5G基站天面整合方案研究

王 雄 宋 敏

中通服咨询设计研究院有限公司

0 引言

5G（第五代通信网络技术）作为新一代移动通信网络，将实现更为广泛的连接，实现万物互联，成为引领科技创新、实现产业升级、促进经济繁荣、发展数字经济的基础性平台。随着运营商大规模部署5G基站，天面资源紧张是一个巨大挑战，同时由于新增5G系统将带来铁塔租赁成本的进一步升高，因此5G基站天面安装和压降铁塔租费是急需解决的问题。

1 现网基站天面分析

据相关统计，在城区尤其是密集市区约80%以上基站天面资源紧张，相当一部分站点是两家甚至三家运营商共用天面，且每家运营商都同时安装多套系统，新增5G系统将尤为困难。根据铁塔公司天面租赁收费标准，直接新增5G天线将产生较高的租赁费用，因此从建设的可实施性以及降低铁塔租费两个方面考虑，天面资源整合不仅可以解决天面资源紧张的问题，降低物业协调难度，而且可以大大降低铁塔租赁费。

2 5G基站天面整合方案

对于利旧现网站址新增5G，例如某运营商存在C网、L800M、L1.8G、L2.1G等多个系统及天线共存，利用现有天面资源进行整合，既能够满足工程的快速实施，又能节约铁塔租赁成本。根据现网站点具体情况，分如下场景进行5G基站天面整合。

场景一：现网天面有两套系统和两套天线（例如L800M+L1.8G或C网+L800M或C网+L1.8G），需 新 增一套5G AAU。整合方案：新增8端口天线，将现网两套系统的天线归并为一套天线，腾挪出空间安装5G AAU。以L800M+L1.8G情况为例，整合方案如图1所示（C网+L800M或C网+L1.8G改造方式类似）。

图1 场景一整合示意图

场景二：现网天面有三套系统及两套天线（例如C网单独一套天线、L800M和L1.8G共用一套天线），需新增一套5G AAU。整合方案：拆除原C网2端口天线后将C网系统归并至原有的8端口天线，腾挪出空间安装5G AAU。但该方案会使得L800M或L1.8G由原来2T4R变为2T2R，将减少上行分集增益约3dB，覆盖能力有所减弱。如图2所示。

图2 场景二整合示意图

场景三：现网天面有三套系统及三套天线（例如C网独立天线+L800M独立天线+L1.8G独立天线），需新增一套5G AAU。整合方案：拆除C网2端口天线，将C网系统与L800M系统进行归并，L1.8G系统不变。该方案改造工程量较小，但L800M将由2T4R变为2T2R，减少上行分集增益3dB，覆盖能力有所减弱。如图3所示。

图3 场景三整合示意图

场景四：现网天面有三套系统及三套天线（例如C网独立天线+L800M独立天线+L1.8G独立天线），需新增一套5G AAU。整合方案：拆除原有系统天线，将C网、L800M、L1.8G三个系统归并至新增的8端口天线。该方案拆除工程量较大，实施后可减少天线系统。但L800M或L1.8G将由2T4R变为2T2R，减少上行分集增益3dB，覆盖能力有所减弱。如图4所示。

图4 场景四整合示意图

场景五：现网天面仅有一套系统及一套天线（C网或L800M或L1.8G），需新增一套5G 2.1G NR。整合方案：拆除原有天线，替换为8端口天线，4G/5G共用天线。以L800M为例，天面改造方式如图5所示（C网改造方式相同）。

图5 场景五整合示意图

场景六：现网天面有两套系统和一套天线（例如L800M+L1.8G共用一套天线），需新增一套5G 2.1G NR。整合方案：拆除原有天线，4G/5G共用新增的12端口天线。如图6所示。

图6 场景六整合示意图

场景七：现网天面有两套系统两套天线（例 如C网+L800M或L800M+L1.8G或C网+L1.8G），需新增一套5G 2.1G NR。整合方案：拆除原有天线，将原有系统归并至新增的8端口天线，单独新增4端口天线用于5G 2.1G NR RRU。该方案实施后天线总数保持不变。以L800M+L1.8G情况为例，天面改造方式如图7所示。

