5G通信传输网络规划措施

杜景付

（中国移动通信集团吉林有限公司 长春分公司，吉林 长春 130000）

0 引 言

在对5G传输网络进行规划的过程中，相关单位和技术人员一定要明确其目前所面临的主要挑战，然后再制定合理的规划，包括5G传输网络的覆盖规划、站址选择规划以及仿真规划等。通过这样的方式，有效确保5G传输网络规划的合理性，满足其实际应用需求，并为其后续的发展预留足够空间。

1 5G网络技术主要特征概述

5G网络是以4G网络为基础发展而来的一种新型移动传输网络形式。相较于4G网络而言，5G网络可以充分满足各个线路中用户各种设备之间的网络传输与沟通需求，进而让用户的无线设备之间实现更加便捷可靠的连接。同时，5G传输网络也可以让空闲网络得到最大化应用，显著提升空闲网络资源的利用率，让资源分配更加合理，减少网络资源浪费[1]。5G技术凭借着规模大、速度快、效率高等诸多特点，已经在社会生产生活中充分发挥出了优势，并为用户提供了较好的移动通信网络应用体验。基于此，为实现5G网络技术的良好应用，相关单位需要对其进行合理规划，以此来全面满足不同地区、不同用户的实际应用需求[2]。图1为5G网络架构示意图。

图1 5G网络架构示意图

2 5G传输网络规划中主要面临的挑战

2.1 新业务方面的挑战

目前，围绕用户实际业务体验的5G网络建设已经在行业中达成了共识，Deo Coverage等各种网络建设体验方法都已经开始广泛应用到了商用网络中。在以用户实际业务体验目标为基础进行5G传输网络建设的过程中，如果将体验类型作为依据，可将其需求划分为增强移动宽带（enhanced Mobile BroadBand，eMBB）、海量物联（massive Machine Type Communication，mMTC）以及超高可靠超低时延通信（Ultra Reliable & Low Latency Communication，URLLC）[3]。但是在目前的5G网络规划与建设中，对于5G传输网络新业务在可靠性与延时性等方面的实际体验需求，依然不具备足够科学全面的评估、规划以及仿真方法。由此可见，5G传输网络在新业务方面的规划面临很大挑战。

2.2 新空口协议方面的挑战

目前5G网络的新空口协议已经开始朝着标准化的方向发展，且其基础框架和关键候选技术也开始逐渐明确，例如基础波形、信道编码、空分复用、灵活双全双工以及多址接入等。在传统的移动网络规划中，Massive MIMO规划方法主要是对移动网络中的扇区级宽波束加以改变；Full Duplex/Flexible Duplex规划方法则是对移动网络中的上行频率以及下行频率静态配置加以改变。而在5G网络规划中，为实现不同区域或不同小区中上下行业务适配性的良好保障，避免其不对称问题，需要引入Full Duplex/Flexible Duplex，以此来为不同区域或不同小区中的上下行业务提供支持，并根据其实际需求来进行上下行时隙配比的合理选择[4]。此外，在对5G网络进行规划的过程中，新空口协议方面也是一项重大挑战。

3 5G传输网络主要规划措施分析

3.1 5G传输网络覆盖规划

3.1.1 5G传输网络覆盖区域规划

在初期进行5G网络建设的过程中，主要满足的业务需求是eMBB，在对其网络进行规划的过程中，需要对现有的网络热点业务区域进行分析。对于热点业务区域，可借助于已有的4G小区流量等数据来进行数据业务密度地图的制作。在对这种业务进行分析的过程中，其分级方法主要有两种。一种是将已有标准作为基础的绝对值分级法，例如一级是在20 GB及以上、二级是在10～20 GB、三级是在5～10 GB、四级是在2.5～5 GB以及五级是2.5 GB及以下；另一种是将平均值作为基础的相对值分级法，例如一级为4×平均值、二级为2×平均值、三级为1×平均值、四级为0.5×平均值、五级为0.25×平均值[5]。

