关于无线网络与城市规划结合分析

发表时间:2020/9/24   来源:《科学与技术》2020年15期   作者:王邦兴
[导读] 随着我国社会经济的不断发展,城市建设力度也在不断加大。
        王邦兴
        广西通信规划设计咨询有限公司 广西南宁市 530007
        摘  要:随着我国社会经济的不断发展,城市建设力度也在不断加大。但是,由于之前的传统城市规划中并没有将无线网络完全划入进来,导致我国现代化城市建设在一定程度上受无线网络的限制,发展步伐没有预期的快。但是,在当前5G无线网络在逐渐普及的背景之下,这一缺陷得到较大的弥补。
        关键词:5G无线网络规划;城市规划;结合策略
1 5G 网络场景和技术手段与城市规划结合
        进入5G时代意味着,人们可以实现“万物互联”,而这也将会成为现代城市发展的全新驱动力。因此,在具体的城市规划中,有关人员必须要具备前瞻性,预先做好信息通信基础设施建设,通过充分发挥城市5G网络规划中的共建共享思想,在最大程度上实现5G网的功能,促进互联网和物联网的快速发展。此外,在城市规划的过程中,还要结合实际,预先腾出将用于建设5G小基站的空间,从而避免浪费建设用地。由于不同城市有着不同的经济发展水平与地理环境水平,在5G网的应用过程中更应该事先统筹布局,加快完善城市的基础设施与空间布局。在我国,首都北京是第一批试点5G建设的城市之一,它起到了很好的榜样示范作用。2018年,北京联通在一些特定的区域,利用3GPP 非独立组网 NSA 模式中的 5G 新空口标准对两辆汽车进行实时控制。在所有区域5G试验场中,怀柔区是效果良好的代表之一。这种远程的无人智能驾驶测试依赖于5G智能通信基础设施的发展,并促进了新能源智能汽车的创新升级。目前,北京已经成为了通信基站、车载终端等先进高端设备的主要研发与生产基地。此外,北京市还在不断强化智慧城市和通州地区5G网的结合,通过不断完善这两者,有利于北京市加快打造5G公共服务平台,加快实现5G网络与AI技术的紧密结合。

图 1  5G 在城市建设中主要的应用场景
2城市规划与通信基站规划方法
2.1片区划分
        在划分片区时,可以分成边缘区、一般区、密集区和高密区等。为了使每个区域移动化务密度得到满足,必须考虑各区域的特点,综合确定通信基站的密度。除此之外,还可以按照城市安全等级进行区划,例如有些区域对辐射的强度限制比较严重,属于限建区和禁建区。而有些区域则没有规定辐射的强度问题,例如公共基础建设、办公区和绿地系统等,这些都可以划分成适建区。
2.2站距设置
        在通信基站的规划中,要依据不同地域话务密度确定站距,例如密集区和高密区的用户比较多,在无线数据业务方面的相关要求也相应高一点,所以一般设置通信基站的距离为200m-300m。在话务密度一般的区域,可以设置通信基站距离为600m-800m,为了将接入容量提高,还可以适当接入蜂窝,且加强对移动通信技术的运用。针对那些比较偏远的边缘区域,可以设置通信基站的距离为800m-1000m。
2.3集约化建站
        集约化建设移动通信基站,能够充分利用有限的资源,达到建设效果最大化的目的,集约化建站建立在共建共享的理念之下,为了实现集约化建站,首先应该保证室内综合分布系统的共建共享,移动通信资源属于稀有资源,因此只有采用多网合一的方法,才能降低移动通信基站运行成本,使移动通信信号能够得到最大限度的利用。此外,还要实现室外宏基站的共建共享,这样不仅能够使杆塔与天线得到重复利用,还减少了电池、电缆、天线等设备的使用,有效的改善了城市景观,实现了经济效益与社会效益的统一。
3 5G网络规划和城市规划的融合探讨
        本人通过观察我国某地市关于城市规划和5G无线网络规划的结合策略,特进行分析。
3.1移动通信需求预测
        有效预测通信用户的重要依据为人口规模。由于在用户规模与人口规模间存在着密不可分的联系,科学地预测人口规模是开展用户规模预测的首要工作。该地市在实际规划的过程中产生了大量的数据,在对它们开展较为深入的分析后,我们可以发现,在2015年,该地区的常住人口数已达300万,经预测可得,截至2020年,该地的常住人口总数还会再增加21万,在此基础上再过10年,人口总数将增加60万。因此,在预测移动通信用户的数量时,应将移动电话用户普及率及市场占有率作为依据;在预测人口总数时,应将城市总体规划时产生的大规模数据作为预测基础。
