5G基站天馈系统解决建设方案的研究

2019年第1期

141研究与探讨

信息技术与信息化

5G 基站天馈系统解决建设方案的研究

Research on Construction Scheme of 5G Base Station Antenna System

龚戈勇* 丁 远

GONG Ge-yong DING Yuan

摘　要 本文阐述了5G 天馈系统与现有移动网络的建设差异，通过对现有基站天面进行改造以解决5G 基站天馈

系统在共址建设过程中的安装问题，为实现5G 网络快速建设提供参考。

关键词 5G 网络；AAU 单元；基站天馈改造

Abstract This paper introduces the difference of construction between 5G antenna system and existing mobile system, and solves the installation problem of 5G Base Station antenna system in the process of co-site construction by reforming the existing Base Station antenna, so as to provide reference for the rapid construction of 5G network.

Key words 5G network; AAU cell; Base station Antenna System Reform

doi：10.3969/j.issn.1672-9528.2019.01.045

* 中通服咨询设计研究院有限公司 江苏南京 210009

1 概述

2018年6月3GPP 5G NR 标准SA（独立组网）方案正式完成并发布，标志着首个真正意义的国际5G 标准正式出炉。12月1日韩国三大电信运营商联手推出5G 商用通信服务，5G 网络在全球的建设速度明显加快。

5G 网络使用频段非常广，当采用3.5GHz 及以上高频段进行组网时传输损耗大、穿透能力弱，与现有2G\3G\4G 网络覆盖存在较大的差异。相对于800M 频段，5G 所使用的频段覆盖差异如下表。

频段覆盖能力差异对比（损耗）

800M 0

1.8G +10dB 相对于800M 3.5G +20dB 相对于800M 28G

+54dB 相对于800M

通过链路预算表明，在配置64TRX 且满足网络基本小区边缘上下行速率的情况下（考虑室内穿透损耗，上行边缘速率达1Mbps)，密集城区在3.5G 频段典型场景5G NR 站间距为280米。相比现有基站密集城区站址的平均间距为400米，5G 网络达到连续覆盖所需要站址数与现网站址数的比例为2.04:1 。通过采用各类上行覆盖增强技术，3.5GHz 的5G 网络上行覆盖较LTE 站点偏弱，但基于现网站址1:1组网，可保证90%的1Mbps 基本要求的覆盖概率。

在5G 网络中实现高速率的关键是毫米波以及波束成形技术，传统的天线显然无法满足这一需求。当前设备厂家在基站天线端采用超大规模天线阵列，利用集成RRU+天线功能的有源天线阵列单元AAU 来实现。AAU 单元相对传统的RRU 功耗增加2~3倍，重量增加2倍，且AAU 设备均在40KG 以上，对基站天面要求更高。

LTE 基站天馈系统（RRU+天线）

5G 基站天馈系统（AAU 单元）尺寸1500*430*200mm （4+4天线）400*100*300mm （RRU ）

860*395*190mm （64TRX ）

重量26KG+12KG 45KG 体积52L+23L 49L 风阻

680N+180N

660N

5G 网络天馈系统特有的AAU 单元给网络规划和基站选址带来一定的压力，其建设工程方案的灵活性降低、天线共享比LTE 系统难度更大。2 当前基站天面资源现状

当前基站天面一般为多家运营商共享，天线数量较多，不同天线之间存在着多频道、多流MIMO、多载波、多制式的情况。加上未来建设的5G 网络天馈系统，同一基站天面将出现2G\3G\4G\5G 系统“四世同堂”的情况。

通过对广东某地市运营商意向共址建设5G 系统的82个现网站址进行勘察摸底，约50%的站点存在天面受限的问题：