淺析天面資源整合在5G工程建設(shè)中的應(yīng)用

左偉麗 李鏡碧 賈金輝

一、背景

5G時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨，第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)面向2020年及未來(lái)，與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)互為驅(qū)動(dòng)，將解決多樣化場(chǎng)景下差異化性能指標(biāo)帶來(lái)的挑戰(zhàn)[1]。5G通信技術(shù)的應(yīng)用，代表著移動(dòng)通信將從“人與人的連接”升級(jí)為“人與物、物與物的連接”，最終達(dá)到“萬(wàn)物互聯(lián)”。無(wú)線技術(shù)領(lǐng)域5G網(wǎng)絡(luò)采用超密集組網(wǎng)的方式，采用了大規(guī)模天線陣列、新型多址和全頻譜接入等關(guān)鍵技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域采用了基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）的新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。5G網(wǎng)絡(luò)各方面技術(shù)的革新和變化促使5G基站數(shù)量翻倍，5G的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備功耗和重量大幅增加，這對(duì)塔桅天面配套、基站電源配套、基站傳輸配套、節(jié)點(diǎn)機(jī)房配套提出了更高要求。因此，對(duì)現(xiàn)有天饋資源的整合以及基站配套的改造，將有利于5G網(wǎng)絡(luò)的快速建設(shè)和發(fā)展。

二、天面資源整合的必要性

對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求推動(dòng)了移動(dòng)通信技術(shù)的持續(xù)演進(jìn)，面對(duì)5G極致的體驗(yàn)、效率和性能要求，以及“萬(wàn)物互聯(lián)”的愿景，對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)提出了技術(shù)上的、商業(yè)模式上的全新的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。從移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)主要應(yīng)用場(chǎng)景、業(yè)務(wù)需求及挑戰(zhàn)出發(fā)，5G的應(yīng)用主要體現(xiàn)在連續(xù)廣域覆蓋、熱點(diǎn)高容量、低功耗大連接和低時(shí)延高可靠性四個(gè)技術(shù)場(chǎng)景[1]。所有這些應(yīng)用都要求5G網(wǎng)絡(luò)通過(guò)超密集組網(wǎng)來(lái)增強(qiáng)覆蓋，引入新的多址技術(shù)、MissiveMiMo技術(shù)、新雙工模式來(lái)增加頻率效率，需要通過(guò)頻譜拓展、頻譜共享、大規(guī)模聚合等技術(shù)來(lái)增大帶寬，需要進(jìn)行更好的干擾管理來(lái)提升SINR。

5G系統(tǒng)的能力指標(biāo)要求用戶有更好的體驗(yàn)速率0.1-1 Gpbs）、更短的端到端時(shí)延ms級(jí)別）、更大的連接數(shù)密度600萬(wàn)個(gè)/Km2）、更高的峰值速率Gpbs量級(jí)）、更好的移動(dòng)性500Km/h）等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。最終要達(dá)到實(shí)現(xiàn)數(shù)十倍的頻譜效率的增加、數(shù)百倍的能效增加、數(shù)百倍的成本效率的增加。

隨著5G無(wú)線和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的創(chuàng)新，5G網(wǎng)絡(luò)對(duì)工程建設(shè)和部署提出新要求，為了提供更高網(wǎng)絡(luò)容量和更好網(wǎng)絡(luò)覆蓋，同時(shí)降低網(wǎng)絡(luò)部署尤其是超密集網(wǎng)絡(luò)部署的復(fù)雜度和成本，又要具備靈活可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以適應(yīng)用戶和業(yè)務(wù)的多樣化需求，靈活高效地利用各類頻譜，包括對(duì)稱和非對(duì)稱頻段、重用頻譜和新頻譜、低頻段和高頻段、授權(quán)和非授權(quán)頻段等，需要更強(qiáng)的設(shè)備連接能力來(lái)應(yīng)對(duì)海量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的接入。

