5G网络与4G网络相比基站建设规划有哪些不同

姓名：刘家沐

学号：19011210553

转载自：http://m.elecfans.com/article/1070320.html（有少量改动）

【嵌牛导读】：5G网络与4G网络相比，在数据传输速率、端到端时延、接入用户容量等能力方面有极大的提升。5G网络的许多特点决定了其基站规划相较4G基站规划的许多特殊性

【嵌牛鼻子】：5G  5G基站建设

【嵌牛提问】：5G网络与4G网络相比基站建设规划有哪些不同？5G网络基站的特点是什么？

【嵌牛正文】：

5G网络规划

5G网络与4G网络相比，在数据传输速率、端到端时延、接入用户容量等能力方面有极大的提升。基于5G网络系统，诸如智能驾驶、AR远程医疗、VR互联游戏、物联网等不同等级的业务可以在同一gNodeB下完成通信；可以支持用户设备端与互联网边缘的有效连接，以提高整个网络的使用效率；有效利用移动通信中高频段频谱资源。这些特点4G网络尚不具备，也决定了5G网络规划设计与4G网络不同。

5G网络特点分析

5G网络通过切片满足不同业务场景，这与4G简单地将无线资源划分业务等级不同，5G切片是业务承载所需的端到端的物理或虚拟资源的整合，包括带宽资源、传输资源、核心资源，构成逻辑上的“专网”。如5G可将较小时隙长度的无线资源分配给对时延敏感的业务，切片的优势就在于可根据业务选择每个切片所需的特性，例如低时延、高吞吐量、连接密度、频谱效率、流量容量和网络效率等。

为实现切片，5G核心与承载基于NFV/SDN，传统核心侧功能更靠近网络边缘。新结构下，边缘计算能力及综合业务区范围大小都成为考虑重点。

5G业务是面向场景的。建网初期多用于流量热点区域的大带宽接入（相当于4G场景的主要应用，速率远高于4G），逐渐满足多样化的行业需求，如智能制造对大连接的要求，无线医疗、云VR/AR对稳定速率的要求，车联网对低时延、广覆盖、高移动性的要求。不同业务对网络的要求是多样的，某些业务可能需要两种、甚至三种以上基本网络能力。

5G规划站点选择

5G使用的频谱与现有移动通信系统相比，存在频率高、波长短、空间损耗大、绕射能力弱、多径效果不明显等特点。频谱特性使得5G基站覆盖范围进一步缩小，同时高频段的穿透损耗相对较大，室外基站对室内业务的吸收会减弱，由宏基站、小微基站、室内分布系统组成的超密集异构网络更加普遍。无线环境对5G信号的影响更明显，因此站址选择及天线挂高、方位角、功率设置等工程参数仍是规划的重点。

室外宏基站

5G无线网络的规划建设要与城市规划紧密相连，需要科学合理的城市规划建设的支持，需要对城市人口疏密度、布局等进行准确判断和科学预测，结合链路预算对不同场景单站覆盖的判定进行站点规划，此外还需进行仿真效果验证分析。

根据5G网络覆盖需求特点，将采用高中低不同频率部署方案满足不同场景需求，仿真预测主要考虑采用中低频进行广度和深度覆盖，对信号强度和上下行速率进行预测分析，同时考虑采用高频对热点区域的上下行速率预测分析，目前传播模型可选用3GPP 38.901 NLOS模型。

室外小微基站

超密度异构网络（ultra-dense Hetnets）主要是在宏基站覆盖盲点中布放大量微基站接入点，来满足覆盖要求。对于宏基站盲点，应充分利用灯杆、电线杆、监控杆、水泥杆等社会资源，采用小微基站对这些弱覆盖区域进行点覆盖部署，目的可能仅为解决一层楼或一处街角的覆盖。

室内分布系统

5G具有高频段的特性，空间损耗和穿透损耗明显增加，4G时代通过室外宏基站覆盖室内方式的应用将面临限制，因此5G时代室内网络覆盖的需求将进一步凸显。传统的室分技术在5G网络的应用面临的挑战更大，如何处理好新型室分技术的应用及实施策略，将是规划的重点所在。

5G网络规划的重点难点分析

5G设备频率高，gNodeB网络覆盖低于eNodeB，超密集无线异构网络建设方案将成为5G基站主流组网方案，结构继续沿用4G基站模式，以CU/DU+AAU、CU/DU池等方式为主。大规模阵列天线端口多，因此有源天线应运而生。目前国内主要设备厂家爱立信、中兴、华为均采用天线与射频处理单元一体化的方式，将设备安装在铁塔支撑杆上，机房安装空间要求降低，室外安装要求提高。

