浅析中国铁塔城市通信设施专项规划

浅析中国铁塔城市通信设施专项规划

魏登锋 1 同朝辉 1 张星 2 田宏坤 2

1中国铁塔股份有限公司咸阳市分公司 陕西省咸阳市 712000

2广东省电信规划设计院有限公司 广东省广州市 510630

摘要：为应对未来爆炸性的移动数据流量增长、海量的设备连接、不断涌现的各类新业务和应用场景，第五代移动通信技术（5G）应运而生。我国也在《国家信息化发展战略纲要》指出，到2020年，第五代移动通信技术研发和标准要取得突破性进展，助力“中国制造2025”和“互联网+”战略实施。本文浅析新形势下中国铁塔区别于三大运营商的通信专项规划编制思路，旨在进一步提升通信基础设施的共建共享成效，以及更好地与城市发展相融合。

关键词：中国铁塔；城市通信设施；专项规划

引言

通信基础设施建设工作是维持通信交互的根本，要结合城市公用规划要求和设计要求有序落实，而在5G技术研发并且落实推广的过程中，要配合技术应用要求实现通信基础设施配置工作，就要充分关注技术类型、应用规范和实施方案，等，实现管理效益和社会效益的和谐统一。

1．5G网络规划面临的挑战

（1）新业务对网络规划的挑战：5G围绕用户的业务体验进行网络建设已成为行业共识，Mbps、deoCoverage等体验建网方法在商用网络中得到广泛应用。体验建网以达成用户体验需求作为网络建设的目标5G是万物互联的网络，对应的业务类型根据体验需求特征分成了三大类：eMBB、mMTC、UR-LLO，针对5G新业务在待机时延、可靠性等方面的体验需求，当前在评估方法、规划方案、以及仿真预测领域均处于空白或刚起步的阶段，面临非常大的挑战。（2）5G新空口协议正在标准化过程中，但基础架构及候选关键技术已日趋明确，包括信道编码、基础波形、多址接入、空分复用以及灵活双工全双工等。其中Massive MIMO将改变移动网络基于扇区级宽波束的传统网络规划方法，而Flexible Duplex/Full Duplex则将改变移动网络上下行频率静态配置的传统网络规划方法。为了更好地适配不同小区或者不同区域的上下行业务的不对称性，5G将引入Flexible Duplex/Full Du-plex支持不同小区或不同区域根据其上下行业务需求动态选择不同的上下行时隙配比。这种方案在显著提升频谱效率的同时，也对网络规划提出了很高的要求。MassiveMIMO下，天线方向图不再是扇区级的固定宽波束，而是用户级的动态窄波束同时，为了显著提升频谱效率，波束相关性较低的多个用户可以同时使用相同的频率资源（即MU-MIMO）。

2．5G无线网络规划

2.1 规划思路

根据以往通信技术的变革分析，5G技术和产业将逐步走向成熟，是一个长期发展的过程。因此，4G网络会长期与5G网络共存，并且相互协作，共同满足业务的承载需求。根据个人和行业用户的不同需求，特别是垂直行业融合，规划工作必须坚持业务需求为目标，坚持结果导向和问题导向，根据业务需求不同、区域类型不同，分阶段对5G网络进行规划与建设。

2.2规划流程

结合5G网络的特点和定位，要重点关注其高密度、大容量、快速移动接入等性能指标要求。与3G、4G无线网络规划类似，5G网络规划流程大致可以分为三个阶段：规划准备阶段、预规化阶段、详细规划阶段。

2.3规划要点

2.3.1覆盖规划

首先，需要计算覆盖区域的最大允许路径路损，其可以通过链路预算表得出；然后，需要计算基站小区的最大覆盖半径，其可以通过站址类型及传播模型等因素确定。最后需要得出满足该区域覆盖指标的最少站址数量，其可以通过该区域覆盖面积和小区的最大覆盖半径计算得出。具体步骤如下：（1）计算小区最大覆盖半径：根据5G链路预算表计算得出该区域的最大路径损耗；再通过对应的传播模型，就可以计算出基站的小区最大覆盖半径。（2）计算基站最大覆盖面积：结合小区最大覆盖半径，并考虑到站址的不同类型，能够得到单个基站的最大覆盖面积。（3）计算站址数量：规划区域面积与基站最大覆盖面积求商，可以得出该区域满足覆盖要求的站点数量。

