diǎn)存在光纜資源不足，而新放光纜施工較困難，對(duì)此杭州移動(dòng)提出了部分接入層利舊的方式，即在無(wú)傳輸光纜可用的情況下，采用現(xiàn)網(wǎng)PTN960升級(jí)方式，環(huán)路擴(kuò)展至10G，作為5G接入環(huán)使用。此外借助寬帶光纜資源，利舊同纜不同芯，提高光纜纖芯資源利用率，也是5G快速組網(wǎng)的另一種方式。

對(duì)于BBU和AAU間無(wú)可用光纜的情況，采用無(wú)源波分設(shè)備可較好的解決此類(lèi)問(wèn)題。目前采用較多的是6波單芯方案，如圖所示，只需2芯光纜即可滿(mǎn)足一個(gè)5G拉遠(yuǎn)站12芯的需求。

圖 6波單纖方案

動(dòng)力改造方案

相比4G網(wǎng)絡(luò),目前5G基帶處理單元BBU、射頻單元AAU的額定功耗均有數(shù)倍的提升,對(duì)基站的電源配套供電能力提出了更高的要求。面對(duì)BBU滿(mǎn)配額定功耗2100W、AAU額定功耗可達(dá)1200W的現(xiàn)實(shí),1個(gè)5G機(jī)房的功率需求通常需要突增約6000W，為了更安全更快速完成機(jī)房動(dòng)力改造，杭州移動(dòng)也做了不同的嘗試。

第一，對(duì)于市電引入容量足夠且當(dāng)前負(fù)載較低站點(diǎn)，可通過(guò)直接擴(kuò)容電源整流模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)容量擴(kuò)容。AAU從近端機(jī)房取電，采用-57V直流電壓供電，相較于-48V線(xiàn)損更小供電更可靠。

第二，對(duì)于市電引入容量足夠且當(dāng)前負(fù)載較低站點(diǎn)，若存在輸出熔絲分路不足，可以通過(guò)在開(kāi)關(guān)電源上配置輸出分路分配器實(shí)現(xiàn)快速擴(kuò)容。

第三，對(duì)于市電容量不足站點(diǎn)，可以將BBU和PTN設(shè)備安裝在近端機(jī)房，AAU放棄從近端機(jī)房取電，尋求通過(guò)一體化室外機(jī)柜就近取電。無(wú)法新室外柜時(shí)采用小型化的OPM80電源模塊快速部署。

第四，對(duì)于市電容量完全不能滿(mǎn)足時(shí)，采用拉遠(yuǎn)方案或CRAN方案解決。

本文對(duì)當(dāng)前5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過(guò)程中的各規(guī)劃建設(shè)環(huán)節(jié)經(jīng)驗(yàn)做了簡(jiǎn)要總結(jié)。而隨著5G應(yīng)用場(chǎng)景日趨多樣化，為了滿(mǎn)足未來(lái)人和物爆炸式的需求，運(yùn)營(yíng)商必須加速5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，在5G設(shè)備更新迭代的同時(shí)，做好相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和建設(shè)方案的完善。