農村2.6G NR網絡建設關鍵解決方案研究

魏強 朱海琦

摘要：農村NR網絡建設是鄉村振興戰略重要環節，本文分析了農村NR網絡的主流建網方案，并結合農村場景的特點，對農村的2.6G NR兩扇區AAU建網方案給出了基站射頻規劃建議?，F網絡測結果表明，相較于基于8TR設備的NR和LTE建網方案，32TR兩扇區設備建設2.6G NR并反向開通LTE方案的建網方案，覆蓋提升4dB，上下行體驗速率提升30%以上，能耗節省30%以上。

關鍵詞：農村；5G網絡；鄉村振興

一、引言

隨著鄉村振興戰略的大力實施，國家大力扶持農村基礎設施建設，為了讓廣大農民享受5G網絡帶來的基建紅利，普及5G網絡覆蓋，推動農村經濟發展，國家提出了“數字鄉村”概念。中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發的《數字鄉村發展戰略綱要》中已將“鄉村4G深化普及、5G創新應用，城鄉數字鴻溝明顯縮小”作為2025年數字鄉村的戰略目標，并將加快鄉村信息基礎設施建設作為實施數字鄉村戰略的10項重點任務之一[1-3]。在2023年，5G設備廠商面向農村NR建設推出2.6G兩扇區低成本建網方案，例如華為技術有限公司的廣角MetaAAU[4]，該產品的核心思想是使用兩個AAU模塊實現兩扇區組網，替代原有的三扇區建網方案，通過減少一個AAU投資，降低5G建設成本。

基于此，本文分析了2.6G低成本兩扇區方案在具體實施上的關鍵問題，包括頻段選擇、站址選擇、天線掛高、基站射頻（RF）規劃、功率配置等，并經現網實際測試，驗證了5G兩扇區解決方案的覆蓋、體驗和節能效果。

二、農村場景2.6G NR兩扇區建網方案分析

農村場景5G建網方案分析是指分析目標區域的建網條件，選取最適合的低成本建網方案，兼顧投資成本和效益建設高質量5G網絡，以達成覆蓋和體驗標準。

為農村5G場景建網制定針對性的方案，主要需要考慮以下問題：

①結合建網方案完成5G網絡規劃，包括站址選擇、RF規劃（掛高、方位角、傾角）等。

②針對天面空間受限場景和極致節能的場景，通常2.6G 32TR AAU支持在5G的AAU上通過新增基帶板建立D頻段LTE小區，實現一個模塊同時提供NR和LTE制式的移動通信服務，即5G反向開通LTE 3D-MIMO小區（簡稱：AAU反開LTE），利用D頻段的LTE小區替代FA頻段的LTE小區，節省天面空間和整站功耗。其中，FA頻段是指中國移動所持有的TDD LTE頻段，F頻段是指從1885MHz～1915MHz的30M帶寬頻段，A頻段指的從2010MHz～2025MHz的15M帶寬頻段。

（一）農村典型場景

在基站數、電源、傳輸和站址配套等方面，5G建網成本相對4G偏高，導致運營商網絡建設投資增長顯著。對于運營商而言，投資的回收期備受關注，需要綜合考慮投資和收益，運營商5G網絡主要聚焦在城區、鄉鎮等話務需求大的區域，以縮短成本投入的回收周期。

農村區域站點間站間距大，單站覆蓋范圍廣，鐵塔的天面空間有限，對基站節能要求高。具體來講，農村場景有以下特點：地形平坦空曠，樹木和農田多，信號遮擋小，住房多為低層和多層，基本沒有高于6層的高層樓房，傳播損耗低，人口密度低，居住分散，村落間間隔大片土地，平原地區以平層土地為主；部分農村地形復雜，山脈起伏連綿，溝壑崎嶇[2-3]。此外，農村用戶消費水平相對城區低，需求以語音業務為主，數據業務量相對城區較少。

（二）農村2.6G頻段規劃

2.6G頻段共160MHz帶寬，同時可供LTE和NR使用，為避免2.6G LTE和NR使用相同頻段互相造成干擾，2.6G頻段通常使用連續的100MHz帶寬（2515MHz～2615MHz）建網，若目標區域存在應2575MHz～2635MHz頻段的LTE小區，應提前將該小區遷移至2615MHz～2675MHz[5]。

（三）32TR兩扇區 RF參數規劃

針對農村場景5G網絡建設，通用建網原則與城區相同，例如：天面建設原則、配套改造原則、回傳改造原則[6-7]，由于2.6G的32TR設備存在兩扇區的特殊組網場景，在RF規劃方面，三扇區和兩扇區有較大的不同，本節將重點闡述農村5G場景RF參數規劃。

1.方位角規劃

方位角規劃分為初始方位角規劃和方位角調優兩個階段。

初始方位角規劃階段：對于三扇區組網，若在已有的4G站址新建5G站點，則可繼承4G網絡拓撲，5G NR的初始方位角可以參考現有4G天線的方位角；若規劃的5G站址上沒有4G小區可供參考，建議初始方位角使用標準指向，即每小區間隔120度；對于兩扇區組網，若在已有的4G站址新建5G站點，兩扇區的第一小區方位角建議與原4G小區話務最高的方向相同，第二小區方位角與第一小區相差180°。

方位角調優階段：無論是兩扇區還是三扇區，方位角調優的原則均是將用戶分布較為集中的區域作為目標覆蓋區域，同時避免相鄰站點的小區交叉覆蓋深度過深，即相鄰扇區對打，避免鄰區干擾過高。需要注意的是，兩扇區組網在第一小區和第二小區的方位角夾角不建議小于150°，避免兩扇區交疊區出現明顯的覆蓋空洞。

