5G建設面臨的挑戰(zhàn)及解決方案

楊桂川 許江 楊波

摘要：為了解決現(xiàn)階段5G建設的挑戰(zhàn)，針對不同挑戰(zhàn)提出了相應解決方案。利舊站點2G/3G/4G/5G共存，天面資源非常緊張;5G的高帶寬對回傳業(yè)務的速率要求也迫使對承載設備的擴容，新設備的增加及設備擴容，使得站點功耗接近極限，動力配套也需擴容，使樓頂承重也面臨較大問題;5G高頻段造成損耗增加，輻射半徑減小，基站數(shù)量增多，輻射糾紛頻發(fā)的今天，新站點越來越難協(xié)調(diào)。

關鍵詞：天面資源;功耗;輻射;承重

中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）09-0016-02

0 引言

2020年初，中央密集部署“新基建”，“5G基建”列為“新基建”7大領域首要建設內(nèi)容，工信部也多次表示要加快5G商用步伐，加快5G基站建設力度。目前我國已新建超22萬個5G基站，預計年底5G基站將達到60萬個。目前的網(wǎng)絡現(xiàn)狀是2G/3G/4G/5G四張網(wǎng)絡共存，而高帶寬、低延時的需求使得5G網(wǎng)絡架構發(fā)生較大變化，傳輸設備、電源設備的增加使得基站側(cè)設備增多，從而對工程建設帶來一系列挑戰(zhàn)，提出系統(tǒng)的解決方案迫在眉睫。采用直流系統(tǒng)升壓供電，站點疊光方案配置和鐵鋰電池備用電源可解決動力配套問題。采用小基站、Massive MIMO和智能能耗管理可解決能耗問題。天面整改和騰退2G/3G網(wǎng)絡不僅可解決天面問題，還能緩解樓頂承重等問題。而正確宣傳與引導，也可解決輻射問題。

1 NSA模式5G基站建設面臨的挑戰(zhàn)

5G的網(wǎng)絡架構從NR演進分為NSA和SA兩種，NSA由于成本比SA低很多受到很多國家運營商青睞。在建網(wǎng)初期，我國運營商也首選NSA進行組網(wǎng)建設。NSA組網(wǎng)需要利用4G基站或者核心網(wǎng)，在建設時NSA比SA網(wǎng)絡更復雜、挑戰(zhàn)更艱巨。

1.1 4G與5G標準不統(tǒng)一

NSA模式的5G基站需錨定在4G基站，要求4G和5G基站要具有共建共享的聯(lián)動工作機制，但實際上4G與5G在網(wǎng)絡策略、數(shù)據(jù)體系、規(guī)范標準、運營理念、市場支撐、QOS調(diào)度策略、用戶遷移參數(shù)、VoLTE回落策略、TAC號段、gNodeB ID標準、路測數(shù)據(jù)格式、擴容標準、網(wǎng)管告警信息等都不統(tǒng)一，造成NSA組網(wǎng)困難重重。

1.2 移頻工作難度大

5G工作頻率大，信號衰減大，覆蓋面積小，低頻段是運營商夢寐以求想要獲得的。中國移動5G建設中，需要將原LTE的37900和38098兩個頻點退出，使用40936、40140和41140，但后兩個頻點終端支持度太低?，F(xiàn)網(wǎng)中4G對5G干擾影響很大。

1.3 利舊站點空間受限

NSA需要利用4G站點實現(xiàn)5G功能，在建設時需要對4G基站進行升級改造，例如要考慮新增電源柜和蓄電池，需要擴容或新增交換機和傳輸設備，加之新增的5G設備，造成基站機房擁擠，達不到4G和5G建設標準需求，為后續(xù)維護工作帶來不便。

1.4 基站天面空間受限

5G采用了Massive MIMO技術，32T32R和64T64R為5G AAU的主流設備。大規(guī)模天線的重量沉重、體積龐大，在這期間存在2G、3G、4G、5G天線共存的情況，造成本就空間不足的天面無法再容納5G AAU。

2 SA模式5G基站建設面臨的挑戰(zhàn)

2.1 新站點難以協(xié)調(diào)

