基于对5G 组网的基础资源改造的探讨

袁宏谋

（广西通信规划设计咨询有限公司，广西 南宁 530007）

1 5G 组网部署方案

1.1 SA 与NSA

SA 与NSA 本质上是5G 网络的2 种不同的部署形式，依据部署是否独立，可以分为独立部署与非独立部署，SA 属于前者，NSA 属于后者。这两者的分类基础主要是核心网与无线网、4G 基站同5G 基站之间的联系。这两种部署的方式各有各的优点，SA 的优点主要在于可以直接高效地解决问题，解决步骤较为简便，整体投资所获的经济效益更高，现如今主要用于5G 目标网的构建；NSA 的优点主要体现在它的网络运行更加的稳定，具有较强的业务连续性。SA 网络的缺陷主要体现在它具有更大的实施难度，风险也更高；NSA 的缺陷主要在于投资成本更高，业务能力也存在一定的限制[1]。

1.1.1 NSA（非独立部署）

在这种部署模式下，5G 基站是不能独立工作的，必须由LTE 基站为其解决信号接入问题。在这个过程中，5G 的主要作用是增强数据管道。由于5G初期的覆盖面较小，很多地方的5G 覆盖不全面，因此它与4G 之间的相互操作具有一定的难度。故UE必须支持双连接终端，一般最为经典的部署方法是OPTION3X/4/7X。

1.1.2 SA（独立部署）

在部署独立的网络条件下，5G 基站能够独立地开展相关工作，而不需要LTE 的协助。UE 和5G 核心网之间具有较好的交互性，能够进行注册和签权等交互工作。当然，这种交互工作是在5G 基站的参与下完成的，最经典的部署方式为OPTION2。

1.2 上行覆盖增强方案

SUL 提升上行边缘速率的途径是将上行数据借助频率为1 800 MHz 或900 MHz 的信号发送。这项技术的发展较为迅速，现在已经基本实现了这项技术基础功能的标准化。在当前制定的要求与标准中，应该将900/1 800 MHz+3.5 GHz 的频段组合方式融入于可支持的频段中。

依据5G 网络的发展历程，在5G 发展的起始阶段一般利用的频段是中频段。这种频段下的数据传输的损耗率较大，如果不引进上行覆盖增强设计方案（SUL/CA），那么5G 网络的上行是受到较大限制的。

实际上，与下行控制信道覆盖相比较，上行信道覆盖情况十分的不好，它的实际参数约为2.6 GHz。为了获得下行业务的高速率，可以提高功率，增加带宽。而上行边缘业务的速率提升却比较难以实现，功率的提升与带宽方式的优化虽然能够解决一部分问题，但无法提升速率。因此，上行速率和下行速率之间的差距越来越大。为了减小上行速率与下行速率之间的距离差，当前主要使用两种技术措施。一方面，技术人员仍然使用4G-CA；另一方面，新的SUL 正在进一步研发。在实际应用过程中，需要综合考虑并比较这两项技术。一般若在一个特定的情境下需要提升上行速率，同时LTE FDD 的发展情况十分优质，那么可以将部署SUL 放在首要位置；如果没有LTE FDD，就必须深入地评价研究当前的实际情况，从而选择合适的 运行方式。

依据现如今的实际情况，5G 通信网络的建设初级阶段主要关注eMBB 的建设，由于存在的这一问题，上行速度与下行速度的差距会更加明显，因此不应该为了提升5G 的远端上行能力而加强对NR3.5G 与1.8G宏基站的建设。

1.3 CU/DU 部署方案

对5G 基站进行构建的合理有效方案通常有如下两种。

方案一：BBU（CU/DU 合设）-AAU 两级架构，此时CU 与DU 均被安置在相同的物理实体之中。

方案二：CU-DU-AAU 三级架构

CU 设备本质上就是集中式的单元架构，不仅能够实现非实时的无线高层协议栈功能，还能够支持一些核心网功能下沉与边缘应用业务的布置与安排。

DU 设备实质上为分布式的单元架构，能够解决物理层的基本功能与实时需求层功能。

AAU 的本名叫作“有源天线”，在采用eCPRI 时，之前的BBU 基带功能会有一部分往上移动，从而减少DU-RRU 之间的传输带宽度。

在5G 网络建设的初期，为了简化网络的复杂程度以及降低投资，可以依据实际的需要来灵活地选择部署方案。在网络部署的中期与后期，随着部署网络的复杂程度逐日提升，宏微异构网场景、小站UDN 场景、双链接场景将会大量地出现在实际操作过程中，那时网络产品会更加趋向成熟，相关业务需求也会进一步扩增[2]。