2.下傾角規劃

用戶體驗取決于業務信道的質量，因此，農村場景的下傾角規劃以業務信道覆蓋最優原則，將垂直波束的法線指向小區邊緣低層，以確定5G NR小區的總傾角。

5G NR的總傾角基于下式計算：

（1）

其中，h為基站高度，通過現網工參獲??；d為小區覆蓋半徑，與各小區的目標覆蓋區域有關，工程師需要通過經驗確定或基于整網的平均站間距初步估計。

3.掛高規劃

對于新建5G網絡與4G共站址場景，若天面空間允許，建議2.6G頻段的5G AAU安裝在4G天線上層，改善5G覆蓋，提高單站5G分流比。

（四）32TR兩扇區 反向建立LTE 3D-MIMO小區

站點的天面租金由運營商承擔，新增天面將增加站點租金，且站點天面空間有限，不具備新增抱桿的條件。為了進一步降低運營商的運營成本，5G建設以不新增抱桿為原則。

針對新建2.6G且站點上已有LTE D頻段小區獨立天面的場景，則可將5G AAU同時開通5G和4G 3D MIMO小區，將5G AAU替換原有LTE D頻段的天面位置，進而新建5G不新增天面。

針對新建2.6G小區且站點上僅有LTE FA頻段小區的場景，則可將5G AAU同時開通5G和4G 3D-MIMO小區，通過導頻功率匯聚、提高模塊發射功率等方法，將AAU反開LTE的覆蓋與FA頻段拉齊，從而新建5G不新增天面，

在AAU反開LTE D頻段覆蓋可收編現網LTE FA的前提下，可以利用32TR AAU為農村區域同時提供4G和5G覆蓋，從而拆除8T FA天線和RRU設備，用于城區4G補盲。相比8TR NR+8T LTE建網方案，32TR兩扇區5G建網方案將原先的3個天線+6個RRU模塊替換為2個AAU模塊。該方案不僅節省了站點空間，還大幅降低通道靜態功耗，達到節能的效果。

三、現場測試驗證

為了驗證2.6G頻段各類設備在農村場景下的覆蓋和體驗能力以及本論文提出的兩扇區規劃方案有效性，選取某農村地區，通過拉網測試的方式測試5G實際覆蓋和上下行體驗。農村場景通常使用8TR RRU用于建設5G和4G網絡，因此，本次測試選取農網常用的8TR建設的5G和4G網絡作為覆蓋和體驗基線，從覆蓋和體驗的維度驗證32TR兩扇區農村5G建網方案以及32TR兩扇區反開LTE建網方案的性能。測試區域為東部省份的典型農村，建筑物多為1-2層自建平房，無大型建筑，共劃分4個測試站點。

（一）NR拉網測試結果

NR路測結果如表1所示，32TR兩扇區方案的覆蓋優于8TR約4.4dB，下行體驗優于8T 34.5%，32TR的上行體驗優于8T 38.2%。32TR兩扇區體驗提升主要由頻譜效率（MCS）和空分復用性能提升帶來。

根據現網實測結果可以得知，相較于傳統的8TR，32T作為MM模塊，具備波束賦型優勢，即使是兩扇區覆蓋和體驗也遠優于8T，兩扇區相比三扇區大幅降低了建站成本，其覆蓋優勢可以相比8T NR減少站點建設數量，節省建站成本，因此，根據綜合覆蓋、成本和性能可知，兩扇區是最適合農村建網的方案。

（二）LTE拉網測試結果

LTE路測結果如表2所示，32TR的LTE小區覆蓋優于8T FA頻段約4dB， 32TR AAU反開LTE小區的體驗優于8T FA頻段26.1%。上行體驗優于8T FA頻段17.2%。與NR類似，32TR AAU反開LTE 3D-MIMO小區相比8T FA設備明顯地提升了頻譜效率（MCS），進而提升了用戶體驗。

（三）能耗效果對比

設備廠商已在對應AAU的網管平臺內置了能耗統計指標，可用于測量RRU、AAU設備以及基帶板的能耗情況。測試結果顯示，6個8T RRU設備建立的LTE和NR小區單日耗電約37.86千瓦時，而32TR兩扇區AAU同時開通LNR小區的單日耗電僅23.6千瓦時。因此，方案2相比方案1單日節電14.26千瓦時，全年節電5000千瓦時以上，節能效果約為36%。

四、結束語

本文針對農村場景的32TR兩扇區設備，給出了適配兩扇區的RF規劃方案。經現網測試，32TR兩扇區的覆蓋和體驗性能均優于8TR，同時32TR兩扇區設備反開3D-MIMO小區與LTE 8T FA覆蓋拉齊，可以實現收編現網FA小區，顯著降低基站能耗。

作者單位：魏強 朱海琦 中國移動通信集團浙江有限責任公司

參? 考? 文? 獻

[1]梁月，堯文彬，楊麗.農村5G目標網絡建設方案[J].電信工程技術與標準化，2022，35（1）：53-56.

[2]敬敏，董俊華，魯旭波.5G 700MHz網絡農村場景覆蓋能力研究[J].電信工程技術與標準化，2022，35（7）：66-71.

[3]李宏偉.5G無線網絡在農村場景部署及應用前瞻[J].現代信息科技，2020，4（7）：58-60.

[4]黨博文.助力數字中國建設：5.5G如何先試先行？[EB/OL].https：//new.qq.com/rain/a/20230428A06YZO00， 2023–04-28.

[5]許勇，曹桓，劉剛，等.5G+4G網絡協同規劃方法及策略研究[J].電信工程技術與標準化，2020，33（6）：24-28.

[6]吳林海，趙懷民.5G網絡建設策略及建網原則淺析[J].數字通信世界，2020（5）：51.

[7]帥農村.5G網絡建設方案探討[J].電信工程技術與標準化，2020，33（7）：50-55.