3.1.2 5G宏站规划指标

4G物理层内设置了一种小区参考信号（Cell Reference Signal，CRS），这种信号和用户的业务速率及其接入性能之间的关系十分紧密，因此在4G网络规划中，RS-SINR以及RSRP是其主要的规划指标。而在5G物理层中，则不再对CRS信号进行应用，而是应用了CSI-RS等信号来对其业务性能及网络覆盖进行权衡。其中，SS-SINR信号、SS-RSRP信号均存在于连接态以及空闲态，而CSI-SINR信号、CSIRSRP信号仅存在于连接态[6]。在具体建设中，建议对SS-SINR信号和SS-RSRP信号加以合理应用。具体规划中，解决方案需面向独立组网，这样才可以有效避免后续频繁的大型网络结构调整。对于eMBB场景方面的实际业务需求，其2.6 GHz室外分场景连续覆盖规划标准如表1所示。

表1 5G网络eMBB场景2.6 GHz室外分场景连续覆盖规划标准

具体规划中，应选择192阵子、64通道的天线，其频率为2.6 GHz、带宽为100 MHz、发射功率为200 W。在5G网络中，概念同步信号和PBCH块（Synchronization Signal and PBCH Block，SSB）也具有时分波束扫描功能，其数值需要根据外场测试来加以验证[7]。图2为5G基站规划框架示意图。

图2 5G基站规划框架示意图

3.1.3 干线SPN网络规划

在5G通信传输网络规划中，干线SPN规划是一种创新型的规划模式。具体规划中，可通过两种方式将SPN引入干线。

（1）OTN下挂SPN。在这种组网模式中，SPN设备可通过简单拉远的方式来达到上下层网络之间的互通效果，实现业务传输设备端口的有效汇聚以及与业务的良好适配。对于GE以上的宽带业务，则可以直接通过OTN来进行传送，这样不仅可以在充分满足5G通信传输需求的基础上实现干线的进一步简化，同时也可以节约规划建设成本。图3为OTN下挂SPN网络规划示意图。

图3 OTN下挂SPN网络规划示意图

（2）OTN和SPN相叠加。在该规划模式中，SPN主要借助OTN波道来进行单独组网，以此来实现中小型业务端口的良好汇集，并有效解决5G网络规划中的冗余需求。图4为OTN和SPN相叠加形式的网络规划示意图。

图4 OTN和SPN相叠加形式的网络规划示意图

3.2 5G传输网络站址选择规划措施

3.2.1 5G传输网络站址工参核查

选址工参核查就是对全量站址工参、设计图纸以及三维电子地图进行数据整理和比对审查，以此来实现站址工参的准确确定。因为5G网络在初期的全网覆盖目标是城区以及县城，所以其工参核查范围是省内的各个主城区、一般城区以及县城，核查的基站包括现有的全部2G/4G宏基站和并未开通的新2G/4G宏基站。核查中，主要的核查内容包括挂高、经纬度、下倾角以及方向角。

对于屋面站，应将设计图纸或竣工图纸中的每一个小区天线在楼面上的安装位置作为依据，借助仿真平台对天线到建筑物上对应的楼宇、楼层和天面位置进行调整，并输出修正之后的站点小区工参[8]。如果2G屋面站和4G共址，则需要将4G设计图纸或竣工图纸作为依据来进行小区方向角和经纬度的校准；如果2G屋面站为单独形式，则应通过勘查来实现其天面信息的准确确定。

对于塔桅站，如果有基站数据库，其工参核查则应以该数据库为准；如果没有，则需要以设计会审决定为准。对于其工参信息，需要根据基站中的维护优化数据来加以修正。对于存在疑问的站点，尤其是2G站点，一定要做好其天面信息的准确确定。

