5G網(wǎng)絡通信基站的建設與運維管理

摘要：針對大規(guī)模開展5G網(wǎng)絡通信基站建設與改造現(xiàn)狀，以解決無線5G網(wǎng)絡通信基站規(guī)劃建設與運行維護難題為出發(fā)點，分析基站專項規(guī)劃思路，并對建設中應用的MR技術、64QAM技術、抗干擾技術進行詳細探究，最終提出基站的運維管理要點，以期利用網(wǎng)絡參數(shù)模型、故障精準定位、規(guī)范化維護、確保無線資源工參準確性，提高日常維護效率與效果。

關鍵詞：5G網(wǎng)絡通信基站；建設；關鍵技術；運維管理

大規(guī)模開展5G網(wǎng)絡通信基站建設是我國深化無線網(wǎng)絡整體建設的重要舉措，也是實現(xiàn)國家信息化進入飛躍式發(fā)展階段的關鍵行動?；诙嗄甑奶剿?，目前將5G網(wǎng)絡通信接入用戶寬帶已成為流行趨勢，且市場逐步完善，5G網(wǎng)絡通信衍生出的各個產業(yè)鏈條也逐步降低資源成本、提高技術通用性，使5G網(wǎng)絡通信整體造價大幅下降，因此，具備規(guī)?；ㄔO5G網(wǎng)絡通信基站的先決條件。但在批量化建設過程，各地區(qū)還需探索出科學可行的批量建設模式，基于此，對5G網(wǎng)絡通信基站建設與運維管理的探究具有必要性。

一、5G網(wǎng)絡通信基站專項規(guī)劃思路

（一）規(guī)劃思路

5G網(wǎng)絡通信基站專項規(guī)劃中，首先要著眼未來網(wǎng)絡發(fā)展方向以及5G網(wǎng)絡通信在多領域的應用，充分考慮智慧城市建設、媒體及信息娛樂應用、公共安全等多方面要點，結合現(xiàn)有網(wǎng)絡結構單元的具體情況，對接運營商的實際需求，制定優(yōu)先共享等建設策略確?，F(xiàn)有資源得到充分利用，保障網(wǎng)絡覆蓋需求得到滿足。接下來，針對性地完成通信方案編制，需要融合城鄉(xiāng)規(guī)劃，形成合理的通信規(guī)劃思路，并建立起站址資源庫，囊括新建基站資源庫、現(xiàn)有基站資源利用資源庫以及儲備資源庫[1]。最后，為保證獲得最優(yōu)規(guī)劃方案，規(guī)劃內容科學合理，規(guī)劃目標最大程度與建設目標保持一致，需要進一步對規(guī)劃細節(jié)進行分析與研究，主要包括以下方面：

第一，分析規(guī)劃內容的合理性與精準性，形成規(guī)劃方案后必須嚴格執(zhí)行。規(guī)劃方案是指導基站建設的重要依據(jù)，作用與意義重大，形成基站的規(guī)劃方案后可以對具體建設范圍進行確定，從而在合規(guī)合法下完成基站與基建建設，但必須保障規(guī)劃方案在基站建設中嚴格、準確執(zhí)行，避免基站實際建設中出現(xiàn)偏差。

第二，提高運營商需求分析深度，確?；竟蚕砺?。5G基站規(guī)劃、建設、綜合評估、資源整合過程中，應始終遵循集約化原則，基于此，全面掌握運營商現(xiàn)有基站建設與運營情況，結合即將建設新基站，從整體角度出發(fā)對目標網(wǎng)絡進行規(guī)劃整合，以期現(xiàn)有基站、網(wǎng)絡資源得到充分利用，并達到預期網(wǎng)絡覆蓋率，克服5G基站建設中的問題，在不影響基站共享率基礎上，減少基站建設數(shù)量。

第三，明確運營商未來發(fā)展方向，提前展開儲備規(guī)劃工作。5G基站規(guī)劃過程中，要深入分析運營商自身的網(wǎng)絡規(guī)劃情況以及未來的發(fā)展走向，且統(tǒng)籌布局應始終圍繞頻段及技術特征展開，并與當?shù)匾?guī)劃部門保持密切聯(lián)系，盡力爭取相關部門的協(xié)助與配合，盡早完成制定儲備方案工作，助力網(wǎng)絡技術發(fā)展，加速實現(xiàn)網(wǎng)絡建設目標。

（二）注意事項

規(guī)劃方案的制定屬于前期工作，嚴格、規(guī)范、有效地落實規(guī)劃才是真正訴求，實現(xiàn)前期工作價值的重要途徑。結合基站建設工作經(jīng)驗，5G基站建設專項規(guī)劃過程中，需要注意以下問題：

