某地区5G 网络规划设计研究

魏文勇

（中通服咨询设计研究院有限公司，江苏 南京 210019）

0 引 言

某地区的经济发展水平较高，地区内5G 网络部署较为完善，网络建设水平较高。如何进一步优化5G 网络的规划设计，提升5G 网络运行的高效性、稳定性和安全性成为当前急需解决的问题[1]。文章以某地区的部分片区为例，根据区域内实际情况分析5G 网络规划的设计需求，科学规划5G 网络部署。与此同时，技术人员应当考虑原本4G 基站的延续使用问题，提出反向开通4G 基站的方法，促使区域内仍然存在的4G 基站与新建5G 基站相衔接，形成5G 网络整体架构。同时，考虑到5G 网络运行会受到周围因素干扰，需要消除D 频段同频干扰。

1 需求分析

5G 网络具有连接广、速率高、速度快以及延时低等特点。在本地区政府2022—2023年的工作报告中，明确提出要推进5G 网络建设、全覆盖5G 网络运行区域试点。基于此，本地区各运营商纷纷开展试验点，利用5G 网络进行虚拟现实（Virtual Reality，VR）全景、26 路4K 视频直播等方式，拓展5G 技术的应用范畴。地方政府与通信公司纷纷签订相关战略合作协议，旨在推动地区数字经济发展、加快智慧城市建设、提高本地区内5G 技术应用水平，增加5G 技术覆盖率[2]。

目前，通信公司已经在地区内的会展中心、机场、地铁及商业中心圈等位置建立试点。5G 网络试点建立分为3 个阶段，一是在各个目标区域建立试点；二是拓展应用场景，开展具体合作；三是在本地区内实现5G 信号的覆盖，为下一阶段5G 网络发展做准备。地区5G 网络规划设计的基本需求是从点到面推广5G网络，在运行过程中扩大试验点基站的规模，在区域内实现5G 网络信号的大规模覆盖。

2 5G 网络规划

根据某地区上一代网络技术的应用情况，可知5G 与4G 之间存在明显的频谱效率差异、传输速率差异。因此，在5G 网络规划时，技术人员需要考虑4G与5G网络之间的传输速度差异、5G网络覆盖范围，了解5G 技术与原有设备之间的兼容情况，形成5G网络的规划思路。一是把握5G 技术的无线通信特点，合理设置信息发送频率。二是根据本地区的移动通信频谱资源进行规划，尽可能利用原有设备与用户信息，减少资源浪费，使新的技术可以兼容以前的技术[3]。三是考虑5G 技术普及的小基站多天线模式需求，选择合适的地理位置设置小基站，尽量让通信信号覆盖各个地区，具体流程为估算网络规模、规划站址、提出无线网络建设方案与参数优化方案[4]。

3 5G 网络规划的设计要点

某地区5G 网络完善发展的周期较长，现阶段地区内的5G 网络规划设计以非独立组网（Non-Standalone，NSA）为主。由于本地区原有的基站分布，且室内深度覆盖需求剧增，网络规划初期需要面临较多原有网络升级调整问题。同时，在5G 网络优化方面，频率问题、同频干扰问题不容小觑。因此，技术人员将反向开通4G 基站、消除D 频段同频干扰作为5G 网络规划设计的关键环节。

3.1 反向开通4G 基站

技术人员利用现有网络终端，对5G 反向开通4G 基站，充分发挥4G 中的多进多出（Multiple-Input Multiple-Output，MIMO）优势。根据某地区现阶段的4G 系统情况，发现难以在较低频段终端中增加大量的天线数量，若盲目增加天线数量，会弱化终端峰值速率提升能力。原本4G 网络中的3D MIMO 主要采用空间分集技术、空间复用技术、波束赋形技术等多种技术，以深入发掘可增强的基站覆盖区域，寻找提升基站容量的切入点。在5G 有源天线单元（Active Antenna Unit，AAU）中使用64×64 的3D MIMO 技术，提升覆盖率、基站吞吐量。这样的规划方案可以有效降低5G 网络的高频建网成本。此外，分析现网终端的支持能力，依托现存支持力优化通信网络规划。