站址布局规划

5G时代，4G、5G网络共存的局面将持续很长时间。与当前4G网络相比，5G网络对天线安装要求高、基站能耗大，塔杆建设难度增加，同时基站的覆盖范围进一步弱化，站点需求量增加。不同场景下的宏微协同使得站址选择更加困难。5G站址可优先部署在重点商区、有需求的工业区；5G宏基站站距可视无线情况控制在200~300米；优选分布式基站(CU/DU+AAU)，降低机房对网络部署的限制；视纤芯资源情况考虑CU/DU集中放置。

基站及配套规划

充分利用已有站址资源，重点梳理旧站的室外安装空间和基站市电，在已有物理站址基础上统筹考虑5G新站址布局。5G基站建设规模远超过以往网络，考虑到整体社会资源利用情况，各运营商基础配套设施应进一步共建共享，同时探索非传统通信设施的综合利用，如市政路灯杆、警务监控杆、交通指挥杆等非通信系统的塔杆利用。

5G设备功耗大，按照主流设备厂商的平均数据，一个3小区宏基站的功耗可达到4.5kW，如果4家5G运营商共站址单站仅设备功耗便接近20kW，加上电池充电及空调等其他交流功耗，现有物理站址很少能具备如此高的市电引入要求。

室内分布系统改造

对于存量无源室分系统，其器件支持频段范围为800~2700MHz，不能涵盖全部5G频段，改造现有系统需要更换耦合器、天线等器件，改造成本和难度较高，物业协调困难，整改周期长，另外以原有室分天线的点位设计，高频段5G系统的覆盖效果将受到影响。因此需研发支持新频段、满足数百兆赫兹宽频能力的室分器件和天馈线产品。同时，现有室分实现高阶MIMO难度大，无源室分系统在实现高阶MIMO技术时，需要布设相应阶数的多路馈线，设计、施工复杂程度和实施成本均会大幅增加。

对于存量光分系统，由于光纤和电源线集中布放、均可利旧，主要需对接入单元AU和远端设备RU进行替换。Massive MIMO通道数大幅提升，需要通过射频模块与天线的融合设计来实现，而光纤分布系统要求射频模块和天线分离，因此光分系统将无法支持Massive MIMO技术。

增加新型有源室分系统是5G室分的可行方案。5G有源室分可连接更多的天线，覆盖范围更大；可有效支持MIMO技术，提升速率；多设备节点组网，扩容升级方便；基本不使用无源器件，降低了物业协调和施工难度；可实现从信源接入至末端的全面监控。

CU/DU集中局站规划

5G基站BBU基带部分拆分成CU和DU两个逻辑网元，PDCP层及以上的无线协议功能为CU，RLC层及以下的无线协议功能为DU，CU/DU分离的目的是可将多个CU集合形成C-RAN。CU/DU分离产生中传，消耗纤芯资源，因此建网初期视纤芯资源情况CU/DU可以合设，随网络演进具备分离能力。

CU可集中放置在汇聚机房或综合接入机房，机房电源配套、电池备电时间、综合柜安装空间需提前规划。按每综合业务区2~4平方千米，大约产生20~40个CU简单推算，需3个标准综合柜。同时考虑到20~40个CU回传承载需求，机房内需部署100G波分设备。

传输配套规划

按NGMN（Next Generation Mobile Networks，下一代移动通信网）带宽规划原则，单站峰值速率=单小区峰值速率+单小区均值速率×（N-1），单站均值速率=单小区均值速率×N，按典型3小区蜂窝计算，单站下行峰值速率为4.65Gbit/s，单站下行均值速率为2.03Gbit/s，

5G初期IPRAN网络汇聚及核心层上行链路将采用N×10GE，对中继光缆的纤芯需求将比4G时代增加N倍，对光缆纤芯需求量巨大。在光缆纤芯充足时优先采用裸纤方式进行承载，在纤芯不足或长距离传输时可采用WDM/OTN网络为IPRAN设备提供波长级连接。

为应对新业务的发展，长远考虑应引入综合业务接入区的概念。一个综合业务接入区由一个综合接入机房、若干光交箱、连接光缆构成，每个光交箱内都有直通综合接入机房的端口（经过其他光交箱不成端）和可用于跳接的端口（经过其他光交箱成端）。综合接入机房之间由主干光缆连接。主干接入光缆组网要遵循“主干稳定、配纤灵活”的原则，以大芯数光缆为主，满足中远期的各类业务需要。

结论

在经历了计算机技术与互联网技术洗礼后，人类迎来了移动互联网5G技术变革。5G网络将给教育、医疗、工业和农业等行业带来发展机会，人们的生活和社会面貌将发生极大改变。为了满足高速率、低时延、大连接的目标，5G技术和网络结构较当前网络有很大调整，在进行网络规划时要充分考虑5G网络特点与实施中的难点，注重5G网络技术与核心网技术、承载网技术的融合，合理应用动态网络切片，实现5G无线网络的有效规划。

来源；通信世界