第一，精準對接運營商需求，規(guī)劃方案制定的核心目標是為運營商提供優(yōu)質服務，為此，規(guī)劃過程中必須始終與運營商相關部門進行密切溝通，準確了解運營商需求，提高協(xié)同工作效率，改變被動規(guī)劃局面，提高規(guī)劃針對性，從而將規(guī)劃方案審核周期縮短，高效完成網(wǎng)絡建設，加快基站共享速度，獲得運營商的高度認可。

第二，準確對接地區(qū)城鄉(xiāng)規(guī)劃，制定規(guī)劃過程中，為保證接口常態(tài)化，真正參與到當?shù)氐某青l(xiāng)規(guī)劃當中，要與當?shù)匾?guī)劃部門構建起科學的接口機制，從而從當?shù)赝ㄐ呕窘ㄔO與未來發(fā)展方面出發(fā)，對規(guī)劃方案進行綜合考量，既保證滿足運營商需求，也不與當?shù)匾?guī)劃發(fā)展出現(xiàn)沖突，從而使運營商存量基站以及新建基站資源擁有“身份證”，合法合規(guī)地完成基站建設，為日后的高效穩(wěn)定運營奠定堅實基礎。

第三，高效對接項目建設，為充分發(fā)揮規(guī)劃的指導作用，保證基站基礎建設生產力處于高水平，應做好與項目之間的對接，爭取基站早日投產、早日運營，明確已建設基站資源的具體情況，以最優(yōu)原則完成選址工作，確定實現(xiàn)網(wǎng)絡共享的最佳位置，保證與運營商需求一致；且加強對接也是保證規(guī)劃方案落地的關鍵措施，對提高基站資源利用效率有著重要現(xiàn)實意義。與地區(qū)規(guī)劃、建設項目之間的對接是順利建設5G網(wǎng)絡通信基站的關鍵，不僅能夠保證基站合法權益，使基站建設、運營均做到有法可依，也能夠為后續(xù)運營減少壓力，提高運營期間基站改善速率，實現(xiàn)三方共贏。

（三）基站專項規(guī)劃對現(xiàn)網(wǎng)配套的具體影響

5G網(wǎng)絡通信的最突出特點是頻譜資源需求大，從而要求頻率應始終保持在3GHz以上，但因小區(qū)半徑偏小問題，基站間距離不得過遠，因此決定5G基站建設數(shù)量遠遠超過4G基站，且5G基站功率以及設備都朝著小型化趨勢發(fā)展，兩者在配套上也呈現(xiàn)出截然不同的需求。

1.網(wǎng)絡部署

5G基站設備功耗以及天線數(shù)量均有所增加，基站處理能力大幅提高，也使能耗增加，要求機房等基礎設施按照更高標準建設。但為了節(jié)約成本，集中放置資源，可以提高資源利用率、共享率，通過減少基礎設施建設數(shù)量實現(xiàn)降低成本；而按照原基站布設規(guī)則，將導致網(wǎng)絡覆蓋范圍縮短至十余米，因此，必須增加基站數(shù)量，但應以小型基站為主，基于宏微結合方案解決現(xiàn)實問題。

2.分布式基站集中放置

目前網(wǎng)絡建設趨勢發(fā)生明顯改變，正從廣覆蓋向深層覆蓋轉變，因此，基站建設過程中需要更多資源作支持，但由于現(xiàn)有資源不配套問題，導致可用率下降，尤其是最初建設階段站點資源明顯不足，導致基站建設難度加大、建設效率下降、整體建設周期延長。因此，可以考慮分布式基站（如圖1所示），其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下方面：

第一，減少機房建設數(shù)量，降低基站整體造價。AAU分布式基站建設方案簡便，減少施工難題，提高建設效率。第二，利用DU集中配置資源，可以實現(xiàn)AAU站點遠距離覆蓋，也可以節(jié)約一部分資金，后續(xù)也可以在不影響電源正常供給下實現(xiàn)節(jié)能降耗。第三，分布式AAU基站可以將射頻與基帶兩個單元分離，從而使基站建設對機房物業(yè)基礎設施的要求降低，可以為物業(yè)協(xié)調工作減少一部分困難。利用分布式基站可以集中設置資源、拉遠配套建設，有效節(jié)約建設成本，并不對電源供給率造成影響，體現(xiàn)基站建設的綠色環(huán)保性。

