基于多維度數(shù)據(jù)的5G站址選擇評(píng)估體系

宋巍 鄭志剛 顧翀

【摘? 要】中國(guó)移動(dòng)5G網(wǎng)絡(luò)采用D頻段2.6 GHz頻段作為組網(wǎng)的主要頻率，為了快速解決現(xiàn)網(wǎng)站址適用于5G網(wǎng)絡(luò)的有效性問(wèn)題，基于現(xiàn)有D頻段的站址情況和仿真數(shù)據(jù)，考慮現(xiàn)網(wǎng)4G頻段站點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)MR數(shù)據(jù)分布、話務(wù)數(shù)據(jù)分布和其他數(shù)據(jù)，通過(guò)站址選擇評(píng)估，選擇現(xiàn)網(wǎng)站址用于5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

【關(guān)鍵詞】站間距;拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);MR數(shù)據(jù)

China Mobile's 5G network adopts the D-band of the 2.6GHz frequency as the main frequency for networking. In order to quickly solve the effectiveness issue of current sites for 5G networks， this paper considers the network structure of current 4G network sites based on the existing D-band site conditions and simulation data. Combining the distributions of MR data， traffic data and other data on the existing network， the current sites are selected for 5G network construction through the site selection and evaluation.inter-site distance; topological structure; MR data

0? ?引言

目前，工信部已正式向各運(yùn)營(yíng)商發(fā)布5G頻率使用許可，中國(guó)移動(dòng)已獲得批復(fù)的頻段是2 515 MHz—2 675 MHz以及4 800 MHz—4 900 MHz。其中2 575 MHz—2 635 MHz頻段為中國(guó)移動(dòng)現(xiàn)有的TD-LTE（4G）使用頻段。中國(guó)移動(dòng)經(jīng)過(guò)近7年的建設(shè)，4G網(wǎng)絡(luò)站址日趨完善，在5G網(wǎng)絡(luò)首先覆蓋的城區(qū)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如何通過(guò)有效的方法進(jìn)行判斷，在現(xiàn)有站址中找出最佳站址，是5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中面臨的一項(xiàng)重要任務(wù)。

由于需要利用大量現(xiàn)網(wǎng)站址，5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和4G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃有一定的相似性，但是5G網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)特性又決定了5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃不能完全沿用4G D頻段的網(wǎng)絡(luò)站址，另外，4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過(guò)程中的復(fù)雜性決定了部分的4G網(wǎng)絡(luò)站址存在一定的不足，無(wú)法完全滿足5G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋需求。本文通過(guò)對(duì)試驗(yàn)區(qū)域的仿真發(fā)現(xiàn)適合本區(qū)域的合理的網(wǎng)絡(luò)覆蓋結(jié)構(gòu)，通過(guò)話務(wù)數(shù)據(jù)、MR數(shù)據(jù)、站址數(shù)據(jù)等多維度數(shù)據(jù)建立站址選擇評(píng)估體系，精確識(shí)別高價(jià)值站點(diǎn)，確定高優(yōu)先級(jí)站址。

1? ?網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)仿真

對(duì)于5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，最有效的方法是通過(guò)仿真找到能滿足5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋特性的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)，在沿用4G仿真規(guī)劃參數(shù)的基礎(chǔ)上，部分參數(shù)需要改動(dòng)，在規(guī)劃仿真時(shí)要特別注意，主要參數(shù)設(shè)置如下。

5G網(wǎng)絡(luò)新建時(shí)，需要考慮將天線功率的240 W中一部分功率預(yù)留給3D MIMO，根據(jù)預(yù)留的載波數(shù)不同，可將NR天線功率設(shè)置為不同值，例如現(xiàn)階段選擇120 W或者150 W作為NR天線功率。

5G終端和LTE相比，最大發(fā)射功率為26 dBm。

穿透損耗據(jù)杭州多場(chǎng)景、多材質(zhì)的實(shí)測(cè)結(jié)果，最終測(cè)算出穿透損耗值為13.5 dB。

LTE天線和RRU直接采用饋線連接，存在饋線損耗。NR AAU將天線與RRU進(jìn)行合并，不存在饋線損耗。

本次5G仿真規(guī)劃，采用射線追蹤模型，通過(guò)軟件集成導(dǎo)入模型[1]，如果需要采用其他傳播模型，在仿真時(shí)需要進(jìn)行設(shè)置。

對(duì)于現(xiàn)網(wǎng)站址，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的合理性和4G網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)的重要性，將現(xiàn)網(wǎng)站址分為必選站址、候選站址和新增站址三類(lèi)，通過(guò)逐級(jí)增加的方式進(jìn)行仿真，最終得出滿足網(wǎng)絡(luò)覆蓋的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

如圖1所示，依據(jù)仿真結(jié)果，某地5G網(wǎng)絡(luò)達(dá)到連續(xù)覆蓋的站間距為330m，平均站高38m，根據(jù)定向站點(diǎn)覆蓋半徑與站間距關(guān)系，站間距330m時(shí)單站覆蓋半徑為220m。

2? ?站址選擇評(píng)估體系

如圖2所示，站址評(píng)估體系共分三個(gè)模塊，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)評(píng)估、話務(wù)因素評(píng)估和覆蓋因素評(píng)估，三個(gè)模塊加權(quán)評(píng)分得出站址評(píng)估的最終得分，站址得分排序，可以較為直觀地反應(yīng)站點(diǎn)的重要性。

