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內(nèi)蒙古移動(dòng)5G無(wú)線網(wǎng)建設(shè)面臨的挑戰(zhàn)與應(yīng)對(duì)策略淺析

　　李曉勇 溫麗媛 王海波 張維利 

　　中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)內(nèi)蒙古有限公司，010090 　　  

　　【摘要】2019年6月6日，工信部向中國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)廣電發(fā)放5G商用牌照，同年10月31日，三大運(yùn)營(yíng)商同時(shí)發(fā)布了5G套餐，宣布5G正式商用，5G網(wǎng)絡(luò)部署將進(jìn)入快車道。本文通過(guò)分析5G技術(shù)特點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)景，結(jié)合無(wú)線網(wǎng)現(xiàn)狀，以及4G網(wǎng)絡(luò)中遇到的問(wèn)題，對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)部署中的挑戰(zhàn)進(jìn)行分析，并提出應(yīng)對(duì)舉措。 

　　【關(guān)鍵詞】5G，頻率，覆蓋，室內(nèi)，干擾 

　　【Abstract】On June 6, 2019, the Ministry of industry and information technology issued 5g commercial license to China Telecom, China Mobile, China Unicom and China Radio and television. On October 31, the three major operators issued 5g package at the same time, announcing that 5g was officially commercial and 5g network deployment would enter the fast lane. This paper analyzes the 5g technology characteristics, application scenarios, combined with the current situation of wireless network, as well as the problems encountered in 4G network, analyzes the challenges in 5g network deployment, and puts forward countermeasures. 

　　【Keywords】5th generation mobile networks、frequency、coverage、indoor、interference 

　　1  5G關(guān)鍵技術(shù)分析 

　　從第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)到第四代通信系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)在設(shè)計(jì)之初，首要解決的，都是人與人之間、人與網(wǎng)絡(luò)之間的通信，終端設(shè)備只是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的媒介之一，沒(méi)有為物的互聯(lián)單獨(dú)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。 

　　隨著傳感器、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)的需求變得越來(lái)越急迫。因此，5G標(biāo)準(zhǔn)在設(shè)計(jì)之初，除了考慮人與人，人與網(wǎng)絡(luò)的互連之外，第一次為物與物、物與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，單獨(dú)地進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)。通過(guò)總結(jié)萬(wàn)物互聯(lián)的需求特點(diǎn)，5G技術(shù)定義了支持的三種典型場(chǎng)景增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶（eMBB），低時(shí)延高可靠（uRLLC）和低功耗大連接（mMTC），對(duì)無(wú)線空口進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，并引入了大量新技術(shù)。 

　　1.1 大規(guī)模陣列天線技術(shù) 

　　 大規(guī)模天線陣列正基于多用戶波束成形的原理，在基站端布置幾百根天線，對(duì)幾十個(gè)目標(biāo)接收機(jī)調(diào)制各自的波束，通過(guò)空間信號(hào)隔離，在同一頻率資源上同時(shí)傳輸幾十條信號(hào)。這種對(duì)空間資源的充分挖掘，可以有效利用寶貴而稀缺的頻帶資源，并且?guī)资兜靥嵘W(wǎng)絡(luò)容量。在當(dāng)前5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，192個(gè)陣子可實(shí)現(xiàn)64T64R的天線已經(jīng)成為宏基站首選的配置，下行最高可支持16層的多用戶傳輸，實(shí)際測(cè)試中，可實(shí)現(xiàn)約4層的多用戶傳輸，可將5G小區(qū)下行有效承載速率提升至4～5Gbps。 

　　1.2 超大載波帶寬和毫米波通信 

　　5G為了提供更高的空口速率，在載波設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)單載波帶寬進(jìn)行了擴(kuò)展，最高可達(dá)400MHz。 

　　目前3GPP定義的頻率范圍分為FR1和FR2，FR1就是我們通常說(shuō)的sub 6GHz，低于6GHz的部分，這部分將是5G當(dāng)前的主流應(yīng)用范圍。頻率越低，覆蓋能力越強(qiáng)，穿透能力越好，但目前低于 3GHz的部分，已經(jīng)在之前的網(wǎng)絡(luò)中使用，各國(guó)使用狀況不同，因此，目前3.5GHz是5G應(yīng)用的主流，但同時(shí)，3GPP同時(shí)劃定了其它可用的頻段，以便于靈活部署。FR2范圍主要是高頻，也就是我們通常說(shuō)的毫米波，穿透能力較弱，但帶寬十分充足，且沒(méi)有什么干擾源，頻譜干凈，未來(lái)的應(yīng)用也十分廣泛。FR1和FR2的具體范圍如表1所示： 

　　表1   NR FR1頻段表 

　　1.3 靈活的空口設(shè)計(jì) 

　　 5G要支持更多的應(yīng)用場(chǎng)景，適應(yīng)從低于1GHz到毫米波的頻譜范圍，相對(duì)于4G，5G最大的特點(diǎn)是支持靈活的幀結(jié)構(gòu)。 

