摘要：自2015年5G建设时间表和愿景确定以来，各大通信企业都在加强5G技术研发和标准制定。中国已经在5G领域取得了许多标准和专利，拥有强大的技术实力。根据5G的发展愿景，明确提出要加强eMB（增强移动宽带），实现高可靠、低延迟、大规模、低功耗的连接。与4G相比，5G技术可以为用户提供更好的使用体验，对各行业有明显的支撑和促进作用。因此，有必要加强对5G无线网络规划部署的相关研究，通过合理策略推进5G无线网络建设。
关键词：无线接入网；网络部署；5G
引言
5G网络在无线网层面将采用多种关键技术，如超密集异构网络（Ultra-dense Heterogeneous Network）、毫米波技术（Millimeter Wave）、NR3层架构设计、大规模天线（MassiveMIMO）、高阶调制、云计算网络（Cloud Computing Network）等。在不同应用场景下，用户对带宽、时延、连接数、移动性和可靠性都有不同的需求。
1 5G无线网论述
5G无线网分为接入、转发和控制三个功能环节。其中，接入网涉及各种无线接入设备及基站，能实现多场景服务，构建多层异构网络，实现微基站与宏基站的结合。同时，核心网部分功能实现下沉，计算能力和业务储存等相关功能都下移到网络边缘，从而对低时延、高流量等业务需求实现有效的支撑。
5 G应用场景非常广泛，高频段与中低频段适用的场景存在较大区别，高频段更适合热点地区、高质量用户体验的情况，而中低频段联合组网则能够实现连续覆盖。5G网络支持低能耗、低成本和大规模设备接入，支持智能城市、智能家居、智能工业等方面的发展，能够在远程操作支持方面发挥积极作用。
2 5G无线网络规部署关键问题的分析
在进行5G无线网络预规划时，一般需要先形成预规划站址及工参表，再输入仿真软件进行验证。若站址或参数设置不合理，将无法达到建网目标，此时需要进行参数调整，再输入仿真软件进行验证。如此反复直到形成最佳方案。
2.1 5G商用网络规划体系
预规划站址及工参表的制定对设计人员经验依赖性强，要耗费大量的时间。以5 G商用网络的技术需求为例，完善的规划流程一般包含建网目标、场景规划、频率及覆盖规划、站址初步规划、网络结构规划、站址及天馈详细规划、仿真、经济评价等多个环节和功能点。随着5 G网络建设和数字化服务的转型加快，这种由多个离散点组合而成的模式面临着巨大的挑战，建设高效大数据平台成了趋势所向。
2.2现有规划方法在5G时代面临的挑战
5G网络业务切片化特点使得其网络规划方法更加灵活多变，网络建设的复杂性将成倍增长。在2G到4G时代，网络服务相对较为单一，运营商通常采用统一的网络建设指标来建设网络，为用户提供标准化的通信服务。然而，由于5G网络需求呈现出碎片化特征，如果统一按照最高的网络指标来推进网络建设，会造成很多区域的实际需求投资大大增加。因此，在5 G网络的早期规划阶段，根据不同业务类型的不同速率要求，可以设置不同的网络建设目标。对于一些基站基础较好的城市或地区，可以根据较高的上行链路边缘速率目标进行规划。对于基站基础较差的区域，可以根据较低的上行链路边缘速率指标进行规划。这种思路可以改变以往“一刀切”的网络建设模式，实现了“灵活”的网络建设，尽可能保证投资效益。
2.3上行覆盖存在局限
目前我国已公布的商用5G频段都较高。在上行方面，各类终端设备在天线数量、发射功率等方面，都存在明显的局限，在这种情况下，5 G无线网要确保上行覆盖达到4 G同等水平，则需要增加物理站址，同时缩小覆盖半径。这就大大增加了建站难度和挑战。
3 5G无线网建设部署的建议分析
3.1覆盖规划
如图1所示，比较相同下行链路速率下不同系统或频带的覆盖距离。由于2.6GNR使用100兆位/秒带宽，因此在相同的下行用户感知速率下，2.6GNR的覆盖距离远大于其他系统或频带。在高达2.6千兆位/秒的速率下，覆盖距离约为223米，相应的站间距为335米，接近1.8 g的 FDD水平，在eMB业务中，100兆位/秒带宽的2.6千兆位/秒可以与4 G在64 T64 R模式下同处一地，实现1兆位/秒上游的浅覆盖。扩频/PBCH块的周期可以被配置为5毫秒、10毫秒、20毫秒、40毫秒、80毫秒和160毫秒。对于初始小区搜索，用户设备假设扩频/PBCH块的周期为20毫秒。
图1 速率的覆盖距离分析图
SS/PBCH周期长，可以节约OFDM和功率资源等系统开销，但是UE的下行同步需要较长的时间；SS/PBCH周期短，系统开销较多，但是UE可以快速实现下行同步。因此，需要在系统开销和同步时间之间进行折中。建议根据基站类型设置 SS/ PBCH块的周期，由于宏基站覆盖大，接入的用户数较多，因此可以设置较短的 SS/ PBCH周期以便 UE快速同步和接入。而微基站由于覆盖范围小，接入的用户数较少，可以设置较长的SS/PBCH周期以节约系统开销。
3.2容量规划
5G网络容量规划思路与4G基本一致，前期由于覆盖受限，建网初期主要以覆盖为主，后期逐步提高系统的容量。
3.3实现双链接
和4G网络相比，5G网络有大量小微基站，这就使得原本的小区划分方式不再适用。5G网络是一种多层异构网络，小微基站主要负责容量层，宏基站组成覆盖层。为了确保资源协调的有效性，那么可以考虑通过微小区、宏小区实现双链接。也就是在顶层构建宏小区，以此作为覆盖小区，然后在其中再构建微小区，以此起到容量小区的功能。不仅如此，还需要允许终端能够同时在容量小区和覆盖小区上实现驻留。容量小区的主要作用是满足用户的数据需求，承载低时延高速率的通信业务，而覆盖小区则主要就是实现用户控制面数据的处理，同时管理相关的小微基站的资源。对于用户来讲，在宏小区内部进行移动的时候，只是产生了数据层面的迁移，不会产生频繁切换，这样可以确保用户体验。
3.4针对上下行解耦予以控制
由于终端设备在天线数量以及发射功率等方面存在限制，上行首先无法与下行同等覆盖，因此3.5GHz对于上行覆盖来讲，并不是最好的选择。可以考虑通过2.5GHz或者是1.8GHz频段来辅助相关工作。1.8GHz频段可以实现增益提升，更加贴近下行覆盖，是个合适的选择。
结语
5 G网络目前尚处于发展初期，随着其网络业务的发展，网络规划关键技术和方法也将不断演进和完善。未来随着5 G业务应用场景越来越丰富和多样化，个性化需求也会越来越多，因此如何合理地规划部署5 G网络是一个需要我们持续关注和探讨的问题。
参考文献：
[1]柏松.5G无线网技术特征及部署应对策略研究[J].网络安全技术与应用，2019（01）：59+77.
[2]王祖阳，杨传祥，张进，等.5G无线网技术特征及部署应对策略分析[J].电信科学，2018，34（S1）：9-16.
论文作者:张建侠
论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/15
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