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)評(píng)估根據(jù)目標(biāo)覆蓋區(qū)域的理想網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[2]，對(duì)現(xiàn)有站址結(jié)合站間距和站高，考慮重疊覆蓋度，分段評(píng)估站點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)得分。話務(wù)因素評(píng)估主要考慮該站點(diǎn)覆蓋下用戶價(jià)值因素，該站點(diǎn)日均流量越高，話務(wù)因素得分越高;覆蓋因素評(píng)估主要通過(guò)用戶的MR上報(bào)評(píng)估該站點(diǎn)的實(shí)際覆蓋面積[3]。

2.1? 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)評(píng)估

根據(jù)建設(shè)區(qū)域的仿真結(jié)果，建設(shè)區(qū)域內(nèi)達(dá)標(biāo)的平均站間距為330 m，平均站高為38 m。根據(jù)定向站點(diǎn)覆蓋半徑與站間距關(guān)系，站間距330 m時(shí)單站覆蓋半徑為220 m。站間距小于220 m時(shí)，單站覆蓋為150 m，站高需控制在25 m以內(nèi)。同時(shí)，根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試結(jié)果，站高超過(guò)55 m的，站點(diǎn)的重疊覆蓋度超過(guò)35%，站高低于15 m，站點(diǎn)的MR弱覆蓋比例超過(guò)5%，評(píng)估體系通過(guò)站高和站間距的二維評(píng)估得分計(jì)算網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)評(píng)估得分。

對(duì)于一個(gè)站址，該站址的站間距為周?chē)齻€(gè)最近站點(diǎn)與本站的站間距平均值，考慮到5G網(wǎng)絡(luò)同頻系統(tǒng)的干擾，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)評(píng)估得分傾向于站間距分布在平均站間距周?chē)?，小于平均站間距越多，得分越低，具體評(píng)估體系如表1所示：

2.2? 話務(wù)因素評(píng)估

話務(wù)因素評(píng)估主要體現(xiàn)現(xiàn)網(wǎng)站點(diǎn)的用戶流量分布情況，網(wǎng)絡(luò)流量越高，說(shuō)明該站點(diǎn)覆蓋范圍內(nèi)的用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)的使用度越高，對(duì)于未來(lái)5G網(wǎng)絡(luò)的eMBB業(yè)務(wù)的需求度也可能越高，需要優(yōu)先考慮部署5G網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于話務(wù)因素，采用本站址下所有4G系統(tǒng)的日均流量之和作為評(píng)判依據(jù)，根據(jù)流量進(jìn)行分段打分，具體評(píng)估體系如表2所示。

2.3? 覆蓋因素評(píng)估

覆蓋因素評(píng)估主要體現(xiàn)現(xiàn)網(wǎng)基站的覆蓋能力，通過(guò)MR上報(bào)信息和定位計(jì)算，確定該站點(diǎn)的實(shí)際覆蓋范圍，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)仿真，確認(rèn)本覆蓋區(qū)域內(nèi)單站覆蓋面積為0.09 km2。站點(diǎn)覆蓋面積大于0.09 km2的，該項(xiàng)評(píng)估得1分，小于0.09 km2的，得分為實(shí)際面積/0.09。

2.4? 站點(diǎn)選擇評(píng)估

通過(guò)上述評(píng)估，現(xiàn)網(wǎng)站點(diǎn)的評(píng)估得分為上述三項(xiàng)的加權(quán)得分：站點(diǎn)最終評(píng)估得分=網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)評(píng)估得分×權(quán)重1+話務(wù)因素評(píng)估得分×權(quán)重2+覆蓋因素評(píng)估得分×權(quán)重3? ? ?（1）

各項(xiàng)權(quán)重可以根據(jù)具體情況設(shè)置，本文以網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)評(píng)估權(quán)重0.5，話務(wù)因素評(píng)估權(quán)重0.3，覆蓋因素權(quán)重0.2為例，考慮分?jǐn)?shù)在0.5分以上的站址作為重要站點(diǎn)，對(duì)于重要站點(diǎn)，在5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和建設(shè)中應(yīng)確保這些站點(diǎn)的建成率，減少站址變更率，確保站址的有效利用。

3? ?結(jié)束語(yǔ)

5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃由于頻率和4G現(xiàn)網(wǎng)接近，因此可以通過(guò)大量現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行反向模擬，可以很好地體現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋情況，同時(shí)，仿真的準(zhǔn)確度趨于精準(zhǔn)，也可以對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋有一定的直觀呈現(xiàn)，多維數(shù)據(jù)的混合運(yùn)用，使5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃日趨精準(zhǔn)，建立多維的5G站址評(píng)估體系，可以很好地通過(guò)大數(shù)據(jù)對(duì)現(xiàn)有站址精準(zhǔn)評(píng)估，最大限度地利用好現(xiàn)網(wǎng)有效和高價(jià)值的站址，使之成為未來(lái)5G網(wǎng)絡(luò)的有效支撐。

參考文獻(xiàn)：

[1]? ? 張華，李懿，堯文彬，等. 2.6GHz頻段傳播模型校正及分析[J]. 電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化， 2011，24（9）： 5-8.

[2]? ? ?岳勝，于佳，蘇蕾，等. 5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計(jì)[M]. 北京： 人民郵電出版社， 2019.

[3]? ? ?鄧安達(dá)，高松濤，程日濤，等. 5G NSA組網(wǎng)技術(shù)方案研究[J]. 移動(dòng)通信， 2019，43（6）： 16-20.