　　5G NR支持靈活可變的OFDM numerology，其子載波間隔可以在15KHz到240KHz的范圍內(nèi)選擇，相應(yīng)的循環(huán)前綴（CP，cyclic prefix）同時(shí)進(jìn)行成比例的調(diào)整。子載波間隔選擇取決于很多因素，包括部署的方式（FDD或者TDD）、頻段、業(yè)務(wù)需求（時(shí)延、可靠性和數(shù)據(jù)速率），以及實(shí)現(xiàn)復(fù)雜性。比如，設(shè)計(jì)大的子載波間隔的目的是支持時(shí)延敏感型業(yè)務(wù)（URLLC）、小面積覆蓋，和高頻段場(chǎng)景，而設(shè)計(jì)小的子載波間隔的目的是支持低頻段、廣覆蓋場(chǎng)景。  

　　與LTE不同，5G NR沒(méi)有小區(qū)專用參考信號(hào)（CSRS），只有用戶專用的解調(diào)參考信號(hào)（DMRS）用于信道估測(cè)。與小區(qū)專用參考信號(hào)不同，DMRS只有在需要傳輸用戶數(shù)據(jù)時(shí)才開始傳輸，這一設(shè)計(jì)顯著改善了網(wǎng)絡(luò)的能耗效率，減少了干擾。 

　　5G NR支持快速的HARQ ACK確認(rèn)，即數(shù)據(jù)解碼與DL數(shù)據(jù)接收同時(shí)進(jìn)行，而UE在上下行鏈路切換的保護(hù)時(shí)段（guard period）準(zhǔn)備HARQ ACK，一旦從下行鏈路切換到上行鏈路，就立刻發(fā)送ACK。 

　　1.4 新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 

　　為了實(shí)現(xiàn)基站基帶資源的共享，更好地實(shí)現(xiàn)站間協(xié)調(diào)，更易于實(shí)現(xiàn)無(wú)線接入的切片和云化，和邊緣計(jì)算相融合，在5G標(biāo)準(zhǔn)定義中，對(duì)基站，核心網(wǎng)的各項(xiàng)功能進(jìn)行了重構(gòu)，首先把原先BBU的一部分物理層處理功能下沉到RRU，RRU和天線結(jié)合成為AAU，把BBU拆分為CU和DU，同時(shí)CU還融合了一部分從核心網(wǎng)下沉的功能，作為集中管理節(jié)點(diǎn)存在。 

　　CU和DU的切分是根據(jù)不同協(xié)議層實(shí)時(shí)性的要求來(lái)進(jìn)行的。在這樣的原則下，把原先BBU中的物理底層下沉到AAU中處理，對(duì)實(shí)時(shí)性要求高的物理高層、MAC、RLC層放在DU中處理，而把對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高的PDCP和RRC層放到CU中處理。 

　　CU和DU分離部署，CU需要在中心機(jī)房集中放置，網(wǎng)絡(luò)改造難度較高，并且5G初期僅針對(duì)eMBB業(yè)務(wù)，CU集中部署價(jià)值不高。因此，現(xiàn)階段只進(jìn)行CU和DU的邏輯劃分，實(shí)際還都是運(yùn)行在同一個(gè)基站上，后續(xù)隨著5G的發(fā)展和新業(yè)務(wù)的拓展，才會(huì)逐步進(jìn)行CU和DU的物理分離。 

　　2  5G建網(wǎng)方案分析 

　　現(xiàn)階段，用戶和業(yè)務(wù)量仍然承載在4G網(wǎng)絡(luò)，4G流量仍然呈現(xiàn)逐月增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，5G終端普及率較低，5G網(wǎng)絡(luò)短期難以分擔(dān)4G網(wǎng)絡(luò)流量壓力。因此，內(nèi)蒙古移動(dòng)采取4G和5G協(xié)同的5G建設(shè)策略，初期以解決4G高流量、高價(jià)值，以及5G業(yè)務(wù)示范區(qū)網(wǎng)絡(luò)覆蓋和容量為主，同時(shí)打造5G質(zhì)量樣板區(qū)域，逐步實(shí)現(xiàn)城區(qū)5G網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)覆蓋。在5G網(wǎng)絡(luò)部署過(guò)程中，需要從組網(wǎng)架構(gòu)、場(chǎng)景覆蓋、關(guān)鍵產(chǎn)品特性及業(yè)務(wù)保障等多個(gè)維度來(lái)綜合考慮建網(wǎng)策略，在保障5G網(wǎng)絡(luò)順利部署的同時(shí)，兼顧4G網(wǎng)絡(luò)性能。 

