一种700MHz 5G基站建设方案.pdf

中国科技信息 2024 年第 6 期CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Mar.2024-54-两星推荐工信部向中国广电颁发了 703733/758788MHz频段使用许可证，许可其在全国范围内部署 5G 网络。700MHz 5G 网络相比 5G 中高频段网络，具有穿透力强、传输损耗低、覆盖范围广、组网成本更低等优良特性，可以说是移动通信的黄金频段。中国移动负责中国广电 700MHz 5G 基站的无线及传输接入网建设，中国铁塔负责建设基站的机房、塔桅、外市电、电源及配套等。700MHz 5G 系统90%和现网基站共址建设，优先共址现网移动 2.6GHz 的5G 基站。本文主要介绍在不同的场景下天线、电源配套、外市电等建设方案。700MHz 5G基站部署方案根据中国移动和中国广电的规划，700MHz 的 5G 网络 2021 年将实现县城以上全部区域、乡镇大部分区域连续覆盖，农村仅保证较低的行政村覆盖率，全国 2021 年建设700M 基站约 40 万；20222023 年进一步实现乡镇剩余区域连续覆盖，农村行政村覆盖率持续提升。700MHz 5G公众覆盖频段为上行 703733MHz 下行 758788MHz，带宽 30MHz；保密和应急通信频段为上行 733748MHz下行 788803MHz，带宽 15MHz。该频段的覆盖半径大、穿透能力强，但带宽窄、难以实现大阵列天线，速率和容量有限，难以支撑大带宽、高速率业务。因此 700MHz 的 5G基站主要用于广覆盖、深度覆盖，优势业务有 VoNR 语音业务、与2.6GHz载波聚合（CA）、对2.6G补充上行（SUL）；而高流量、高速率、大带宽区域依然用 2.6GHz、4.9GHz 5G 承载。5G 网络由于业务多样性，对网络的灵活部署提出了更高的需求，5G RAN 架构从 4G 的 BBU、RRU 两级结构将演进到 CU、DU 和 AAU（RRU+天线）三级结构。700MHz 5G 基 站 不 采 用 2.6GHz3.5GHz 射 频 模 块 与天线结合的 AAU 模式，仍采用 RRU+天线的模式。目前700MHz 5G 设备依旧采用 BBU 的模式，未来随着 5G 垂直行业等新业务需求，可基于 MEC 边缘云，后续将 BBU分离为 CU-DU 的方式。目前电信企业基于机房条件、光纤资源等情况，已经大量采用BBU集中（C-RAN）部署的方式。城区 700MHz 的 5G C-RAN 部署比例要求达 70%。为节省光纤资源 C-RAN 机房和基站间大量采用彩光模块+单芯光纤的传输模式。700MHz 的 5G 基站架构详见图 1。为加快部署进度、降低部署难度、减少建设成本，行业曲线开放度创新度生态度互交度持续度可替代度影响力可实现度行业关联度真实度一种 700MHz5G 基站建设方案黄 舒黄 舒福建省邮电规划设计院有限公司黄舒（1987），本科，工程师，主要研究方向为无线网规划与设计。-55-CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Mar.2024中国科技信息 2024 年第 6 期两星推荐700MHz 5G 建设优先共址现网基站尤其是 2.6GHz 的 5G基站，城区、县城建设时优先按照大约1：3的比例和2.6GHz 5G 基站共址建设。700MHz5G基站无线方案700MHz 5G BBU 对于拼插式 BBU（除爱立信外），700M BBU 机框可以沿用2.6GHz 5G BBU设备型号。原有2.6G BBU的基站，只需增加 700MHz 基带等相应板卡扩容即可。BBU 主要参数见表 1。700MHz 5G RRU700MHz 5G RRU 常用的有 4T4R 和 2T4R 两种，实际使用中大部分为 4T4R 的方案。4T4R 的单通道无线发射功率为 60W，30MHz 带宽 NR 小区满载工作时，单 RRU最大发射功率不超过 240W。RRU 的规格参见表 2。