以上5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)指標(biāo)等的要求，給5G無(wú)線宏站工程建設(shè)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。5G網(wǎng)絡(luò)使用了更高的頻率，意味著同樣掛高的天面覆蓋同樣的區(qū)域，在5G網(wǎng)絡(luò)工程中就需要建設(shè)更多的基站，對(duì)運(yùn)營(yíng)商最大的挑戰(zhàn)將是成本的增加，因此5G基站必須要天面掛高優(yōu)，以保證網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，降低運(yùn)營(yíng)商成本。經(jīng)過(guò)數(shù)年來(lái)2G、3G、4G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，現(xiàn)有優(yōu)秀的天饋配套基本已被2G、3G、4G的天線占用完畢。且目前運(yùn)營(yíng)商的2G網(wǎng)絡(luò)，特別是聯(lián)通基本已經(jīng)退網(wǎng)完畢，剩余3G和4G網(wǎng)絡(luò)，可有效利用多端口天線，進(jìn)行3G和4G的天面資源整合，提高5G掛高，節(jié)約天面空間，節(jié)約維護(hù)成本和塔租成本。

三、天面資源整合方案和結(jié)果

目前各個(gè)運(yùn)營(yíng)商正在進(jìn)行大規(guī)模的5G基站建設(shè)，中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)電信開展了5G共建共享工作，河南聯(lián)通在集團(tuán)共建共享工作的指導(dǎo)思想下，提出了“做優(yōu)5G共建一張網(wǎng)，帶動(dòng)4G共享一張網(wǎng)，推動(dòng)3G減掉一張網(wǎng)”的總體思路，通過(guò)以上思路進(jìn)行5G共建共享方案編制，最終要構(gòu)建感知領(lǐng)先、覆蓋完善、結(jié)構(gòu)極簡(jiǎn)、彈性開放的匠心網(wǎng)絡(luò)。本文選取典型站點(diǎn)進(jìn)行天面資源整合方案制定，整合后對(duì)3，4G網(wǎng)絡(luò)的影響進(jìn)行了簡(jiǎn)單測(cè)試分析，闡述天面整合對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響大小。

3.1 XX基站天面整合方案

本基站為4層樓頂15米增高架，覆蓋大中專院校，處于人員密集區(qū)域。天面現(xiàn)狀： 1平臺(tái)天面為聯(lián)通2G +3G 3副四端口大天線。第二平臺(tái)為聯(lián)通4G 1800+4G2100擴(kuò)容，為3副4端口高頻天線。本次為了安裝5G，整合一二平臺(tái)聯(lián)通天線，在第二平臺(tái)新裝六端口高頻天線，合路聯(lián)通3G和4G設(shè)備，2G退網(wǎng)，不再占用天線端口，騰出第一平臺(tái)安裝5G設(shè)備。

3.2天面資源整合前后效果對(duì)比

1.整合前后3G/4G工參信息

由于本文篇幅有限，4G網(wǎng)絡(luò)詳細(xì)測(cè)試數(shù)據(jù)僅展示了RSRP 和SINR值，從測(cè)試數(shù)據(jù)分析看，整合后4G天線高度未降低，僅更換天線，4G網(wǎng)絡(luò)的RSRP值、SINR值、以及上下行速率等各個(gè)指標(biāo)參數(shù)波動(dòng)范圍較小，從以上數(shù)據(jù)分析，可暫得出結(jié)論，整合對(duì)4G網(wǎng)絡(luò)影響較小，在可控范圍內(nèi)。

由測(cè)試數(shù)據(jù)分析得出，整合后3G天線高度降低，3G網(wǎng)絡(luò)的RSCP值、Ec/Io值等各個(gè)指標(biāo)參數(shù)較整合前數(shù)據(jù)變好，由此推測(cè)和整合使用天線有關(guān)系，整合新增6端口天線為新型智能天線，比原來(lái)使用的2/3G 天線波束、增益、極化方式等方面都更優(yōu)，所以整合天面對(duì)3G網(wǎng)絡(luò)影響較小，亦在可控范圍內(nèi)。

四、結(jié)束語(yǔ)

從前述分析可知，隨著5G網(wǎng)絡(luò)的不斷建設(shè)，5G網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際生活中的應(yīng)用不斷加深，若要提高5G的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，就要建設(shè)優(yōu)質(zhì)精品5G網(wǎng)絡(luò)，因此目前現(xiàn)有的2/3/4G天面資源整合為5G騰退優(yōu)質(zhì)天面高度是必須的，通過(guò)以上分析發(fā)現(xiàn)，天面資源整合對(duì)目前網(wǎng)絡(luò)影響較小，是在可控范圍內(nèi)的，因此可在實(shí)際建設(shè)中進(jìn)行擴(kuò)展推廣，為建設(shè)5G賦能未來(lái)提供更大的可能性。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1]通信與廣電工程專業(yè)技術(shù) P37