　　2.1 組網(wǎng)方式 

　　現(xiàn)階段，5G組網(wǎng)采用NSA組網(wǎng)的Option3系列架構(gòu)，優(yōu)點(diǎn)是不需要部署5GC，投資成本低，LTEeNB不需要升級(jí)成eLTE，工程簡(jiǎn)單，芯片成熟度高，終端類型較豐富。同時(shí)，中國(guó)移動(dòng)要求5G基站設(shè)備同時(shí)支持NSA和SA組網(wǎng)能力，待SA網(wǎng)絡(luò)具備商用條件后，只需要增加數(shù)據(jù)配置，即可將目前的NSA網(wǎng)絡(luò)升級(jí)為NSA和SA雙模的5G網(wǎng)絡(luò)。5G目標(biāo)網(wǎng)將采用SA組網(wǎng)模式，4G和5G網(wǎng)絡(luò)通過(guò)N26接口實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間互操作，保持業(yè)務(wù)連續(xù)性。 

　　2.2 頻率選擇 

　　2018年底，工信部將2515-2675Mhz的160MHz帶寬及4.8-4.9Ghz的100MHz帶寬授權(quán)給中國(guó)移動(dòng)，進(jìn)行5G組網(wǎng)。4.9GHz的100M帶寬為首次分配頻段，無(wú)占用，沒(méi)有清頻壓力，且干擾較小，但是所需基站的密度更大，投資大。2.6GHz頻譜產(chǎn)業(yè)鏈成熟度低，頻率部分帶寬已被占用，有清頻壓力，但覆蓋范圍廣、資本開支小。綜合考慮退頻難度、覆蓋能力、投資成本，中國(guó)移動(dòng)5G基礎(chǔ)覆蓋層采用2.6Ghz頻段，4.9GHz作為后續(xù)5G熱點(diǎn)容量補(bǔ)充，以及在特殊需求的行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景使用。 

　　2.3 錨點(diǎn)選擇 

　　根據(jù)5G終端和主設(shè)備支持性，現(xiàn)階段可選1.8G FDDLTE與1.9G TDDLTE作為NSA錨點(diǎn)。TDD和FDD同廠商區(qū)域，如FDD1800已形成連續(xù)覆蓋，優(yōu)先采用FDD1800MHz作為錨點(diǎn)；TDD和FDD異廠家區(qū)域，4G的錨點(diǎn)優(yōu)先與5G基站同廠商，綜合考慮設(shè)備能力和現(xiàn)網(wǎng)覆蓋情況，選擇FDD1800M或者F頻段其一作為錨點(diǎn)。 

　　后續(xù)隨著產(chǎn)業(yè)鏈的進(jìn)一步成熟，2.6G、2.3GTDD同樣也可以作為NSA組網(wǎng)的錨點(diǎn)，形成多錨點(diǎn)的組網(wǎng)架構(gòu)。 

　　2.4 NSA分流策略 

　　初期，5G網(wǎng)絡(luò)基于Option3X的NSA架構(gòu)下，4G網(wǎng)絡(luò)可進(jìn)行分流，以提升5G終端上下行速率，考慮到4G網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷遠(yuǎn)高于5G，并且5G網(wǎng)絡(luò)測(cè)試時(shí)，對(duì)于資源占用較高，為保障4G客戶感知不受影響，現(xiàn)階段暫不開啟4G基站分流功能。 

　　2.5 5G語(yǔ)音方案 

　　NSA下，LTE和NR采用雙連接模式，通過(guò)4G VoLTE提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)，出了4GVoLTE覆蓋區(qū)，通過(guò)eSRVCC切換到2G/3G語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò),如果所在區(qū)域的LTE尚不支持VoLTE，則可通過(guò)CSFB回落到2G/3G網(wǎng)絡(luò)，由2G/3G提供語(yǔ)音服務(wù)。 

　　在SA架構(gòu)下，如果已經(jīng)部署了VoNR，則由5G NR承載語(yǔ)音業(yè)務(wù)，出了VoNR覆蓋區(qū)域，終端可以切換到4G，后續(xù)的語(yǔ)音業(yè)務(wù)由VoLTE承載。若5G初期沒(méi)有部署VoNR，可以通過(guò)EPS fallback回落到VoLTE，語(yǔ)音業(yè)務(wù)由4G承載。 

　　3  5G網(wǎng)絡(luò)建維面臨的挑戰(zhàn)與應(yīng)對(duì) 

　　現(xiàn)階段，內(nèi)蒙古移動(dòng)5G網(wǎng)絡(luò)采用NSA組網(wǎng)，需要完成2.6GHz頻率重耕、FDD1800錨點(diǎn)站入網(wǎng)、傳輸網(wǎng)絡(luò)升級(jí)、機(jī)房配套改造，同步開展天饋整合和無(wú)線網(wǎng)架構(gòu)向C-RAN演進(jìn)，工程量巨大。5G建設(shè)時(shí)，需要同步對(duì)4G網(wǎng)絡(luò)基站、數(shù)據(jù)配置進(jìn)行升級(jí)改造，不可避免的對(duì)4G網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量產(chǎn)生影響。如何將這種影響降到最低，對(duì)于快速推進(jìn)5G建設(shè)的同時(shí)，確保4G網(wǎng)絡(luò)客戶感知不下降意義重大，但也充滿挑戰(zhàn)。 

