Labs摘要本文提出了5G网络架构，并根据实际网络建设场景总结了2.6GHz频段5G网络建设方案。同时分析了2.6GHz频段的4G/5G协同组网，提出了4G/5G协同组网的相关建议。移动互联网的蓬勃发展对移动网络的带宽、时延和容量提出了越来越高的要求。现有的4G网络无法满足移动互联网应用的需求。5G网络具有超高速、超大连接、超低时延等特点，这是5G通信相较于4G通信最显着的进步。随着5G运营牌照的发放，运营商5G网络建设步伐正在加快。探讨如何在现有2G/4G网络基础上建设2.6GHz频段5G网络和4G/5G协同组网方案具有重要意义。1.5G网络建设方案1.15GC-RAN组网架构5GC-RAN组网架构是指5GBBU全部集中在综合接入机房，基站侧只剩下5GAAU。与传统的4GC-RAN无线网络相比，5GC-RAN网络仍然具有集中化、协同化、无线云化和绿色节能四大特点。考虑到建设运营成本和无线网络的长期演进，建议5G网络建设采用C-RAN组网架构。5GC-RAN组网架构与分布式部署组网架构对比如图1所示。图1.5G网络架构对比1.2BBU建设方案通过4G/5G共同BBU部署，可以减少BBU的重复投资和降低运营成本。以某厂商设备为例，BBU部署有两种方案，如图2所示。方案一：新机型，向下兼容，新机型BBU可以同时兼容2G/4G。如需开通2G/4G，可插入对应的2/4G主控板和基带板。方案二：复用老款，向前兼容，老款BBU可以同时兼容5G。如需激活5GNR，直接插入NR主控板和基带板即可。图25GBBU双模建设方案1.3Fronthaul技术方案Fronthaul是指5GAAU和BBU之间的信息传输。5GAAU前传方案分为光纤直连前传、彩色光模块前传、有源波分前传三种。三种前传方案的技术对比如表1所示。表15G前传技术对比5G站点BBU集中，对前传光纤纤芯的需求巨大，迫切需要采用纤芯复用的方式来实现减少对前传纤芯的需求。目前有单纤双向光模块、彩光加无源波分复用和有源波分等三种方案。对比各方案的优劣，IPL加无源WDM方案在纤芯利用效率和单站成本上是最好的。如图3所示，6波长单纤彩色光模块方案可以将原来的6芯前传纤芯大幅缩减为1芯。图3彩光模块6波单纤方案1.45G配套改造方案为满足5G建设的要求，需要对天线和电源进行相应的配套改造。以下两部分介绍5G配套改造方案。1.4.1天面分布改造方案由于加杆后铁塔租金大幅增加，为降低基站运营成本，5G基站建设以不新建为原则杆被添加到天空表面。考虑到5GAAU的体积和重量，建议5GAAU安装在独立杆上。根据实际2.6GHz频段5G建网的不同场景，5G天线配置方案如下：1.4.1.1有一个D频独立天线如图4所示，如果4G网络有窄带8T8RD-band或3D-MIMO独立天线，以及5G和4G合作厂商，当天空负载满足要求时，窄带8T8RD波段或3D-MIMO独立天线换成4G/5G共模AAU。4G/5G共模AAU支持同时激活5G和容量更大的4G3D-MIMO。图4带D波段独立天线的重构方案1.4.1.2新空间无极点，多天线同扇方向如图5，如果4G网络没有窄带8T8RD波段或3D-MIMO独立天线，但如果有两根或两根以上的天线，则可以采用集中度较大的4/4/8/8根天线整合现有天线，改造后的冗余杆可以安装5GAAU。图5新建空间无极点，多天线同扇区方向改造方案1.4.1.3美化覆盖场景美化覆盖场景5G分布改造一般需要对美化覆盖进行整改或新建美化覆盖。美化罩的场景比较大，老式的美化罩一般没有散热设计。由于5GAAU是有源设备，原美化盖板需要改装散热，否则容易引起AAU设备高温告警。5G美化罩方案如图6所示，美化罩高度建议不低于2000mm，维护门开在背面右侧（维护腔侧）。检修门宽度建议不小于500mm；尺寸建议不小于500mm*200mm；支持机械下倾角可调不超过10°；要求抱杆左右位置可调，抱杆中心距美化罩背面推荐距离为200mm。如果没有散热窗，则必须有底部进风口，后检修门顶部高度必须高于AAU顶部200mm。美化罩的材质建议使用玻璃钢，禁止使用金属材料或金属支撑架。图6住宅景观美化改造方案1.4.1.4有空置杆或新建杆位。对于不属于上述场景的场景，不能通过融合改造腾出5G杆位。如果天空有备用杆或新杆，可以使用备用杆或新杆安装5GAAU。1.4.2电源改造方案1.4.2.1市电改造方案以某厂商设备为例，3个5GAAU的最大额定功耗达到3.9kW，实测3个5GAAU的功耗约为3.3kW满载。