2 5G 设备对配套的需求分析

2.1 CU/DU 对配套的需求

目前，许多厂家的设备常见形态往往是CU 和DU混合型设备。以现如今5G CU/DU 设备的基本大小与功能损耗情况为基础，依据广西省基础地带的集中机房配置情况来全方位地规划4G与5G BBU的安装进程，大型的集中机房当前总共有7 个，与之相比，小型集中机房现如今却只有3 个（见表1）。

表1 基带集中机房可安装的CU/DU 数量测算

2.2 AAU 对天面的需求

为RRU 与天线一体化进程提供服务的核心设备是5G AAU，无法和其他的天线合并路线，需要另外独自使用一根抱杆。待2G 的替换工作进行完毕后，会有3 套天面诞生，即900/1 800 频段天面；TD-LTE F 频段天面；TD-LTE D 频段天面。有一些情境下会使用4488 天线或者FAD 合并电路天线，而对应的天面一般有1 ～2 套。高校区域和一些高流量的繁忙位置TD-LTE D 频段往往会使用3D MIMO 的天线，并且不可以和其他的系统共用一条线路，需要独自使用 1 根抱杆。

依照现如今多个系统的天线一起存在的情况，本文对核心塔型5G 提出了一些改造处理措施。

农村区域一般会使用角钢塔，当移动独自使用整整一层平台时，可以选择增设6 副天线，同时需要合并FDD 与LTE 两条天线的线路，让其组成为一条4488 天线，若移动使用了两层平台时可以使用旧的空抱杆，也可以借助当前现网天线合并的方式。

景观塔更为特别，移动通常会占据平台的两层，需要将FDD 天线和LTE 天线相合并，从而形成为4488 天线。

在组合的抱杆高度与有关要求相符合时，可以考虑安装设置并且装配9 副天线，其中FDD3 副、LTE3 副、5G3 副。

简装的拉线塔往往具有较低的高度，每一层都有3根抱杆，在与承重标准相符合的情况下，可以将FDD天线和LTE 天线合路相合并，从而重新形成一组4488天线。

如果天面使用单根抱杆的方式，可以首先考虑使用楼面单根抱杆的模式，鉴于空间有限，新增线路会挤占空间，可以从当前存在的天线中依照标准腾出3根抱杆以供5G 使用。

2.3 5G 基站对电源的需求

以杭州试验网建设工程的经验为基础，全部的基站都应该在电源的适配设施方面进行相关的改造与优化；AAU（1 000 W）的功能损耗比较大，可以借助升压配电单元来实现电压的上升，当电压上升到-57 V 再供以用电。

对于标准站，借助机房中的电源直接提供、容量的扩增与改造、原电源设备的替换与新增。

对于拉远站，新增设室外电源的供电量，优化供电方式。

-48 V 电源和-57 V 电源在供电距离方面的实验（见表2）。

表2 不同供电方案测试统计

当AAU 使用-48 V 供电方式时，电源线应该使用2×6 的方线，在此基础上可以使得最远的供电距离长达50 m；如果将电源线更改成2×8 的方线，那么最远的供电距离会长达80 m。

在AAU 采用-57 V 的供电模式时，电源线应该采用2×6 的方线，而最远的供电距离长达100 m。

3 结 论

在2020 年5G 的商用部署方面，可以从机房的配套、基站站址的分布以及天面资源等多个角度来思考资源储备的问题。例如，按照现在的基站站址的规模，县城和其他城市区域考虑全方位地共址建设3.5G64TR，以基本实现预期的目标。考虑到目前的频段暂时还没确定，因此目前并不打算增添5G 的站址储备。

CU/DU 分离时的DU 以及CU/DU 合设时的BBU都是可以集中地安装在大型的基带集的机房中的（可以支持9 个）。CU/DU 分离时的CU 机房比较适合设置在骨干汇聚机房。BBU 机房以及AAU 天面的距离在50 m 以上的应当采取高压直流远处供电或者是就近-48 V 直流供电等方式。

5G 天馈和其他的系统很难一起用同一条天线，处于同一个地址的基站应该确保各个小区能有2 ～3 个的天面区。例如，当叠加4.9G 的天线时，应该重新添加一个天面。天面的具体所在地应该符合有关要求，尽可能地避免3.5G 基站可能产生的干扰。尽可能全面考虑天面比较紧张的站点对于5G 天面完善升级的迫切需求，全方位地优化4488 天线和优势天面的使 用过程。