　　3.1 LTE和NR頻率協(xié)調(diào) 

　　5G頻譜正式分配時(shí)，中國(guó)移動(dòng)獲得2.6GHz 160M和4.9GHz 100M帶寬頻譜授權(quán)。綜合考慮產(chǎn)業(yè)鏈成熟度和建設(shè)成本，中國(guó)移動(dòng)確定使用2.6GHz 160M帶寬的低頻前100M用于5G組網(wǎng)，但也面臨著4G網(wǎng)絡(luò)退頻的壓力。 

　　(1)存在的挑戰(zhàn) 

　　在TDDLTE頻段命名時(shí)，按照20M帶寬一個(gè)載波，2.6GHz上160M頻譜共分為8個(gè)頻點(diǎn)，按照頻率由低到高依次為D4、D5、D6、D1、D2、D3、D7、D8。為實(shí)現(xiàn)NR高速率的體驗(yàn)，采用100M帶寬組網(wǎng)成為必然選，但是如果5G小區(qū)周邊4G網(wǎng)絡(luò)未完成D1、D2頻點(diǎn)退頻，頻率交疊的4G和5G小區(qū)間會(huì)產(chǎn)生明顯的干擾，并且干擾隨著4G和小區(qū)業(yè)務(wù)量的增加而逐步加劇，存在干擾的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境測(cè)試驗(yàn)證，100M 帶寬NR載波峰值下載速率可下降20-30%。 

　　圖1  2.6GHz頻譜占用情況 

　　這就要求在NR載波開啟100M帶寬時(shí)，需要確保周邊4G小區(qū)完成D1、D2頻點(diǎn)退頻，但是2.6GHz頻段是目前4G容量的主力承載頻段，頻率重耕存在三方面的挑戰(zhàn)。 

　　一是4G網(wǎng)絡(luò)流量增長(zhǎng)仍有較大空間，退頻對(duì)4G流量承載帶來(lái)更大的壓力。以某省為例，核心城區(qū)D1、D2載波占4G載波總數(shù)的27%，承載了近30%的數(shù)據(jù)流量，29%的VoLTE話務(wù)量，4G網(wǎng)絡(luò)D1、D2頻點(diǎn)退頻后，需要新增其它頻點(diǎn)來(lái)承載容量。 

　　二是采用D頻段小站建設(shè)的居民區(qū)、高層樓宇室外覆蓋室內(nèi)的4G小區(qū)退頻難。使用天線和RRU集成在一起的小基站，通過(guò)室外覆蓋室內(nèi)，是大型居民區(qū)和高層樓宇解決4G網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋的主要方式，這部分小區(qū)無(wú)法通過(guò)5G宏基站反向開通4G載波進(jìn)行覆蓋和容量承載，退頻難度大。以省會(huì)城市核心城區(qū)為例，5G建設(shè)開始后，開展了D1、D2退頻工作，但仍有約800個(gè)載波使用D1、D2頻點(diǎn)，無(wú)法完成退頻，其中85%以上為居民區(qū)深度覆蓋基站。 

　　三是在一段時(shí)間內(nèi)，部分區(qū)域?qū)⑹?G和NR載波共享部分頻率的情況，兩者之間頻率干擾協(xié)調(diào)，將會(huì)是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。 

　　(2)應(yīng)對(duì)方案 

　　我們可以從四個(gè)方面開展工作，應(yīng)對(duì)4G和NR頻率中的挑戰(zhàn)。 

　　一是有序開展4G網(wǎng)絡(luò)D1、D2頻點(diǎn)退頻，確保退頻的同時(shí)，4G客戶業(yè)務(wù)感知不下降。5G網(wǎng)絡(luò)部署前，開展5G規(guī)劃區(qū)域4G網(wǎng)絡(luò)退頻，降低將D1、D2頻點(diǎn)占用，具備條件的，移至D3頻點(diǎn)；錨點(diǎn)站FDD1800開通后，共址的4G D頻段小區(qū)開展降配和退頻；三是可以通過(guò)開通F或者A頻段4G小區(qū)，進(jìn)行D頻段小區(qū)退頻。 

　　二是制定明確的5G載波帶寬設(shè)置原則，加強(qiáng)5G開通的過(guò)程管控。初始規(guī)劃階段，待開通站點(diǎn)根據(jù)下表設(shè)定的場(chǎng)景，選擇配置的載波帶寬，當(dāng)5G小區(qū)按照100MHz或者80MHz帶寬開通時(shí)，開啟后需要密切觀察5G小區(qū)和周邊800米以內(nèi)的4G網(wǎng)絡(luò)D1、D2頻點(diǎn)小區(qū)干擾變化情況，出現(xiàn)底噪明顯抬升的，如果判斷為4G 和5G同頻導(dǎo)致的，需要及時(shí)進(jìn)行4G小區(qū)移頻，或者將5G小區(qū)退回至80MHz或者60MHz帶寬。 