700MHz 5G 的天线方案5G 建设为保障工程进度，采用多频多端口天线进行天面整合，避免新增抱杆，控制租金上涨；同时天馈建设方案应统筹多方面因素，为避免反复天面改造对网络造成的影响，应在“最大限度降低对现网的影响”前提下，引入 4448 和4+4+4 独立电调天线开展整合。整合思路如下。1）整合成两组天面：将 700M、900M、1800M、FA频段用“4448”多频多模天线整合成一组；2.6GHz 5G AAU 一组。2）整 合 成 三 组 天 面：低 频 FDD 一 组（FDD 用700M/900M/1800M“4+4+4”天线整合）；中频TDD一组（FA频段 TDD）；高频 5G 一组（2.6GHz 5G AAU）。3）现网天馈系统无法整合时，5G AAU 或 700M 天线利旧抱杆安装或新建抱杆安装。注：4448 天 线 为 整 合 了 4 端 口 700MHz、4 端 口900MHz、4 端口 180 0MHz 和 2 个 9 端口 TDD-F/A 频段的天线，4+4+4 天线为整合了 4 端口 700MHz、4 端口900MHz、4 端口 180 0MHz 的天线。乡镇以上区域方案乡镇以上区域整合天线时需统筹 2.6GHz 和 700MHz需求，以 4448 天线和“4+4+4”天线（700M/900M/180 0M 频段）为主。1）对于已建 5G 2.6GHz 基站，后续引入 700MHz 5G 系统，分为两种场景。场景 a：2.6GHz 频段 5G 使用 64/32 通道 AAU，使用 4448 天线替换现网天线、并新增 700MHz RRU。场 景 b：2.6GHz 频 段 5G 使 用 8 通 道 RRU，使 用“4+4+4”天 线 替 换 现 网 FDD 天 线、并 新 增700MHzRRU。.2）对于未建 5G 2.6GHz 基站，应统筹考虑 2.6GHz和 700MHz 需求进行天面整合，分为三种场景。场景 a：后续建设 5G 2.6GHz 64/32 通道 AAU，使用4448 天线整合现网两套天馈，为 700MHz5G 预留端口。场景 b：后续只建设 5G 2.6GHz 8 通道 RRU，利旧或更换“8+8”FA/D 天线、新增 5G 8 通道 RRU。场景 c：后续同时建设 5G 2.6GHz 和 700MHz，若2.6GHz 采用 64/32 通道 AAU，整合方案同场景 a；若2.6GHz 采用 8 通道 RRU，则在场景四基础上使用 4+4+4图 1 700MHz 的 5G 基站架构表 1 700MHz5GBBU 主要参数表厂家华为中兴信科BBU 机框型号BBU5900BBU V9200EMB6116BBU 机框尺寸19 英寸宽，2U 高19 英寸宽，2U 高19 英寸宽，3U 高机框最大配置能力2 块主控板，3 块基 带板，2 个电源单元2 块主控板，5 块基带 板，2 块电源板2 块主控板，8 块基带 板，1 个电源单元表 2 4T4R700MHz5GRRU 主要参数表工作频段UL703-733/DL758-788MHz重量18kg通道数4T4R尺寸400mm300mm125mm（15L）工作带宽30MHz典型功耗380W发射功率460 w供电方式-36V DC -57V DC 中国科技信息 2024 年第 6 期CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Mar.2024-56-两星推荐天线替换现网 FDD 天线。农村区域方案农村区域 5G 基站未来以 700MHz 频段建设为主，将会重点使用“4+4+4”天线和单4天线（700MHz）两款天线。1）现网两套天线系统，或为单 4 天线（900MHz）+单 8 天 线（FA 频 段）、或 为 单 4 天 线（900MHz）+“8+8”天线（FA/D 频段）、或为“4+4”天线（900/180 0MHz）+单 8 天线（FA 频段），引入 700MHz 时使用“4+4+4”天线整合 FDD 系统；后续若要再建 2.6GHz，使用“8+8”FA/D 天线整合 TDD 系统。