某地區5G 網絡規劃設計研究

魏文勇

（中通服咨詢設計研究院有限公司，江蘇 南京 210019）

0 引 言

某地區的經濟發展水平較高，地區內5G 網絡部署較為完善，網絡建設水平較高。如何進一步優化5G 網絡的規劃設計，提升5G 網絡運行的高效性、穩定性和安全性成為當前急需解決的問題[1]。文章以某地區的部分片區為例，根據區域內實際情況分析5G 網絡規劃的設計需求，科學規劃5G 網絡部署。與此同時，技術人員應當考慮原本4G 基站的延續使用問題，提出反向開通4G 基站的方法，促使區域內仍然存在的4G 基站與新建5G 基站相銜接，形成5G 網絡整體架構。同時，考慮到5G 網絡運行會受到周圍因素干擾，需要消除D 頻段同頻干擾。

1 需求分析

5G 網絡具有連接廣、速率高、速度快以及延時低等特點。在本地區政府2022—2023年的工作報告中，明確提出要推進5G 網絡建設、全覆蓋5G 網絡運行區域試點?；诖?，本地區各運營商紛紛開展試驗點，利用5G 網絡進行虛擬現實（Virtual Reality，VR）全景、26 路4K 視頻直播等方式，拓展5G 技術的應用范疇。地方政府與通信公司紛紛簽訂相關戰略合作協議，旨在推動地區數字經濟發展、加快智慧城市建設、提高本地區內5G 技術應用水平，增加5G 技術覆蓋率[2]。

目前，通信公司已經在地區內的會展中心、機場、地鐵及商業中心圈等位置建立試點。5G 網絡試點建立分為3 個階段，一是在各個目標區域建立試點；二是拓展應用場景，開展具體合作；三是在本地區內實現5G 信號的覆蓋，為下一階段5G 網絡發展做準備。地區5G 網絡規劃設計的基本需求是從點到面推廣5G網絡，在運行過程中擴大試驗點基站的規模，在區域內實現5G 網絡信號的大規模覆蓋。

2 5G 網絡規劃

根據某地區上一代網絡技術的應用情況，可知5G 與4G 之間存在明顯的頻譜效率差異、傳輸速率差異。因此，在5G 網絡規劃時，技術人員需要考慮4G與5G網絡之間的傳輸速度差異、5G網絡覆蓋范圍，了解5G 技術與原有設備之間的兼容情況，形成5G網絡的規劃思路。一是把握5G 技術的無線通信特點，合理設置信息發送頻率。二是根據本地區的移動通信頻譜資源進行規劃，盡可能利用原有設備與用戶信息，減少資源浪費，使新的技術可以兼容以前的技術[3]。三是考慮5G 技術普及的小基站多天線模式需求，選擇合適的地理位置設置小基站，盡量讓通信信號覆蓋各個地區，具體流程為估算網絡規模、規劃站址、提出無線網絡建設方案與參數優化方案[4]。

3 5G 網絡規劃的設計要點

某地區5G 網絡完善發展的周期較長，現階段地區內的5G 網絡規劃設計以非獨立組網（Non-Standalone，NSA）為主。由于本地區原有的基站分布，且室內深度覆蓋需求劇增，網絡規劃初期需要面臨較多原有網絡升級調整問題。同時，在5G 網絡優化方面，頻率問題、同頻干擾問題不容小覷。因此，技術人員將反向開通4G 基站、消除D 頻段同頻干擾作為5G 網絡規劃設計的關鍵環節。

3.1 反向開通4G 基站

技術人員利用現有網絡終端，對5G 反向開通4G 基站，充分發揮4G 中的多進多出（Multiple-Input Multiple-Output，MIMO）優勢。根據某地區現階段的4G 系統情況，發現難以在較低頻段終端中增加大量的天線數量，若盲目增加天線數量，會弱化終端峰值速率提升能力。原本4G 網絡中的3D MIMO 主要采用空間分集技術、空間復用技術、波束賦形技術等多種技術，以深入發掘可增強的基站覆蓋區域，尋找提升基站容量的切入點。在5G 有源天線單元（Active Antenna Unit，AAU）中使用64×64 的3D MIMO 技術，提升覆蓋率、基站吞吐量。這樣的規劃方案可以有效降低5G 網絡的高頻建網成本。此外，分析現網終端的支持能力，依托現存支持力優化通信網絡規劃。