        当前,拥有移动电话的人口已经越来越多,在这一背景下,必须综合考量城市未来规划里有关移动通信的发展前景,而在所有的考量因素里应该有,一个人同时持有多台手机、移动用户的需求在发生改变等因素。现在,我们将2015年该地区的移动电话普及率作为分析的基础可知,该地区预估到2020年,移动电话普及率可以高达85%。因此,本文将20%与40%分别作为该地区移动电话普及率的增长值。
        由科学的人口预测可知,截止至2020年,该地区将会产生300万左右的人口。在城市总体规划和控制性规划得到较大程度地应用的背景之下,若等效冗余计算被设为1.2倍,移动用户占有率被设为80%,等到城市规划进行到后期时,移动用户数将上升至347万左右,并且直至2030年,这一数值也会持续上升20万左右。
3.2链路预算分析结果
        在规划5G无线网络时,必须要预先科学充分地分析5G无线网络在传播过程中,在其覆盖范围中所产生的所有损耗,其中就包括路径损耗因素、影响覆盖的因素等等。同时,在正式确定覆盖面积时,还要充分分析每个基站所隐藏的问题。最后,在立足于满足用户需求上,有效地估算最小基站的数量。
        在进行这一过程时,绝对不可以忽视链路预算在其中发挥的作用。在长期的城市建设过程中,建筑物分布等重要因素都会产生或多或少的变化。因此,当准备确定网络结构时,应该着眼于不同规划期内容,切实满足用户的网络需求,此外,还要努力加快实现普遍覆盖的目标。
        在应用5G无线网络规划的过程中,应该立足于分析考量城市深度覆盖因素,从而得出有关基站站点之间距离的预测结果。在密集城区建设的基站,其覆盖半径应长达134m,其中,对应站点密度应为36.17基站/平方千米;在普通市区建设的基站,其覆盖半径应长达167m,其中,对应站点密度应为23.29基站/平方千米。
3.3总体规划结果
        当我们需要综合考虑容量需求、覆盖面积等问题,而这两者的需求数值又恰恰不一致时,应该主动将数值较大的作为主要考虑的综合站点需求量。因此,预计自2021年至2030年,在具体的规划过程中,该地市的密集城区将产生10.56万人的移动用户群体以及4.05平方公里的实际有效面积,而由此产生的站点需求数量为95个,站点密度为23.29个/平方公里。对该地市的普通城区而言,预计将产生2.88万移动用户以及1.97平方公里的实际有效面积,而由此产生的站点需求数量为72个,站点密度为36.17个/平公里。
4社会与经济效益分析
    首先是社会效益。根据有关规划,预计到2030年将会新增2727个站点,其中就包括,330个租赁改造机房、460个楼面站以及820个新建机房。如此一来,就可以大规模地节约城市用地面积等。
    其次,经济效益。在对该城市进行规划的过程中,通信基站的建设工作几乎是与其统一开展的。通过将共建共享奉为建设过程的基准原则,有利于有效降低城市的规划成本。
        直至2030年,2727个亟待建立的站点将会全部被纳入本次规划的范围内,预估下来,本次规划将会直接节约大概150000万元的成本。
结  语
        综上所述,移动通信已经渗透到了人们生活的方方面面,5G网络的优势众多,其中最典型的就包括:可以实现用户交互的端到端、完成人与设备的无缝连接、以极快的对接速度更密切地联系人们的生活区域。在未来的城市规划和基站建设的规划中,应充分考虑移动通信基站的建设布局,助力提升移动通信水平,加快城市的现代化进程,也使城市资源得到有效回收利用。
参考文献
[1]崔颖强,徐湘寓.5G无线网络规划与城市规划结合策略分析[J].中国新通信,2018,20(02):65.
[2]汤向栋.5G无线网络规划与城市规划结合策略研究[J].信息通信,2016(10):236-237.
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