3.微基站與宏基站結合

微基站發(fā)射功率介于1～5W之間，小的微基站發(fā)射頻率為百毫瓦級，其覆蓋范圍小，但微基站體積小、重量小，安裝與運維上均相對方便；宏基站覆蓋范圍大，但不方便安裝與運維。因此，實現(xiàn)兩者結合，可以在保證覆蓋效果的同時，降低基站建設難度。

4.確定5G基站未來發(fā)展方向

5G基站規(guī)劃不僅需要滿足目前建設需求，也要從長遠角度做出考慮。從網(wǎng)絡建設發(fā)展趨勢來看，未來扁平化特征更加突出，由此出現(xiàn)的集中放置問題對基站配套建設有了更高要求，需要將電源包含在內，考慮合理的解決方案；5G網(wǎng)絡通信中對通信質量有更高要求，可以采用高增益天線，因此，對桿塔等設施也提出高要求；基站越發(fā)小型化，為達到基本網(wǎng)絡需求，通過射頻上塔、帶電上塔等方式會發(fā)生諸多安全問題，這也亟待解決；城區(qū)網(wǎng)絡朝著微型化方向轉變，為避免影響資源利用率，建設具備隱蔽功能微基站，可以聯(lián)合路燈、監(jiān)控桿等多項資源進行應用，但實際操作中還面臨諸多實際問題需要解決；此外，諸多行業(yè)數(shù)據(jù)仍為條狀，大數(shù)據(jù)、信息化建設并不完善，關于用戶隱私保護、大數(shù)據(jù)開放方面還需要進一步優(yōu)化，在打破數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)狀、加快數(shù)據(jù)變現(xiàn)的同時，加強用戶隱私的保護[2]。

二、建設5G網(wǎng)絡通信基站的關鍵技術分析

（一）MR技術

MR技術是用于評估無線通信環(huán)境的技術手段，MR是測量報告的英文縮寫，其可以對通信網(wǎng)絡的UE狀態(tài)進行了解，獲取資源調度管理的依據(jù)，也可以上報用戶使用無線環(huán)境的真實情況，因此，利用MR技術可以客觀評價無線環(huán)境質量，真正反饋用戶的體驗情況。應用過程中，其采集信息并實時傳回給網(wǎng)絡管理員，網(wǎng)絡管理員對信息內容進行處理與分析，提取有價值內容，制定優(yōu)化無線網(wǎng)絡通信性能的方案，具體功能如下：覆蓋評估，其可以對移動通信中上下行信號強度進行渲染，準確、客觀識別網(wǎng)絡覆蓋弱盲區(qū)，整個過程高效、低耗；網(wǎng)絡質量分析，其實時采集24h×7天數(shù)據(jù)，對無線網(wǎng)絡的上下行通信質量進行分析；越區(qū)覆蓋分析，5G基站建設過程中越區(qū)覆蓋范圍如果過大，可能會對其他區(qū)域通信質量產生干擾，利用MR技術可以準確確定小區(qū)覆蓋邊界，快速判斷有無越區(qū)覆蓋情況，及時對網(wǎng)絡結構進行調整；話務熱點區(qū)域分析，鎖定話務熱點區(qū)域后，通過對區(qū)域話務密度、資源利用、具體分布情況的關聯(lián)性綜合分析，可以為后期擴容以及容量站點的建設規(guī)劃提供依據(jù)[3]。

（二）64QAM技術

64QAM技術是指64相正交振幅調制技術，若網(wǎng)絡使用同軸電纜，該項技術可以用于下行數(shù)據(jù)發(fā)送，其數(shù)據(jù)傳輸發(fā)生在6MHz信道中，具有傳輸效率高的優(yōu)勢，最高峰值傳輸速率可以達到38.015Mbps。在5G基站中，該技術實際應用中分為兩個步驟：一是，調制。將獲取的6比特數(shù)據(jù)組合形成一個映射，再利用多電平正交幅度完成64QAM中頻信號調制，通過并串轉換，使碼流由兩路并行轉變?yōu)橐宦反?，可以使速度提?倍，碼流也由二進制轉變成八進制，完成后則可使輸出調制后形成的RF信號[4]。二是，解調。傳輸5G網(wǎng)絡信號過程因受到載波以及環(huán)境因素的影響，會在噪聲干擾下出現(xiàn)畸變，畸變較小時直接判斷是O還是I，但畸變嚴重時由于不能直接對信號做出判斷，則要通過硬判斷或軟判斷方式高效、精準進行信號識別。

