密集城区5G规模组网研究

梁冰 张丹

摘 要：针对 5G 网络特性，从规划目标、规划要点两个方面，对 5G 网络规划方案进行分析，重点对 5G 网络的覆盖规划、容量规划、站址规划建设方案等方面进行深入研究， 对 5G 网络规划方案提出建议。

关键词： 2.6G；5G；室外；覆盖；规模组网

1引言

随着不限量套餐的广泛推广、移动互联网和物联网的爆发式增长，第五代移动通信（5G）有了广阔的应用场景。5G是备受期待的下一代移动通信系统，是人类希望不仅改变生活，更要改变社会的重要力量。全球范围内5G实验网络已普遍开始研究与建设，国内运营商也在积极开展 5G 技术研究和 5G 试验网建设，并取得了重要成果。根据标准演进和试验网建设进展，预计 2020 年5G 将实现规模商用。5G与现有4G网络相比，在网络架构、关键技术、应用场景方面都有很大的不同，因此，需要对5G 网络标准、网络规划流程和工程建设开展研究，以指导 5G 网络建设。

2 5G应用场景

ITU提出5G三大应用场景：1、eMBB（增强移动宽带）， 以人为中心的应用场景，集中表现为超高的传输数据速率，广覆盖下的移动性保证等；2、mMTC（海量物联网）促进各垂直行业的深度融合；3、uRLLC（高可靠低时延通信）面向车联网、工业控制、远程医疗等。

3 5G网络规划目标

3.1 国际运营商建网标准

参考国际运营商5G建网标准。韩国由于平昌冬奥会的原因，5G建设进度较快，在2018年底实现5G首商用，建网标准为下行100Mbps，上行25Mbps，规模为1万站，日本计划在2020年奥运会，按照下行速率50-100Mbps实现1000站规模首商用，欧盟等国，建网标准为上行5-10Mbps，规模为1000站。

3.2 现网4G规划指标要求

首先确定业务指标，通常采用边缘用户速率来表征。在上下行边缘用户速率指标明确后，通过链路预算，确定相应的规划指标下行RSRP和下行SINR。通过仿真、外场测试进一步验证其合理性，并对链路预算进行修正，确定最终的网络规划指标。

4G网络2.6G规划指标，站间距和RSRP关系如下：

3.3 5G规划指标要求

在无线侧采用2.6GHz频率，100MHz带宽，发射功率200W，天线64通道192阵子，密集城区300米～350米站间距的条件下，根据业务指标上行边缘速率1Mbps，密集城区室外连续覆盖规划指标按照RSRP大于等于-85dBm，SINR大于等于-3dB。

4 5G规划方案示例

4.1 规划覆盖目标制定

以某城市为例，规划覆盖目标制定是确定规划覆盖目标区域：计划完成某城市密集城区5G NR连续覆盖，总计覆盖面积323.17平方公里。

在规划方案的站址选择方面，考虑到5G系统同频组网特性，须重视网络结构及网络布局合理性，站址选择上应将中国移动现网2/3/4G全部物理站址纳入考虑。考虑工程建设难度，在达到5G规划指标的前提下，尽量减少5G基站规模，严格控制新址站规模，降低建设成本。

4.2 5G方案规划

5G NR方案制定三个操作步骤：1、站址资源清查；2、初步站址筛查；2、规划仿真验证。以某城市为例，规划操作步骤如下：

4.2.1 站址资源清查

首先确定基站信息数据来源，现网数据来源于网优平台，2/3/4G基站明细，经过站址数据清洗，经分析与前期工程勘察数据核对，并与网络部门沟通后，修正15个基站参数、舍弃10个基站参数。

4.2.2 初步站址篩查

根据基础数据进行初步站址筛查：网络结构分析，经站址规划进一步优化工参，保留在规划仿真备选基站库平台工具分析，结构不合理基站共计5个，包括超高基站0个、超低基站0个、超近基站5个。保留物理站址数量827个。

4.2.3 规划仿真验证

根据网络仿真操作步骤，导入基站和仿真地图信息，设置SPM传播模型设置，进行路损计算和公共信道覆盖。通过95%的覆盖概率下的RSRP和RS-SINR指标反映上下行边缘速率的业务目标。通过站址筛选、优化下倾角和方位角等手段，达到覆盖指标，并使站间距更接近于理论值。根据仿真结果，此版规划方案能够满足5G规划指标要求。具体仿真结果见下图表。

通过仿真结果得出，本次规划方案能够满足5G NR规划指标要求。最终站址规模为827个，全部为共现网站址，无新建站。

5注意事项

5.1 网络结构是影响网络性能的根本原因，要合理的规划网络结构

5G是同频组网网络，无线网络结构主要指基站的布局。良好的网络结构即提供“不多不少”的网络覆盖，通过合理的基站布局做到精准覆盖；既避免无覆盖弱覆盖、又不带来过覆盖。5G将作为一张长期运营的网络，更需要“以终为始”地开展网络规划，确保结构合理，5G网络建设既要充分的利用现有的站点资源，又要考虑网络结构对5G网络性能的影响。

5.2 站址投入的边际效应非常明显，合理的站址结构是基础

覆盖率是基于阴影衰落理论计算的，典型特征就是基站数量的增加与覆盖概率提升是非线性的，当网络覆盖率达到一定水平后，提升覆盖率的代价很大在95%覆盖率的场景增加一倍的站，覆盖率只能提升到99%，而减少一倍的站，覆盖率降至85%。在满足站间距要求的基础上，增加站址对覆盖提升的效率是非常低下的。

为了保证最大化投资效益，仿真结果刚好能满足业务覆盖指标要求即可。操作过程中，要根据不同站址选择方案，选择仿真结果达标，站址规模最少的方案进行最终确认。

6结束语

本文对目前5G NR网络规划方案目标制定和规划方法进行了深入研究，分析了规划方案过程中的关键步骤和细节。在实际应用中，要根据现网情况、终端分布情况、实际建设需求等多方面因素综合考虑输出规划方案。最后总结了方案规划中应注意的问题，但每个地市的网络情况各有不同，在规划时要做到具体问题具体分析，尽量避免由于前期规划不当导致站点开通后出现网络质量问题。

参考文献：

[1]李新. 5G网络规划流程及工程建设研究. 电信快报，2018，（5）：6-9.

[2]李春新.面向5G超密集组网的网络规划新技术.数字通信世界，2018，（11）：44.

[3]崔颖强. 5G无线网络规划与城市规划结合策略分析. 中国新通信. 2018，20（2）： 65.