5G建设面临的挑战及解决方案

杨桂川 许江 杨波

摘要：为了解决现阶段5G建设的挑战，针对不同挑战提出了相应解决方案。利旧站点2G/3G/4G/5G共存，天面资源非常紧张;5G的高带宽对回传业务的速率要求也迫使对承载设备的扩容，新设备的增加及设备扩容，使得站点功耗接近极限，动力配套也需扩容，使楼顶承重也面临较大问题;5G高频段造成损耗增加，辐射半径减小，基站数量增多，辐射纠纷频发的今天，新站点越来越难协调。

关键词：天面资源;功耗;辐射;承重

中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2020）09-0016-02

0 引言

2020年初，中央密集部署“新基建”，“5G基建”列为“新基建”7大领域首要建设内容，工信部也多次表示要加快5G商用步伐，加快5G基站建设力度。目前我国已新建超22万个5G基站，预计年底5G基站将达到60万个。目前的网络现状是2G/3G/4G/5G四张网络共存，而高带宽、低延时的需求使得5G网络架构发生较大变化，传输设备、电源设备的增加使得基站侧设备增多，从而对工程建设带来一系列挑战，提出系统的解决方案迫在眉睫。采用直流系统升压供电，站点叠光方案配置和铁锂电池备用电源可解决动力配套问题。采用小基站、Massive MIMO和智能能耗管理可解决能耗问题。天面整改和腾退2G/3G网络不仅可解决天面问题，还能缓解楼顶承重等问题。而正确宣传与引导，也可解决辐射问题。

1 NSA模式5G基站建设面临的挑战

5G的网络架构从NR演进分为NSA和SA两种，NSA由于成本比SA低很多受到很多国家运营商青睐。在建网初期，我国运营商也首选NSA进行组网建设。NSA组网需要利用4G基站或者核心网，在建设时NSA比SA网络更复杂、挑战更艰巨。

1.1 4G与5G标准不统一

NSA模式的5G基站需锚定在4G基站，要求4G和5G基站要具有共建共享的联动工作机制，但实际上4G与5G在网络策略、數据体系、规范标准、运营理念、市场支撑、QOS调度策略、用户迁移参数、VoLTE回落策略、TAC号段、gNodeB ID标准、路测数据格式、扩容标准、网管告警信息等都不统一，造成NSA组网困难重重。

1.2 移频工作难度大

5G工作频率大，信号衰减大，覆盖面积小，低频段是运营商梦寐以求想要获得的。中国移动5G建设中，需要将原LTE的37900和38098两个频点退出，使用40936、40140和41140，但后两个频点终端支持度太低。现网中4G对5G干扰影响很大。

1.3 利旧站点空间受限

NSA需要利用4G站点实现5G功能，在建设时需要对4G基站进行升级改造，例如要考虑新增电源柜和蓄电池，需要扩容或新增交换机和传输设备，加之新增的5G设备，造成基站机房拥挤，达不到4G和5G建设标准需求，为后续维护工作带来不便。

1.4 基站天面空间受限

5G采用了Massive MIMO技术，32T32R和64T64R为5G AAU的主流设备。大规模天线的重量沉重、体积庞大，在这期间存在2G、3G、4G、5G天线共存的情况，造成本就空间不足的天面无法再容纳5G AAU。

2 SA模式5G基站建设面临的挑战

2.1 新站点难以协调

SA组网模式下，5G核心网和基站建设都独立于4G网络。利旧基站本就空间狭小，无法再容纳5G新设备加入。近年不时有住宅小区居民投诉基站辐射，运营商不得不关停基站的新闻，加之住宅小区物管乱象，大大增加了建设成本，严重影响了5G基站在住宅小区的正常建设部署。

2.2 SA基站建设成本高

2019年中国移动投资240亿建设5万个5G基站，整个建设成本算下来，建设一个5G基站需要48万元。高昂的成本让运营商望而却步，宁愿建设NSA。

3 5G基站建设解决方案

3.1 加大电磁辐射科普宣传

运营商可组织人员到社区、广场等地做科普宣传，让民众认识电磁波辐射相关知识;大中小学也可举办类似电磁波科普讲座或者游园活动;也可利用网络平台进行科普宣传，以文字、图片和视频等素材相结合的方式，消除全民对基站电磁辐射产生的误解。

3.2 伪装天线整改方案

对于民众对电磁辐射敏感问题，在住宅小区可将AAU伪装成空调外机、水箱等设备，街道覆盖可将天线伪装成灯杆等基础设施，以消除民众对辐射的心理负担。

3.3 鼓励SA 5G网络建设

2019年6月，中国政府及运营商先后出台文件，从2020年1月1日起，不再允许仅支持NSA的5G手机入网，换句话说，5G手机必须具备SA的模式。从政策层面支持了SA 5G网络的建设。深圳政府出台政策《深圳市人民政府印发关于率先实现5G基础设施全爱盖及促进5G产业高质量发展若干措施的通知》，表示将对每个SA模式建设的基站给予1万元奖励。

从3GPP TSG-RAN第72次全体大会上，共提出了7个5G的网络架构选项，从演进路线上看，全球NSA终究会演进到SA。因此，短期建设是NSA投资少，但从长远考虑，SA不仅支持eMBB和mMTC，还能支持uRLLC，uRLLC可提供低时延、高可靠连接的业务，可应用在无人驾驶、工业自动化、AR、VR等领域，5G的uRLLC是工业物联网和智能制造必不可少的网络支持，但NSA不能支持uRLLC。

3.4 天面整改方案

在新增抱杆不能实现的情况下，对天面整改是比较有效的一种方案，将现网中2G、3G、4G站址天面资源进行整合，用支持2G、3G、4G的多模天线代替，可节省部分天面空间。天线抱杆承重问题、抱杆安装环境问题也要在整改考虑范围内[1]。

3.5 电源供电解决方案

由于5G网络建设新增设备，导致利旧基站供电不足问题，可采用直流系统升压方案解决短期供电问题，在农村、山区可采用光伏电站等方案解决。采用站点叠光方案，可低成本解决基站供电不足问题。

为了保障UPS系统，可将传统的铅酸蓄电池组替换成铁锂电池组，铁锂电池可以循环放电，从体积、工作温度、备电能力等方面均优于传统铅酸电池组，不仅可有效解决供电问题，还可有效节省基站空间[2]。

4 结语

在5G建设过程中，会遇到各种挑战，但是在国家和全国人民的大力支持下，在通信建设者的共同努力下，会攻坚克难，完成国家对5G建设的总部署，为我国建设全面小康社会和工业强国铺设好网络高速公路。

参考文献

[1] 蔡铭凯，廖敏，刘磊.面向5G演进的现有天面整改方案[J].广东通信技术，2019（8）：55-58.

[2] 于利辉.5G站点电源面临的挑战及解决方案研究[J].通信电源技术，2019（5）：210-211.