在站号规划中，对于4G站点，需要进行平台站号的集中规划；对于2G站点，需要按照具体规范来进行站号编定。在共址站系统规划过程中，其站号中间的6位编码一定要一致。

对于方向角，规划中需要将网优平台基站中的数据库作为基准，任意两个小区之间的最小方向夹角应控制在60°及以下。对于不满足这一条件的方向角，需做好核查确认，并将其改动数量控制在最小。

对于下倾角，需要将网优平台中的数据基站作为基准，将不超过50 m挂高的小区下倾角设置在15°以内，如果不满足这一条件，则需要做好核查确认；对于50 m以上挂高的小区下倾角，需要控制在20°以内，如果不满足这一条件，则需要做好核查确认。

对于部分存在于城区的全向站，需要按照3小区定向站的方式进行处理，使其经纬度及其挂高不变，按照实际需求进行下倾角以及方向角的合理确定。

对于已经规划但是尚未开通的4G站点，需要将集中规划平台中的数据作为基准，结合其数据库的更新情况来进行共址站点剔除工作，并将相应的站点详单输出；对于已经规划但是尚未开通的2G站点，需要将网优中心纳入的2G可研究规划详表作为基准，将相应的共址站点剔除，并将站点详单输出。

3.2.2 5G传输网络站址选用原则

在对5G传输网络站址进行选用的过程中，考虑到TD-LTE网络所具有的同频组网特征，为有效防止因站址过近或过高导致的重叠覆盖以及干扰问题，相关单位应按照以下原则来进行其站址选用。对于室外的宏基站，其天线挂高需设置在25～35 m，比周围建筑高度平均值高出5～15 m[9]。基站站址分布和标准蜂窝结构之间的偏差不可超出基站之间间距的1/4，不可有超远站或者是超近站的情况出现。其中，主城区基站间距应在250 m及以上，一般城区基站间距应在350 m及以上，县城基站间距应在300 m及以上。

基站选用应针对全部站点，无论是已经开通的站点还是尚未开通的站点，都可选用。站点可根据具体的仿真情况来进行适当调整，其间距可向下调整50 m，挂高下限可为17 m，上限可为60 m。如果站址间距与实际要求不符，则可以将每两个站点作为对象，按照网站点优选、新4G站点次选、新2G站点后选的原则进行选取，并将站高、站址间距等的差异作为依据，结合具体需求来进行站址的合理选择。

3.3 5G传输网络仿真规划措施

3.3.1 5G传输网络仿真基本参数配置

在目前的5G传输网络规划建设中，需要将2.6 GHz作为其首选频段[10]。在具体的仿真实验中，也应选择2.6 GHz频段。表2是某区域5G传输网络仿真中获得的基本参数配置。

表2 某区域5G传输网络仿真中获得的基本参数配置情况

3.3.2 5G传输网络在2.6G频段中的覆盖性能分析

在对某城区5G传输网络进行仿真的过程中，选择的仿真区域面积为35 km2，共设置了303个站址，站间距为365 m。在2.6 GHz这一频段内，4G网络仿真覆盖率为96%，5G网络仿真覆盖率为97%。由此可见，以现有的4G站址作为基础来进行5G网络规划，其覆盖率会比原来的4G网络覆盖率高。相较于4G网络，5G传输网络在2.6 GHz频段中具有更好的覆盖性能。

4 结 论

综上所述，在对5G传输网络进行规划的过程中，相关单位和技术人员需要将原有的2G/4G基站作为基础，通过相应的升级来实现5G网络的合理规划。在此过程中，相关单位一定要对其规划原则与规划方法加以深入研究，根据现有的2G/4G基站情况，结合5G传输网络的实际建设与应用需求来进行覆盖区域的合理规划和站址的合理选择。同时，为达到良好的规划效果，相关单位需在规划区域中做好仿真试验，以此来实现基本配置情况与覆盖性能的合理确定，进而为5G传输网络规划奠定坚实基础。