　　三是加強(qiáng)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和4G退頻工作的協(xié)同，5G建設(shè)初期，優(yōu)先建設(shè)4G高業(yè)務(wù)量、高配置區(qū)域。充分利用5G的AAU可共模開通4G的能力，將共站的4G網(wǎng)絡(luò)D1、D2頻點(diǎn)的小區(qū)移頻至D3、D7、D8頻點(diǎn)。 

　　四是開展網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)協(xié)同，開展4G客戶常駐區(qū)域和流量分析，5G業(yè)務(wù)營(yíng)銷過(guò)程中，優(yōu)先將5G覆蓋良好區(qū)域的常駐4G高流量客戶轉(zhuǎn)化為5G客戶。按照流量的二八原則，可以選取4G月均流量前百分之二十的客戶作為優(yōu)先轉(zhuǎn)化的目標(biāo)客戶。 

　　五是使用新技術(shù)，降低4/5G頻率交疊小區(qū)之間的干擾。在5G初期，5G用戶數(shù)較少，終端滲透率低，5G載波負(fù)荷較低。對(duì)于一些熱點(diǎn)高負(fù)荷區(qū)域，4G載波的負(fù)荷高，如一些商業(yè)區(qū)、高校等，即使用滿了4G載波仍不夠用。據(jù)此，主流設(shè)備廠商的基站上都具備了4/5G頻譜共享功能，實(shí)現(xiàn)4/5G頻率的共享，提升頻譜效率。在4G與5G交界處，劃分一段頻率，典型為2575MHz-2615MHz，共40M帶寬，4/5G小區(qū)間通過(guò)信息交互，當(dāng)4G負(fù)荷高時(shí)可以用于4G，5G負(fù)荷高時(shí)可以用于5G。當(dāng)4G、5G負(fù)荷均比較高時(shí)，可根據(jù)運(yùn)營(yíng)商策略，優(yōu)先保證4G 或5G用戶。5G建網(wǎng)初期4G用戶容量需求大，可優(yōu)先保證4G用戶體驗(yàn)。 

　　3.2 無(wú)線網(wǎng)C-RAN架構(gòu)演進(jìn) 

　　C-RAN是基于集中化處理(Centralized Processing)，協(xié)作式無(wú)線電(Collaborative Radio)和實(shí)時(shí)云計(jì)算構(gòu)架(Real-time Cloud Infrastructure)的綠色無(wú)線接入網(wǎng)構(gòu)架(Clean system)，其本質(zhì)是通過(guò)實(shí)現(xiàn)減少基站機(jī)房數(shù)量，減少能耗，采用協(xié)作化、虛擬化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)資源共享和動(dòng)態(tài)調(diào)度，提高頻譜效率，以達(dá)到低成本，高帶寬和靈活度的運(yùn)營(yíng)。 

　　5G網(wǎng)絡(luò)的一大特點(diǎn)是面向垂直行業(yè)，為了適應(yīng)各行業(yè)的特點(diǎn)，5G網(wǎng)絡(luò)需要同時(shí)具備低時(shí)延、大帶寬、支持海量連接的特點(diǎn)，使得5G網(wǎng)絡(luò)在架構(gòu)上進(jìn)行了重構(gòu)，軟硬件進(jìn)一步解耦、網(wǎng)絡(luò)云化、邊緣計(jì)算等技術(shù)都引入到了5G技術(shù)體制當(dāng)中，重構(gòu)后的5G網(wǎng)絡(luò)在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)部署中，更加適合于C-RAN的結(jié)合。同時(shí)C-RAN機(jī)房可以同時(shí)用作邊緣計(jì)算、傳輸匯聚機(jī)房，進(jìn)一步降低建設(shè)和后期運(yùn)維成本。中國(guó)移動(dòng)在5G網(wǎng)絡(luò)部署時(shí)，同步開展了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)C-RAN架構(gòu)的演進(jìn)，具備條件的區(qū)域，直接采用C-RAN組網(wǎng)，不具備條件的，也要制定計(jì)劃，逐步完成C-RAN組網(wǎng)。 

　　(1)存在的挑戰(zhàn) 

　　C-RAN架構(gòu)作為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)未來(lái)演進(jìn)架構(gòu)，在組網(wǎng)過(guò)程中需要對(duì)傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，同時(shí)C-RAN機(jī)房對(duì)于電源、空間、承重、傳輸管道和纖芯資源要求較高，在組網(wǎng)過(guò)程中成本較高，有一定的投資壓力。 