（三）抗干擾技術

5G網(wǎng)絡通信基站建設過程中內部需要部署諸多無線設備，設備過多也會彼此產生干擾，干擾程度主要受設備自身故障、頻道發(fā)射錯誤信號等的影響，對網(wǎng)絡質量影響較為嚴重，或設備安裝與配置出現(xiàn)不規(guī)范，降低發(fā)射信號的靈敏度。以上干擾均屬于無線電干擾，想從源頭控制干擾問題的產生、保障信號穩(wěn)定，需要在設備安裝時完成全電磁檢測，將可能出現(xiàn)的干擾控制在最低，后期則通過運維管理規(guī)律檢查發(fā)電設備，對存在問題做出及時處理，抑制干擾信號的產生。

三、5G網(wǎng)絡通信基站運維管理

大規(guī)模、批量式進行5G基站建設后，需要考慮如何保證5G網(wǎng)絡穩(wěn)定運營，結合目前技術條件以及5G網(wǎng)絡應用需求，可以從以下方面開展運維管理工作。

（一）故障精準定位

5G網(wǎng)絡通信基站需要高等級的保障，要求運維人員能夠快速確定故障位置、制定故障處理方案、形成合理有效的修復計劃，盡可能縮短業(yè)務中斷時間。同時，要對告警信息進行優(yōu)化，從多維度完成分析故障規(guī)則之間的關聯(lián)，針對關聯(lián)建立起案例信息庫，匯總與存儲用戶申告、斷站、停電、物業(yè)逼遷信息、傳輸故障、災害預警信息等多種類型告警信息的關聯(lián)性分析結果，并使可以由省級集中處理的工單不再下派到片區(qū)或網(wǎng)格內；并在5G網(wǎng)絡通信運營中開啟故障定位，不斷在故障定位中獲取信息，以便第一時間得到相關專業(yè)部門的快速響應，按照故障后提示的相關信息，快速修復，使業(yè)務盡快恢復正常。

（二）規(guī)范化維護

運維管理隊伍必須全面摸查5G網(wǎng)絡的覆蓋情況，根據(jù)運維工作內容制定維護工作標準，實現(xiàn)對5G網(wǎng)絡通信基站的標準化管理。日常通過基礎維護以及專項整治兩項活動，對基站運行異常進行處理，并發(fā)揮標桿的帶頭示范作用，引起運維人員對工作的重視，并利用宣傳標牌、維護應急等措施使5G基站在線率達到99%以上。此外，應盡快實現(xiàn)5G基站運維流程、安全維護、基站管道線路保護標準在全省的統(tǒng)一，從而預防因運維標準不一致造成的迫遷或中斷[5]。

（三）確保無線資源工參準確

5G基站密度的增加，使負責記錄現(xiàn)場網(wǎng)絡資源情況的工參系統(tǒng)工作強度提升，并要求工參系統(tǒng)記錄要達到100%準確，才能規(guī)避運維工作中的誤差。但由于5G基站運營中需要工參系統(tǒng)記錄的內容增多，應考慮優(yōu)化宏站，使微站以及室分維護檔案之間形成一個閉環(huán)流程，并夯實運維隊伍技能，提高資料管理效能，使工參系統(tǒng)功能更加完善、穩(wěn)定，可以滿足5G基站運營需求，也可以滿足下階段建設更大規(guī)模無線網(wǎng)絡的需求。

四、結束語

綜上所述，5G網(wǎng)絡通信基站建設與運維管理當中存在諸多難題需要克服，文章從專項規(guī)劃、技術應用、運維管理三個部分對5G基站建設作出思考，結合現(xiàn)有條件、5G網(wǎng)絡情況以及推進需要，給出每個階段建設策略以及處理困難與阻礙的方法，希望能夠規(guī)范建設，把握好運營細節(jié)，提高5G基站業(yè)務承載能力以及差異化服務能力。

作者單位：金偉 中國鐵塔股份有限公司連云港市分公司

參? 考? 文? 獻

[1]梁春，李祥鋒.青島市5G通信基站空間布局規(guī)劃探討[J].規(guī)劃師，2021，37（07）：51-55.

[2]于建飛. 5G移動通信基站電磁環(huán)境分析與管理方法[D].北京郵電大學，2021.

[3]張朋飛. 5G通信基站軟件開發(fā)項目進度管理的研究[D].北京郵電大學，2021.

[4]李鑫維. 5G移動通信基站基帶處理板卡數(shù)字硬件設計與實現(xiàn)[D].中國科學院大學（中國科學院大學人工智能學院），2020.

[5]劉柱輝.基于5G網(wǎng)絡的通信基站建設與維護[J].電腦與電信，2020（04）：45-47，55.

金偉（1986.12-），男，漢族，江蘇連云港，大學本科，工程師，研究方向：通信基站建設與維護。