2）现网单天面，或为单 8 天线（FA 频段）、或为单 4天线（900MHz），在含 FA 频段站点使用 700MHz 单 4天线，2 天面保障网优灵活性；在含 900MHz 频段站点使用“4+4+4”天线替换现网 FDD 天线。700MHz5G 基站功耗700MHz5G 基站因天线振子大、带宽窄、不采用Massive MIMO技术，功耗低于2.6GHz/3.5GHz 5G基站。每套系统按照 1 个 BBU+3 个 RRU 进行计算。功率按照空载 0%、50%、80%和 100%的功率进行估算。具体表 3。表 3 5G 设备场景及功耗（W）制式无线负载BBU 功耗（3 个 4 通道S111）单 RRU功耗单站功耗（含 BBU）单站功耗（不含BBU）5G NR（700M）FDD100%2407002 3402 10080%2245922 0001 77650%2004201 4601 2600%160160640480注：1）高校、医院、CBD 等人流量密集的区域建议按照80%的无线负荷进行估算，功耗大约 2000w。2）普通市区、县城按照 50%的无线负荷进行估算，功耗大约为 1460w。3）乡镇、农村、道路等初期按照空载进行估算，功耗大约为640w。5G基站电源配套方案对于外市电引入、断路器、熔断器，应按照最大功率进行配置。建设初期不同场景 5G 设备无线负荷差异较大，功耗差异也较大，为降低建设成本可对开关电源模块、蓄电池可分场景进行配置，后期无线负荷增大时可按实际需求扩容。蓄电池改造站需核算现有蓄电池容量是否能满足工程后 5G 备电时长，现有蓄电池容量为实测容量，因此计算时不计取安全系数 K=1.25。新建站计算蓄电池容量时仍需保留安全系数 K=1.25。蓄电池配置建议：1）新建 700M 的 5G 系统，考虑到 13 小时备电和100Ah 铁锂电池的通用性，建议配置 100Ah 的铁锂电池组。2）改造站若需增加蓄电池时，考虑到 13 小时备电和 100Ah 铁锂电池的通用性，建议增加 100Ah 的铁锂电池组。改造站若和原有 2.6G 运营商共 BBU，则 700MHz 和2.6GHz 有相同的备电时长。若单独设置 BBU 或拉远站，则可以采用单独的备电时长或与2.6G采用相同的备电时长。若剩余电池容量可以满足 3 小时，则不增加蓄电池。外市电需求基站交流负荷主要包括：开关电源直流负载、空调负载、蓄电池充电、照明功率及其他临时用电等。计算外市电引入容量时，新建站需考虑远期负载功率，改造站只需满足工程后的负载即可；新增 700MHz 5G 系统时，市电容量建议按照最大的功率计算。外市电引入容量计算公式如下所示：外市电引入容量（P 直流设备+P 电池充电）/转换效率+P 空调+P 照明+P 其他耗电。参数说明：P 直流设备：包括通信设备、动环监控等直流供电设备功率。P 电池充电=蓄电池容量/1056.4（W）。转换效率：转换效率一般为 0.92。P空调：室内基站空调功率（按照 750W/匹 进行核算）；室外机柜空调功率（按照 600W/台计算）。P 照明：基站照明（按照 200W/站计算）。P 其他：其他用电预留功率。塔桅塔桅主要荷载为风荷载，需要根据RRU和天线的尺寸、当地的风压以及塔体的结构进行承载力复核。大部分情况下 RRU+天线尺寸小于 0.8m2，但部分 700MHz 天线增加RRU 后面积会超过 0.8m2，设计时需根据实际迎风面积进行计算。700M 天线建议水平隔离度在 1.1m 以上，垂直隔离度在 0.5m 以上，针对部分天线宽度较大的情况，需注意调整新增抱杆的外挑长度，以确保天线的挂设安装及水平隔离度。结束语700MHz 5G 基站建设时，通过天线合路替换方案、开关电源、蓄电池的优化配置以及塔桅精确核算，既保障基站快速、安全建设，还可以节省建设成本和运营成本。本文提供的无线、电源配套、塔桅的建设思路和配置方案，为电信企业、设计研究单位提供 700MHz 5G 基站参考资料。未来的几年内将会有数十万乃至上百万 700MHz 的 5G 基站建设，本文将有助于指导 700MHz 5G 基站的规划建设。