　　(2)應(yīng)對(duì)方案 

　　考慮到C-RAN組網(wǎng)的建設(shè)和改造難度，以及投資壓力，在實(shí)施過(guò)程中，可以遵循以下四個(gè)原則。 

　　一是以終為始、面向長(zhǎng)遠(yuǎn)，科學(xué)開展C-RAN規(guī)劃。C-RAN規(guī)劃要面向未來(lái)5G目標(biāo)網(wǎng)架構(gòu)，結(jié)合匯聚機(jī)房、綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)的規(guī)劃，按照“以終為始”的原則科學(xué)開展，提前做好現(xiàn)有傳輸管道資源、光纜纖芯資源、光交接入點(diǎn)信息梳理，對(duì)資源不足區(qū)域提前新增規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)“規(guī)劃一步到位、能力分步部署”。C-RAN區(qū)域應(yīng)在單一傳輸綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)的規(guī)劃邊界內(nèi)，避免跨區(qū)組網(wǎng)；C-RAN區(qū)域內(nèi)的物理基站原則上要求連續(xù)覆蓋，避免跨區(qū)插花集中；C-RAN區(qū)域內(nèi)應(yīng)盡量保持同制式的基站設(shè)備廠家單一，避免異廠家插花集中；單個(gè)集中機(jī)房以5-15個(gè)物理基站為宜，最大不宜超過(guò)20個(gè)。 

　　二是要統(tǒng)籌兼顧、注重效益，全面考慮4/5G需求，以達(dá)到提高投資效益、降低運(yùn)維成本的目標(biāo)。集中機(jī)房改造要一次性同步考慮滿足4/5G基站的集中需求，避免重復(fù)改造。 

　　三是按照不同區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)、分步實(shí)施，逐步推進(jìn)C-RAN部署?，F(xiàn)網(wǎng)4G已實(shí)現(xiàn)C-RAN部署的區(qū)域，應(yīng)沿用現(xiàn)有規(guī)劃實(shí)現(xiàn)5G基站集中；現(xiàn)網(wǎng)4G未實(shí)現(xiàn)C-RAN部署的區(qū)域，應(yīng)根據(jù)C-RAN規(guī)劃結(jié)果和5G建設(shè)節(jié)奏，逐步推進(jìn)C-RAN的部署。 

　　四是合理選擇集中機(jī)房，按需核算引電容量，按需配置蓄電池組和機(jī)房空調(diào)。根據(jù)集中機(jī)房原有設(shè)備電力負(fù)荷以及新增設(shè)備功耗情況，核算交流市電容量需求，結(jié)合市電增容可行性進(jìn)行改造。如受客觀建設(shè)條件無(wú)法進(jìn)行市電增容的，應(yīng)適當(dāng)降低C-RAN集中度；根據(jù)機(jī)房可用空間條件、承重等條件，綜合考慮機(jī)房改造成本效益、基站重要性等多方因素，合理新增蓄電池配置，保障必要的備電時(shí)長(zhǎng)，特殊重點(diǎn)保障的集中機(jī)房，以及距離遠(yuǎn)、維護(hù)難的集中機(jī)房，可適當(dāng)增加備電時(shí)長(zhǎng)；綜合考慮新增相關(guān)設(shè)備的散熱需求、原有機(jī)房的空調(diào)現(xiàn)狀情況，按需增配機(jī)房空調(diào)。 

　　3.3 機(jī)房和配套改造 

　　在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過(guò)程中，機(jī)房空間、電源、天面、傳輸?shù)扰涮自O(shè)施改造進(jìn)度，直接影響基站的安裝、開通進(jìn)度，以及后期穩(wěn)定運(yùn)行，機(jī)房和配套設(shè)施查勘、改造，占據(jù)了無(wú)線網(wǎng)施工量的70%以上。 

　　(1)存在的挑戰(zhàn) 

　　5G AAU集成了天線和RRU，采用大規(guī)模陣列天線，主設(shè)備廠家現(xiàn)有5G AAU重量均在40KG以上，相比原4G設(shè)備，重量均有明顯增加，部分現(xiàn)有抱桿和樓頂支撐架不滿足承重要求，同時(shí)5G AAU設(shè)備會(huì)將重量集中在抱桿上部，對(duì)于樓頂站的配重建設(shè)要求較高。現(xiàn)有樓頂支撐已有GSM、LTE FDD、LTE TDD系統(tǒng)天線，站址查勘過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，約50%的天面存在空間不足的情況。 

　　5G在NSA組網(wǎng)方案下，一個(gè)三扇區(qū)的基站的功耗約為6500W，其中5G基站功耗約4000W，錨點(diǎn)站功耗約2000W，傳輸?shù)扰涮自O(shè)備功耗約500W，需要對(duì)現(xiàn)網(wǎng)中機(jī)房電源系統(tǒng)進(jìn)行改造，才能滿足5G基站功耗需求，在5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，由于基站功率過(guò)載導(dǎo)致4/5G基站退服的問(wèn)題時(shí)有發(fā)生。 

　　NSA組網(wǎng)，需要在機(jī)房新增5G BBU和FDD 1800錨點(diǎn)站BBU，經(jīng)查勘發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)網(wǎng)中約3%的機(jī)房空間不足，無(wú)法新增BBU硬件或者機(jī)柜。 