技術人員根據某地區原有通信網絡滲透率判斷D3、D7、D8 的等效載波能力，針對2 575 ～2 615 MHz 的D1、D2 頻段，采用現網終端支持；針對2 615 ～2 635 MHz 的D 頻段、2 635 ～2 655 MHz的D7 頻段、頻分雙工（Frequency Division Duplexing，FDD）1 800 MHz 頻段均采用現網終端支持；2 655 ～2 675 MHz 的D8 頻段的46.23%采用現網終端支持，其余部分采用5G 新建網絡終端支持[5]。此外，技術人員需要對現有終端設備與新建5G 終端的銜接進行協同優化。為更高效地利用D 頻段的頻譜資源，技術人員將D 頻段2 515 ～2 615 MHz 的100 MHz 設置為5G 頻段，將2 615 ～2 675 MHz 的60 MHz 設置為4G頻段。同時，為提升原有4G 終端與新建5G 終端之間的銜接性，需要優化分配通信功率，以AAU 雙模替換8T 模塊后指標平滑、關鍵績效指標（Key Performance Indicator，KPI）不下降為功率分配目標[6]。

3.2 消除D 頻段同頻干擾

為讓長期演進（Long Term Evolution，LTE）與新空口（New Radio，NR）上、下行的轉換點對齊，避免上、下行頻段對5G 通信網絡造成嚴重干擾，需要讓NR 幀頭提前2 ms，采用5 ms 單周期進行排列。子幀排列如圖1 所示，其中第一排代指4G 特殊子幀，第二排代指5G 特殊子幀，第三排代指4G 時隙配比，第四排代指5G 時隙配比。技術人員采用偏移配置的方法優化4G 現網和5G 網絡的D 頻段幀頭，根據4G網絡提前700 μs 的情況，將5G 配置提前2.7 ms。

圖1 子幀排列

技術人員根據D 頻段退頻、移頻調整參數下。一是配適退頻，在D1、D2 退頻之前，在某地區5G網絡規劃目標區域內建設基站、配置終端設備。NR測試區域退頻之后，刪除D1 相關測量頻點，在峰值速率演示區域內設置站點[7]。二是配適移頻，利用移頻工具修改頻點，切換測量頻點。針對部分區域內的老舊終端設備，放入基站內的國際移動設備識別碼（International Mobile Equipment Identity，IMEI）黑表，不再對其進行頻點的測量與切換。三是采用干擾消除法，盡可能弱化D 頻段同頻干擾。首先，技術人員利用話務統計管理數據篩查全網情況，排查區域內的干擾源，對上下行干擾源進行識別，以便定位同頻干擾[8]。其次，定位互相干擾與自干擾場景，確定某城市的5G 網絡覆蓋區域、同頻干擾小區。最后，針對4G 網絡D 頻段干擾5G 網絡的情況，采用D 頻段退頻、頻帶與干擾測量、干擾調度以及開啟60 MHz頻譜3 個方法進行優化。四是針對自干擾情況，調整有源天線單元（Active Antenna Unit，AAU）的方位、角度、高度、下傾角度以及功率等參數，至此完成優化。

根據某地區的5G 網絡需求對5G 網絡整體進行規劃設計，并針對5G網絡規劃中存在的4G現有基站、D 頻段同頻干擾兩項問題采取措施，提升5G 網絡的運行穩定性[9]。

3.3 連片優化

連片優化是進一步優化5G 網絡的有效手段，技術人員根據某地區實際情況，對目標區域進行連片覆蓋優化。原有通信網絡中包含15 個4G 網絡站點，42 個現網4G 扇區（包含3 扇區單頻組網宏站、2 扇區小路燈）。為順利實現原有4G 網絡與5G 網絡的優化，技術人員選擇部分現有站址進行復用，剔除原有網絡中的3 個超高站點，其余12 個站點配合5G形成整體網絡。

考慮到原有4G 網絡以F 頻段作為室外連續覆蓋，以D 頻段作為熱點區域重疊覆蓋，且5G 網絡使用頻段較高，現有站址的密度無法滿足5G 網絡需求，因此需要進行補點規劃[10]。技術人員在現有站址復用并升級5G 的基礎上設計補點覆蓋規劃。

4 結 論

5G 背景下，網絡技術水平持續提高，在5G 網絡規劃設計、建設部署方面初步取得成效，為人們的生活與工作帶來諸多便利。完善5G 網絡、優化5G網絡的規劃、科學設計5G 網絡體系是地區通信網絡發展的重要基礎，也是地區社會建設、積極發展的關鍵手段。5G 網絡的規劃設計不僅包括5G 網絡的架構建設，也涉及5G 與4G 網絡的銜接、同頻干擾的弱化消除等。今后，應當持續深入研究5G網絡規劃設計，在對現有站址升級的基礎上進行補點，提升5G 網絡連片覆蓋效果，增強5G 網絡運行的安全性與高效性。