1李明 2安红波
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摘要:人与人、人与物,物与物之间的通信已深入我们的生活,随着5G的到来,通信发展让步入一个新的台阶,如何保障通信网络快速发展,规划是建设的前沿,本文从5G网络特点和规划流程做规划探讨。
关键词:5G;规划;通信;
1.5G网络规划特点
(1)5G网络规划目标
5G建设初期,重点确定网络覆盖、成本目标,无实际网络运行数据进参考,依赖理论计算、规划软件仿真、相关试验网测试结果,前期网络规划的精确性上有很大的不足。5G建设中后期,在前期网络基础上进行扩容,重点围绕覆盖、容量、质量等目标进行,有现网路测数据作参考,规划精确性会更好。
(2)5G与4G规划的相同点
5G已全面开展建设,其网络规划与4G流程类似。
①网络规模估算:通过覆盖半径、单站容量、所需站点数、基站配置等的初步核算,输出规模信息;
②网络规划仿真:多基站网络的输出小区容量和覆盖效应(rsrp,sinr,txpower) ;
③网络参数规划:输出小区单元参数(PRACH、PCI、小区编号、TAC、邻区等信息)和基站工程参数(经纬度、下倾角、方向角、挂高等信息)。
(3)5G与4G规划的不同点
5G全新的技术、全新的频段、全新的网络结构、全新的业务能力给5G规划带来了更大的挑战。
①5G新空口技术带来的难度
5G关键的技术包括波形、多天线mMIMO、多址接入、以及灵活双工/全双工等。mMIMO将改变移动网络基于扇区级宽波束的传统RF规划方法;灵活双工/全双工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;新波形、新多址相比较4G而言,增加了系统所需的容量。
②5G全新的频谱的挑战
5G网络可用频谱包括Sub6G频段(FR1频段)、还包括广泛关注的28/39/60 GHz等高频段(FR2频段)。高频段丰富的可用频谱资源,带宽可达1G以上,随着频的增高,路径损耗随之增加,如60GHz路径损耗比5GHz高出20dB,高频段对网络对话更加精细化。
③5G全新的网络架构的挑战
5G网络架构更趋于云化和资源共享。一方面新的业务安排迅速部署编排在同一网络上;另一方面5G网络需围绕用户量进行资源配置和调度,使规划更难更繁琐。
④5G全新的业务对网络规划的挑战
5G业务和4G相比,面临多业务标准、价值区域识别等难题。当前在评估方法、规划方案、仿真预测领域均处于空白或刚起步的阶段,面临较大挑战。
2.5G网络规划流程
2.1 5G网络规划总体流程
5G网络规划可分为准备、预规划和详细规划等三个阶段,重点在于规模估算、站址规划、参数及仿真等环节。
2.2 规划准备
准备阶段主要是对网络规划人员和责任划分以及规划计划,同时收集市场、网络等方面的资料。
2.3 预规划
在前期规划阶段确定目标,为总体规划提供指导,避免规划的盲目性。
(1)规划目标设定
覆盖评估指标:接收功率,强度指示,信噪比。
容量评估指标:理论吞吐量、平均吞吐量和边缘吞吐量。
(2)前期测试
CW、扫频和室内穿透损耗等测试
(3)覆盖规划
传播模型校正:确定电波损耗情况,降低阴影效应。
覆盖区域类型划分:不同的地形地貌,可划分为不同的信号传播环境,常用的环境有城区、郊区和农村等场景。
链路预算:计算边缘路径损耗、覆盖半径、基站数。
覆盖能力计算:针对5G网络的边缘速率设定,业界还没有明确的结论,因此暂时可按下行10Mbps/上行1Mbps边缘速率进行估算,系统带宽采用100MHz,基站发射功率采用100W,基站天线采用64T64R,终端天线采用2T4R。
(4)容量规划
影响5G系统容量的因素很多,包含信道配置、业务类型、天线配置、小区间干扰协调、链路质量、实际网络信道环境等。
2.4 详细规划
主要任务是站址规划及参数规划,并采用模拟仿真进行验证。
(1)站址规划流程
对现有资源分析,根据不同场景下的站点规模及站间距要求,进行站址筛选,形成基站类型、高度、方向角等信息及站点分布图。
(2)RF参数规划
避免过高址产生的越区覆盖及低站址产生的覆盖空洞,不同区域不同场景不同地理位置下的基站天线挂高应据实调整。
5G方位角为水平外包络,3dB水平波宽对应的中间指向,相对于正北方的角度。5G建网初期以街道覆盖最优,瞄准需求目标进行重点覆盖。连续覆盖场景下,基于PDSCH/CIS-RS覆盖最优,且SSB方位角与CIS-RS方位角一致。
5GMassive MIMO主要支持64T64R、32T32R、16T16R和8T8R等,每一款天线都有对应的场景,因此规划时,基于覆盖目标为5GNR小区选择匹配度相对高的SSB场景化波束。
5GMassive MIMO需要分别为SSB、业务信道,进行下倾角规划。
(3)天线参数规划
5G有1008个PCI,被分为336个组,每组3个,规划过程中应避免PCI冲突。
5G邻区规划,位置上相邻的小区一般被设置为邻区。在某些场景下,如高速覆盖,需要设单向邻区,可以通过将A扇区加入到B扇区的Blacklist中实现。对于密集城区和普通城区,基站之间的平均站间距都比较小,根据站址实际布放情况,应适当多做邻区;市郊和县城农村,虽然基站的站间距比较大,但也应关注地理位置上的邻区,保证邻区基站信号之间的及时切换。
TA/TAL规划,位置区不宜过大或过小。过大可能会导致寻呼过载;过小会导致置小区之间的频繁更新、信令开销较大或信令风暴。
(4)规划仿真
软件导入网络估算的结果,对工程参数信息进行布点仿真。根据仿真结果和基站现场情况调查,对规划数据进行调整,以达到规划目标。
参考文献:
[1]李雪钢.浅谈5G移动通信基站建设规划.电脑知识与技术.2020,16(24)
[2]欧阳志勇.5G通信网络部署与规划.无线互联科技.2020,17(15)
李明, 19890304,男,汉族,籍贯陕西渭南,中级职称,本科学士学位,研究方向主要为通信工程,毕业西安邮电大学,