技术人员根据某地区原有通信网络渗透率判断D3、D7、D8 的等效载波能力，针对2 575 ～2 615 MHz 的D1、D2 频段，采用现网终端支持；针对2 615 ～2 635 MHz 的D 频段、2 635 ～2 655 MHz的D7 频段、频分双工（Frequency Division Duplexing，FDD）1 800 MHz 频段均采用现网终端支持；2 655 ～2 675 MHz 的D8 频段的46.23%采用现网终端支持，其余部分采用5G 新建网络终端支持[5]。此外，技术人员需要对现有终端设备与新建5G 终端的衔接进行协同优化。为更高效地利用D 频段的频谱资源，技术人员将D 频段2 515 ～2 615 MHz 的100 MHz 设置为5G 频段，将2 615 ～2 675 MHz 的60 MHz 设置为4G频段。同时，为提升原有4G 终端与新建5G 终端之间的衔接性，需要优化分配通信功率，以AAU 双模替换8T 模块后指标平滑、关键绩效指标（Key Performance Indicator，KPI）不下降为功率分配目标[6]。

3.2 消除D 频段同频干扰

为让长期演进（Long Term Evolution，LTE）与新空口（New Radio，NR）上、下行的转换点对齐，避免上、下行频段对5G 通信网络造成严重干扰，需要让NR 帧头提前2 ms，采用5 ms 单周期进行排列。子帧排列如图1 所示，其中第一排代指4G 特殊子帧，第二排代指5G 特殊子帧，第三排代指4G 时隙配比，第四排代指5G 时隙配比。技术人员采用偏移配置的方法优化4G 现网和5G 网络的D 频段帧头，根据4G网络提前700 μs 的情况，将5G 配置提前2.7 ms。

图1 子帧排列

技术人员根据D 频段退频、移频调整参数下。一是配适退频，在D1、D2 退频之前，在某地区5G网络规划目标区域内建设基站、配置终端设备。NR测试区域退频之后，删除D1 相关测量频点，在峰值速率演示区域内设置站点[7]。二是配适移频，利用移频工具修改频点，切换测量频点。针对部分区域内的老旧终端设备，放入基站内的国际移动设备识别码（International Mobile Equipment Identity，IMEI）黑表，不再对其进行频点的测量与切换。三是采用干扰消除法，尽可能弱化D 频段同频干扰。首先，技术人员利用话务统计管理数据筛查全网情况，排查区域内的干扰源，对上下行干扰源进行识别，以便定位同频干扰[8]。其次，定位互相干扰与自干扰场景，确定某城市的5G 网络覆盖区域、同频干扰小区。最后，针对4G 网络D 频段干扰5G 网络的情况，采用D 频段退频、频带与干扰测量、干扰调度以及开启60 MHz频谱3 个方法进行优化。四是针对自干扰情况，调整有源天线单元（Active Antenna Unit，AAU）的方位、角度、高度、下倾角度以及功率等参数，至此完成优化。

根据某地区的5G 网络需求对5G 网络整体进行规划设计，并针对5G网络规划中存在的4G现有基站、D 频段同频干扰两项问题采取措施，提升5G 网络的运行稳定性[9]。

3.3 连片优化

连片优化是进一步优化5G 网络的有效手段，技术人员根据某地区实际情况，对目标区域进行连片覆盖优化。原有通信网络中包含15 个4G 网络站点，42 个现网4G 扇区（包含3 扇区单频组网宏站、2 扇区小路灯）。为顺利实现原有4G 网络与5G 网络的优化，技术人员选择部分现有站址进行复用，剔除原有网络中的3 个超高站点，其余12 个站点配合5G形成整体网络。

考虑到原有4G 网络以F 频段作为室外连续覆盖，以D 频段作为热点区域重叠覆盖，且5G 网络使用频段较高，现有站址的密度无法满足5G 网络需求，因此需要进行补点规划[10]。技术人员在现有站址复用并升级5G 的基础上设计补点覆盖规划。

4 结 论

5G 背景下，网络技术水平持续提高，在5G 网络规划设计、建设部署方面初步取得成效，为人们的生活与工作带来诸多便利。完善5G 网络、优化5G网络的规划、科学设计5G 网络体系是地区通信网络发展的重要基础，也是地区社会建设、积极发展的关键手段。5G 网络的规划设计不仅包括5G 网络的架构建设，也涉及5G 与4G 网络的衔接、同频干扰的弱化消除等。今后，应当持续深入研究5G网络规划设计，在对现有站址升级的基础上进行补点，提升5G 网络连片覆盖效果，增强5G 网络运行的安全性与高效性。