　　現(xiàn)網(wǎng)已完成查勘的5G站點(diǎn)天面、機(jī)房、電源情況如表2所示： 

　　表2   5G站點(diǎn)查勘結(jié)果 

　　(2)應(yīng)對(duì)方案 

　　為了確保5G站點(diǎn)的順利開通和入網(wǎng)后的穩(wěn)定運(yùn)行，可以從幾個(gè)方面開展工作。 

　　提前組織5G候選站點(diǎn)的查勘，摸清配套改造需要的電源模塊、配電箱、機(jī)柜等物資的數(shù)量，提前進(jìn)行物資采購(gòu)，盡早完成配套改造。 

　　天面資源改造方面，如果站點(diǎn)天面資源不足，可通過(guò)新增2288或者4488天線整合現(xiàn)有GSM、NB-IOT、TDD LTE、FDD LTE小區(qū)天面，節(jié)省出天面資源或者抱桿用于5G天面的部署，或者通過(guò)新增輔助抱桿、女兒墻抱桿的方式新增5G天面安裝位置。在查勘和改造過(guò)程中，要特別關(guān)注美化罩的整改，以滿足5G AAU安裝和后期調(diào)整。 

　　電源改造方面，需要評(píng)估市電引入容量、開關(guān)電源容量、蓄電池容量三個(gè)方面。在對(duì)原有線路改造時(shí)，特別需要關(guān)注線纜和空開的規(guī)格，如果無(wú)法擴(kuò)容，可以選擇就近新引入一路 20kw 左右的市電?，F(xiàn)有機(jī)房?jī)?nèi)開關(guān)電源的容量通常為 200A 和300A，僅有部分核心機(jī)房采用了600A 的開關(guān)電源，大部分基站不滿足新增 5G 設(shè)備的電源需求。開關(guān)電源容量滿足需求的情況下，可以新增模塊和空開數(shù)來(lái)，開關(guān)電源容量不能滿足，根據(jù)機(jī)房空間情況選擇替換原有開關(guān)電源或者新增一套開關(guān)電源。現(xiàn)有機(jī)房?jī)?nèi)的蓄電池組，基本上不能滿足5G 基站的后備電源需求，如果機(jī)房空間和承重可以滿足新增蓄電池需求，可以為5G新增蓄電池組，如果不滿足，可以考慮替換為鋰電池的方式。 

　　機(jī)房空間改造方面，利用5G改造的契機(jī)，加快老舊設(shè)備整合、騰退，盤活現(xiàn)有機(jī)房資源，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有機(jī)房資源的利用最大化。如果機(jī)柜空間充足的，可新增5G BBU部署；若機(jī)柜空間不足，可先整合現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備，包括TDD-LTE和FDD LTE整合、FDD LTE反向開通GSM，以及4/5G BBU合設(shè)等，優(yōu)先4G設(shè)備整合，后4G和5G設(shè)備整合；機(jī)房有空間可新增機(jī)柜或掛墻框的方式安裝5G BBU；如果室外一體化機(jī)柜空間不足，需新增室外一體化開關(guān)電源柜。 

　　3.4 廣覆蓋和深度覆蓋的挑戰(zhàn) 

　　在新一代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，首先會(huì)利用現(xiàn)有站址資源進(jìn)行城市業(yè)務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域的覆蓋，后續(xù)逐步提升城區(qū)的深度覆蓋能力的同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)覆蓋的廣度逐步延伸至縣城、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村，最終實(shí)現(xiàn)城市的室內(nèi)外連續(xù)覆蓋和農(nóng)村區(qū)域的有效覆蓋，建成一張無(wú)縫覆蓋的網(wǎng)絡(luò)。 

　　(1)存在的挑戰(zhàn) 

　　隨著移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)，無(wú)線小區(qū)的載波帶寬逐步增加，隨之而來(lái)的是使用的無(wú)線頻譜越來(lái)越高，要達(dá)到和低頻段通信系統(tǒng)相同的廣覆蓋和深度覆蓋水平，需要增加更多的站址資源。 

　　內(nèi)蒙古地廣人稀，在農(nóng)村牧區(qū)，村屯散落分布，規(guī)模較小，無(wú)論是GSM網(wǎng)絡(luò)，還是4G網(wǎng)絡(luò)，都無(wú)法實(shí)現(xiàn)所有村莊的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。900M的GSM單小區(qū)有效覆蓋距離能夠達(dá)3至5公里，F頻段的4G小區(qū)有效覆蓋距離僅能達(dá)到1-3公里，農(nóng)村4G基站已經(jīng)達(dá)到了GSM基站總數(shù)的約2.5倍，但是覆蓋水平仍然低于GSM900網(wǎng)絡(luò)，農(nóng)村牧區(qū)4G客戶網(wǎng)絡(luò)類投訴中，弱覆蓋或者無(wú)覆蓋問(wèn)題仍然占到投訴總量的80%以上。 