根据公式（1）可以计算出增加5G设备后对市电容量的需求。市电容量是影响5G基站开通的重要因素。要提前做好市电需求排查核算工作，适时扩大市电容量，为5G基站的顺利开通做好准备。自2.6GHz频段5G基站开通以来，5G和4GD频3D-MIMO共模同时激活，原普通窄带8T8RD频RRU将关闭拆除.为此，在计算市电容量需求时注意减去更换的普通窄带8T8RD频RRU的功耗容量。其中，η为整流模块的转换效率。当整流模块为一般效率模块时，η取值为0.85。当整流模块为高效模块时，η取值为0.95。1.4.2.2直流配电改造方案如果室内电源柜有足够的PSU容量扩展槽可以直接通过PSU的扩展对直流配电进行改造，每增加一个PSU可以带来3000W的容量。如果室内电源柜没有足够的PSU扩展槽位，或者空气开关/熔断器没有安装空间，可以使用室内外刀片式AC-to-DC模块进行直流电源转换。2.4G/5G协同组网方案2.1不同场景下的5G频率配置和功率分配方案根据相关测试验证，4G3D-MIMO单载波的容量大约是普通8T8RD波段载波的两倍。为满足4G流量热点业务需求，需要考虑4G/5G协同组网。5G基站开通后，共模和反向将启用承载能力更强的4G3D-MIMO。5G网络建设初期，可建设4G流??量热点。开展5G基站建设。对于2.6GHz频段的5GAAU设备，可支持同时激活1个5G载波和3个4G3D-MIMO载波。2.6G频段的5G设备支持4G/5G双模，带宽支持160MHz。对于320W5G设备，每20MHz带宽配置40W功率；对于240W的5G设备，在4G/5G1:1共址建设时，为保证4G/5G网络都能实现连续覆盖，AAU的总功率会有所不同。不足。针对5G业务需求区和4G流量热点区两种典型场景，推荐的4G/5G频率配置和功率分配方案如下：2.1.15G业务需求区频率配置方案：5G终端必须启用100MHz测试和大业务回传，4G频移可达20~60MHz。功率分配方案：5G配置功率120W，4G配置功率120W。2.1.24G流量热点地区频率配置方案：5G仅用于测试，对带宽无需求。在4G容量严重受限的地区，建议5G开启60MHz，4G开启60~100MHz。功率分配方案：5G配置功率90W，4G配置功率150W。2.24G/5G协同组网干扰分析图72.6G频段频谱分析对于160MHz的2.6G频段，在未建设5G的地区，4G占用2575~2635MHz，共计60MHz；在持续开启5GNR的地区，5GNR占用2515~2615MHz，共计100MHz。4G和5G有40MHz的频谱重叠，会造成干扰。从理论上分析，5G对4G的干扰小于4G对5G的干扰。对于广播信号，4G继续以一个宽波束传输，而5G最多支持8个窄波束轮询传输，5G广播信号传输机制可以随机化干扰。对于导频参考信号，4G网络小区参考信号是连续发送的，而5G网络没有小区参考信号，只有在有用户调度时才发送，大大降低了同频干扰。对于数据子载波，4G和5G的传输机制是一致的，只有有数据传输才会传输数据。实际网络参数的仿真结果也与上述理论分析结论一致。在某市市区，30多个5G基站持续联网，5G基站配置带宽100MHz。5G基站连续网络区域和外围4G基站覆盖区域设置800m隔离带，繁忙时段外围4G网络平均负荷为30%。基于网络参数仿真，干扰影响如下：4G干扰对5G的影响：当存在隔离区时，干扰影响可以忽略；5G卸载、无隔离区时，5G平均下行速率下降4.9%；5G30%负载无隔离5G在频段时间内平均下行速率下降1.4%。5G对4G的干扰影响：5G卸载时，4G平均下行速率下降不到0.3%；5G负载30%时，4G下行平均下载速率下降3.8%。一般来说，由于4G/5G协同组网的干扰，5G平均下行速率下降不到5%，4G平均下行速率下降不到4%。4G/5G协同组网的干扰对4G/5G网络性能影响不大。为此，建议在5G网络性能展示区，为展现最佳的5G网络性能，可设置隔离区；5G大规模商用部署时，无需设置隔离区。3.结论本文提出了5G组网架构，总结了2.6GHz频段5G网络建设中的BBU建设方案、前传方案、天线分布改造方案和供电改造方案。同时，本文还分析了5G网络建设过程中将长期存在的4G/5G协同组网方案，并提出了相应的解决方案。本文总结的5G网络建设方案相信对实际网络建设具有重要的参考意义。【本文为专栏作家《移动实验室》原创稿件，转载请联系原作者】点此阅读更多本作者好文