2.3.2容量规划

2.3.2.1理论方法

首先，根据话务模型能够计算出单个用户的平均上行速率和平均下行速率；然后，规划区域内的用户数与以上上下行平均速率相乘，可以计算出总上行吞吐量和总下行吞吐量；最后，总吞吐量与单站平均吞吐量求商，计算出满足容量需求的站址数量。

2.3.2.2站点规模计算满足容量的站址数量=该区域总吞吐量/单站平均吞吐量

在覆盖区域内总用户数明确的条件下，通过分析业务模型及小区吞吐量等指标，可以得出每个基站小区支持的用户数量。然后，分析在满足覆盖条件下得出的站点数量是否满足该区域内的容量需求。若满足，则可确定该区域内站点数量，若不满足，则需要进一步调整站点规模取值，直到满足要求，最终得出同时满足覆盖和容量的站点数量。

2.3.3站址规划

站址规划应该尽量满足用户的容量需求和网络的覆盖要求、满足城市规划和发展需要、满足电信企业位置需求、满足电信企业天线挂高要求、满足无线传播环境、干扰、安全等要求。

3．基于5G技术优化通信基础设施应用的建议

为了更加好地辅助5G技术全面落实和推广，要从通信基础设施应用优化入手，建立健全完整的应用规划，确保技术控制合理性和规范性，并维持通信基础设施应用的效率。

3.1升级站址选取模式

5G无线网络基站在投入使用后，为了有效发挥技术的应用优势，就要匹配对应的基础设施内容，对配套设备的应用要求也更高，从直流开站转变为交流开站，构建更加匹配的5G设备，减少站址造成的资源和成本浪费为。（1）要优化站址选取原则。因为基站站址的选择质量会一定程度上影响5G技术的应用水平，因此，要从覆盖效果、容量程度等作为根本，确保能升级选取原则，维持综合管理工作的质量。①要利用中间控制站协调基站之间的信号传递，避免过度干扰对信号质量产生影响，因此，站间距要设置在覆盖区域范围内，且质量水平较好。②选址工作落实过程中要积极推进景观美化进程，形成协调模式。③要保证交流引入的便捷性和可靠性。（2）在基站选取工作中，要尽量落实“宏观协同发展、异频组网模式”的基本原则。其中，宏基站能更好地维持5G技术的全面覆盖，匹配无缝对接技术处理机制，而对应的微站就能提高整个系统的应用容量，改善网络的基本性能。

3.2建构小基站和超密集组网模式

在5G技术推广工作中，网络覆盖架构是非常关键的要素，目前，较为常见的方式是借助三层网络覆盖的模式，利用宏基站建立连续性大范围覆盖处理，配合使用MIMO技术，就能在提升频谱应用效率的同时，维持用户的基本操作感受。然后，借助小基站部署方案提升热点区域的组网应用处理效率。而对于室内较大容量的应用需求，则要借助室分系统完成控制和处理，不仅能符合覆盖率应用规范内，还能符合容量应用规范。依据IMT-2020推进组相关数据可知，超密集组网应用中要结合数据流量需求完善技术管理工序。另外，随着5G技术的全面落实，基站建设而将迎来“小高峰”，因为5G技术对工作频段要求较高，为了规避4G技术已知的覆盖盲点，要配合更加有效的基础设施建设方案，积极推进“补盲点、补热点”进程。

3.3优化电源和负荷处理效能

相较于4G技术，5G技术对数据容量的要求更高，且MIMO将大幅度增加基站能耗，更加密集的基站和网架结构也将增加总能耗数量。因此，全面升级节能化技术模式和基础设施配合方案具有重要的时代意义。目前，相关技术部门对数据中心机房散热技术、冷却技术以及智能化能耗调节技术等也越来越重视，在共同探索和创新的发展基础上，将进一步推进5G技术通信基础设施的转型升级。

结束语

5G技术的发展和推广还需要整合配套设施应用方案，要结合网络应用要求建立融通互通的网络处理体系，逐步演进的过程中，对基站、铁塔等基础设施项目给予更多重视，为科学技术发展和通信行业可持续发展奠定坚实基础。

参考文献

[1] 《江西省人民政府办公厅关于支持移动通信基站建设的意见》（赣府厅发﹝2017﹞71号）.

[2] 江西省住房和城乡建设厅和江西省通信管理局下发《关于开展全省城市通信基础设施专项规划工作的通知》（赣建规﹝2016﹞2号）.

[3] 《关于加强移动通信铁塔站址用地及规划管理工作通知》（工信部联通信﹝2017﹞234号）.