图7 场景七整合示意图

场景八：现网天面有两套系统两套天线（例 如C网+L800M或L800M+L1.8G或C网+L1.8G），需新增一套5G 2.1G NR。整合方案：拆除原有天线，4G/5G共用新增的12端口天线。以L800M+L1.8G情况为例，天面改造方式如图8所示（C网+L800M和C网+L1.8G改造方式相同）。

图8 场景八整合示意图

场景九：现网天面有三套系统及两套天线（例如C网单独一套天线，L800M和L1.8G共用一套天线），需新增一套5G 2.1G NR。整合方案：拆除C网2端口天线后，将C网系统归并至8端口天线。但L800M或L1.8G将由2T4R变为2T2R，将减少上行分集增益3dB，覆盖能力有所减弱。如图9所示。

图9 场景九整合示意图

场景十：现网天面有三套系统及三套天线（C网+L800M+L1.8G），需新增一套5G 2.1G NR。整合方案：拆除原有系统天线，将原有系统归并至新增的8端口天线，另外单独新增4端口天线用于5G 2.1G NR RRU。如图10所示。

场景十一：现网天面有三套系统及三套天线（C网+L800M+L1.8G），需新增一套5G 2.1G NR。整合方案：拆除原有天线，4G/5G共用新增的12端口天线，该方案可减少两个天面平台。如图11所示。

图11 场景十一整合示意图

场景十二：现网天面有四套系统（C网+L800M+ L1.8G+ L2.1G），需新增一套5G 2.1G NR。整合方案：将L800M和L1.8G归并至新增的8端口天线以腾挪空间用于安装新增的5G 2.1G天线。如图12所示。

图12 场景十二整合示意图

3 测试效果及铁塔租金分析

为验证天面整合后对现网基站覆盖指标的影响情况，选取了某基站进行DT测试。该基站为楼面抱杆站，现网有L800M、L1.8G及L2.1G三个频段，其中L800M为独立的3副天线，L1.8G和L2.1G共用3副天线，本次需新增3.5G AAU。天面整合前，路测时发现由于该路段4G重叠覆盖严重，导致该路段SINR较差，RSRP=-91dBm，SINR=-4.2dB。

本期新增3.5G AAU，采用场景二的天面整合方案，并结合测试情况进行相应的网络优化，调整4G小区的方位角及下倾角，减少重叠覆盖，整合天面并优化调整后，经测试RSRP=-87dBm，SINR=9.8dB，指标有所提升。

天面整合后新增5G系统，将对现网基站指标产生影响，因此需要关注网络指标变化情况，不断对现网进行网络优化调整，将天面整合后的影响降到最低。天面整合后，RSRP改善率为4.12%，SINR提升率较高，达到了333.33%，主要因为天面整合后，结合前期测试情况对4G天面方位角、下倾角等进行了优化调整，使得在不增加天面资源占用的情况下，4G的SINR指标得以改善。如表1所示。

表1 天面整合前后指标对比

目前从铁塔公司与运营商的商务谈判结果来看，铁塔天面租赁费按产品单元进行收费，当多余一个基本产品单元时，每超过3副天线，租金将增加0.3个产品单元，在不增加天线只新增一套系统的情况下，租金增加0.1个产品单元。以某市为例，平均一个杆塔平台年租费需约2000元/站，当采用场景四、场景八、场景十整合天面时，新增5G系统后可以减少铁塔一个平台占用数，预估可节约1800元/站/年，当采用场景十一的整合方案时，可以节约两个铁塔平台占用数，预估可节约3800元/站/年，当采用其余场景整合天面时，将不会额外增加铁塔平台占用费，每年只增加0.1个产品单元的租费，将大大减少运营商成本支出。

4 结束语

本文在分析现网基站天面资源现状的基础上，根据现网基站系统数及天线数情况细分为十二大场景，针对每种场景提出了具体的天面整合方案，并通过测试验证了整合方案的可实施性，同时分析了各种场景下每年铁塔租赁费用的压降情况，为目前天面资源受限情况下5G基站建设提供了经济快捷的解决方案。