　　目前，已經(jīng)分配的5G頻譜主要集中在2.6GHz和3.5Ghz，與原有的通信系統(tǒng)相比，頻率更高，傳播損耗和穿透損耗大，以2.6GH和1.9GHz，2.6GHz比1.9GHz的傳播損耗和穿透損耗要高4至6db。內(nèi)蒙古移動(dòng)4G網(wǎng)絡(luò)農(nóng)村廣覆蓋和城市深度覆蓋采用1.9GHz的F頻段組網(wǎng)，利用現(xiàn)有4G站址建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)，5G網(wǎng)絡(luò)的整體覆蓋水平要低于4G網(wǎng)絡(luò)?？紤]到5G基站的能耗，以及新增站點(diǎn)帶來(lái)的建設(shè)和運(yùn)維成本壓力，大規(guī)模增加站址，以提升5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋水平的方法顯然不可行，需要提前開展技術(shù)研究，找到一種低成本的建網(wǎng)方式，以應(yīng)對(duì)后續(xù)5G網(wǎng)絡(luò)廣覆蓋和深度覆蓋的需要。 

　　(2)應(yīng)對(duì)方案 

　　C-Band擁有大帶寬，是構(gòu)建5G eMBB（Enhanced Mobile Broadband）的黃金頻段，全球多數(shù)運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)將C-Band作為5G首選頻段。但是，由于NR（New Radio）上下行時(shí)隙配比不均以及gNodeB下行功率大，導(dǎo)致C-Band上下行覆蓋不平衡和上行覆蓋受限，成為5G部署的瓶頸。同時(shí)，隨著波束賦形、CRS（Cell-specific Reference Signal）-Free等技術(shù)的引入，下行干擾會(huì)減小，C-Band上下行覆蓋差距將進(jìn)一步加大。 

　　基于上述原因，5G標(biāo)準(zhǔn)中的上下行解耦技術(shù)定義了新的頻譜配對(duì)方式。在上行受限區(qū)域中，使下行數(shù)據(jù)在C-Band傳輸，而上行數(shù)據(jù)在Sub-3G（例如1.8GHz、900MHz）傳輸，從而提升了上行覆蓋，如圖2所示。在5G早期商用場(chǎng)景下，如果沒(méi)有單獨(dú)的Sub-3G頻譜資源供5G使用，可以通過(guò)開通LTE FDD和NR上行頻譜共享特性來(lái)獲取Sub-3G頻譜資源。在利用1800MHz與3.5GHz進(jìn)行的上下行解耦外場(chǎng)測(cè)試中，上行覆蓋提升了11dB，相當(dāng)于覆蓋范圍提升了73%，如果利用900MHz部署上下行解耦技術(shù)，上行覆蓋可以得到進(jìn)一步增強(qiáng)。 

　　圖2  上下行解耦示意圖 

　　目前3GPP協(xié)議定義的上下行解耦可用的頻段配對(duì)頻率組合為 n79和上行共享頻率，中國(guó)移動(dòng)使用的2.6GHz所在的n41尚未定義上下行解耦配對(duì)頻率組合，5G分配頻率見表3。為了應(yīng)對(duì)后續(xù)農(nóng)村廣覆蓋場(chǎng)景5G建網(wǎng)，建議推動(dòng)3GPP工作組將n41和上行共享頻率組合加入到上下行解耦配對(duì)頻率組合，以推動(dòng)終端、基站設(shè)備盡早支持。同時(shí)，中國(guó)移動(dòng)需要加快網(wǎng)絡(luò)中存量的GSM手機(jī)終端向4G轉(zhuǎn)化，GSM物聯(lián)網(wǎng)終端向NB-IOT轉(zhuǎn)化，在900MHz頻段上騰退出更多可用于5G上行共享的頻譜。 

　　表3   5G FR1分配頻率詳表 

　　4  結(jié)語(yǔ) 

　　文簡(jiǎn)要的介紹了5G的關(guān)鍵技術(shù)和組網(wǎng)方案，從頻率資源的協(xié)調(diào)、C-RAN組網(wǎng)演進(jìn)、機(jī)房和配套改造、廣覆蓋和深度覆蓋組網(wǎng)等四個(gè)方面分析了5G建設(shè)中已經(jīng)遇到，以及將來(lái)要遇到的挑戰(zhàn)，并提出了針對(duì)性的解決方案，對(duì)于提升5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)效率和質(zhì)量，降低5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本有一定的借鑒。 

　　進(jìn)入2020年，一場(chǎng)突如其來(lái)的疫情打亂了人們的生活節(jié)奏，在抗擊疫情的過(guò)程中，讓我們看到了5G的巨大社會(huì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。“5G+遠(yuǎn)程醫(yī)療”使得優(yōu)秀的醫(yī)療資源可以跨越千里；全國(guó)共享，“5G+紅外測(cè)溫”快速賦能重要場(chǎng)所人流測(cè)溫能力，使得人們的同行更加安全便捷；在線直播使得全國(guó)的學(xué)生可以停課不停學(xué)，如果有了5G+VR的加持，沉浸式的體驗(yàn)將使得在線學(xué)習(xí)更加事半功倍。隨著疫情的逐步緩解和結(jié)束，5G網(wǎng)絡(luò)將迎來(lái)加速發(fā)展的階段，5G將融入人們的生活，并改變?nèi)藗兊纳睢?nbsp;

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