SA組網(wǎng)模式下，5G核心網(wǎng)和基站建設都獨立于4G網(wǎng)絡。利舊基站本就空間狹小，無法再容納5G新設備加入。近年不時有住宅小區(qū)居民投訴基站輻射，運營商不得不關?；镜男侣?，加之住宅小區(qū)物管亂象，大大增加了建設成本，嚴重影響了5G基站在住宅小區(qū)的正常建設部署。

2.2 SA基站建設成本高

2019年中國移動投資240億建設5萬個5G基站，整個建設成本算下來，建設一個5G基站需要48萬元。高昂的成本讓運營商望而卻步，寧愿建設NSA。

3 5G基站建設解決方案

3.1 加大電磁輻射科普宣傳

運營商可組織人員到社區(qū)、廣場等地做科普宣傳，讓民眾認識電磁波輻射相關知識;大中小學也可舉辦類似電磁波科普講座或者游園活動;也可利用網(wǎng)絡平臺進行科普宣傳，以文字、圖片和視頻等素材相結(jié)合的方式，消除全民對基站電磁輻射產(chǎn)生的誤解。

3.2 偽裝天線整改方案

對于民眾對電磁輻射敏感問題，在住宅小區(qū)可將AAU偽裝成空調(diào)外機、水箱等設備，街道覆蓋可將天線偽裝成燈桿等基礎設施，以消除民眾對輻射的心理負擔。

3.3 鼓勵SA 5G網(wǎng)絡建設

2019年6月，中國政府及運營商先后出臺文件，從2020年1月1日起，不再允許僅支持NSA的5G手機入網(wǎng)，換句話說，5G手機必須具備SA的模式。從政策層面支持了SA 5G網(wǎng)絡的建設。深圳政府出臺政策《深圳市人民政府印發(fā)關于率先實現(xiàn)5G基礎設施全愛蓋及促進5G產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展若干措施的通知》，表示將對每個SA模式建設的基站給予1萬元獎勵。

從3GPP TSG-RAN第72次全體大會上，共提出了7個5G的網(wǎng)絡架構選項，從演進路線上看，全球NSA終究會演進到SA。因此，短期建設是NSA投資少，但從長遠考慮，SA不僅支持eMBB和mMTC，還能支持uRLLC，uRLLC可提供低時延、高可靠連接的業(yè)務，可應用在無人駕駛、工業(yè)自動化、AR、VR等領域，5G的uRLLC是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和智能制造必不可少的網(wǎng)絡支持，但NSA不能支持uRLLC。

3.4 天面整改方案

在新增抱桿不能實現(xiàn)的情況下，對天面整改是比較有效的一種方案，將現(xiàn)網(wǎng)中2G、3G、4G站址天面資源進行整合，用支持2G、3G、4G的多模天線代替，可節(jié)省部分天面空間。天線抱桿承重問題、抱桿安裝環(huán)境問題也要在整改考慮范圍內(nèi)[1]。

3.5 電源供電解決方案

由于5G網(wǎng)絡建設新增設備，導致利舊基站供電不足問題，可采用直流系統(tǒng)升壓方案解決短期供電問題，在農(nóng)村、山區(qū)可采用光伏電站等方案解決。采用站點疊光方案，可低成本解決基站供電不足問題。

為了保障UPS系統(tǒng)，可將傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池組替換成鐵鋰電池組，鐵鋰電池可以循環(huán)放電，從體積、工作溫度、備電能力等方面均優(yōu)于傳統(tǒng)鉛酸電池組，不僅可有效解決供電問題，還可有效節(jié)省基站空間[2]。

4 結(jié)語

在5G建設過程中，會遇到各種挑戰(zhàn)，但是在國家和全國人民的大力支持下，在通信建設者的共同努力下，會攻堅克難，完成國家對5G建設的總部署，為我國建設全面小康社會和工業(yè)強國鋪設好網(wǎng)絡高速公路。

參考文獻

[1] 蔡銘凱，廖敏，劉磊.面向5G演進的現(xiàn)有天面整改方案[J].廣東通信技術，2019（8）：55-58.

[2] 于利輝.5G站點電源面臨的挑戰(zhàn)及解決方案研究[J].通信電源技術，2019（5）：210-211.