5G

無線網(wǎng)絡規(guī)劃概述無線網(wǎng)規(guī)劃目標·

無線網(wǎng)建設前，需有明確的建網(wǎng)策略，基于建網(wǎng)策略設計無線覆蓋目標標準。10Gbit/seMBB(增強型MBB)uRLLC(超高可靠性與超低時延業(yè)務)1ms·

面向公眾的5G

網(wǎng)絡仍以ToC

業(yè)

務(eMBB)

為

主·

專

網(wǎng)

規(guī)

劃

的URLLC

場

景

基

于

時

延

需

求

規(guī)

劃

，

mMTC

場景基于接入用戶數(shù)需求規(guī)劃。覆蓋區(qū)域

覆蓋方式ITU對

IMT2020愿

景

的

描

述mMTC

(海量連接的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務)1百萬連接每平方公里Source:ITUR.M[IMTVISION]無線網(wǎng)規(guī)劃目標·eMBB

當前的需求應用和軟件，主要包含VR

、

高清視頻以及海外市場的家庭寬帶，對速率要求較高的是VR及

4K及以上的視頻。3無線網(wǎng)絡規(guī)劃流程·

確定無線網(wǎng)覆蓋目標指標后，

即可開展網(wǎng)絡規(guī)模估算、網(wǎng)絡覆蓋仿真、無線

參數(shù)規(guī)劃過程規(guī)劃方案輸入5G

規(guī)劃仿真軟件進行分析、調(diào)整、修改。02

網(wǎng)絡覆蓋仿真01

網(wǎng)絡規(guī)模估算

03

無線參數(shù)規(guī)劃通過覆蓋和容量估算來確定網(wǎng)絡建設的基本規(guī)模。輸出詳細的無線參數(shù)規(guī)劃覆蓋要求

KPI要求創(chuàng)建鏈路預算最大允許路徑損耗獲得小區(qū)半徑最大小區(qū)半徑計算單站覆蓋面積最大單站覆蓋面積覆蓋估算站點數(shù)-最大站點數(shù)估算站點規(guī)模覆蓋估算

容量估算無線網(wǎng)絡規(guī)模估算·

規(guī)模估算按照覆蓋目標要求確定輸入?yún)?shù)，分別通過覆蓋估算和容量估算，輸出估算站點規(guī)模，以站點數(shù)的最大值作為站點規(guī)模。傳播模型業(yè)務模型

規(guī)劃用戶數(shù)容量估算站點數(shù)頻譜信息網(wǎng)絡容量估算單小區(qū)容量容量估算無線網(wǎng)絡規(guī)模估算-覆蓋估算·覆蓋估算：了解當?shù)氐膫鞑ツＰ停ㄟ^鏈路預算來確定小區(qū)覆蓋半徑，從而估算滿足基本覆蓋需求的基站數(shù)量。頻譜信息

傳播模型業(yè)務模型

規(guī)劃用戶數(shù)容量估算單小區(qū)容量

網(wǎng)絡容量估算容量估算站點數(shù)定輸入?yún)?shù)創(chuàng)建鏈路預算最大允許路徑損耗獲得小區(qū)半徑最大小區(qū)半徑計算單站覆蓋面積最大單站覆蓋面積覆蓋估算站點數(shù)最天站點數(shù)估算站點規(guī)模覆蓋要求

KPI要求頻譜信息傳播模型確定輸入?yún)?shù)業(yè)務模型規(guī)劃用戶數(shù)最大允許路徑損耗容量估算最大小區(qū)半徑單小區(qū)容量網(wǎng)絡容量估算最大單站覆蓋面積容量估算站點數(shù)估算站點規(guī)模無線網(wǎng)絡規(guī)模估算-容量估算·容量估算：

在

一

定站型配置的條件下，根據(jù)單小區(qū)容量和網(wǎng)絡容量，計算出可以滿足用戶的容量需求站點數(shù)計算單站覆蓋面積覆蓋估算站點數(shù)獲得小區(qū)半徑創(chuàng)建鏈路預算結合電子地圖覆蓋仿真可結合電子地圖輸出多站組網(wǎng)的

覆蓋效果站址勘查02迭代仿真進行覆蓋仿真迭代，確保選址可達成覆蓋目

標

。覆蓋仿真·

覆蓋仿真要確保站址達到覆蓋目標：實際站點同理論站點并不一致，需要對備選

站點進行實地勘察，調(diào)整基站規(guī)劃參數(shù)。01038PCI2頻率規(guī)劃無線參數(shù)鄰區(qū)規(guī)劃

天線下傾角無線參數(shù)規(guī)劃·

無線參數(shù)規(guī)劃主要包括天線高度、方位角、下傾角、鄰區(qū)規(guī)劃參數(shù)、頻率規(guī)

劃參數(shù)、

PCI等，同時根據(jù)具體情況進行TA規(guī)劃。天線方位角天線高度日5G無線傳播模型概述·

傳播模型用于預測無線電波在各種復雜傳播路徑上的路徑損耗，是移動通信網(wǎng)小區(qū)規(guī)劃的基礎。密集城區(qū)

郊區(qū)

農(nóng)村傳播環(huán)境·

電磁波傳播不同場景大規(guī)模天線陣列SU

BF、MUBF、3D

MIMO,帶來容量提升和高樓覆蓋增強精確地用戶級賦形波束及跟蹤，

有效的干擾控制16流多用戶復用，大幅提升

網(wǎng)絡容量12運營商網(wǎng)絡頻段(MHz)上行下行有效帶寬(MHZ)中國移動GSMB8890-904MHz935-949MHz14EGSMB8889-890MHZ934-935MHZ1GSMB31710-1735MHz1805-1830MHz25TD-LTEB342010-2025MHZ15TD-LTEB391885-1915MHz30TD-LTEB412575-2635MHzTD-LTEB402320-2370MHz50FDD-LTEB8890-904MHz935-949MHz14FDD-LTEB31710-1735MHz1805-1830MHz25NR-TDDN412515-2675MHz160NR-TDDN794800-4900MHz100B8904-915IVIHZ949-96UIVHZ中國聯(lián)通GSIM1GSMB31735-1755MHz1830-1850MHz20WCDMAB11940-1965MHz2130-2155MHz25FDD-LTEB8904-915MHz949-960MHz17051755MH210301050MLFDD

LTED3NR-TDDN783500-3600MHz100(共享)中國電信CDMAB5825-835MHz870-880MHz10CDMA2000B11920-1940MHz2110-2130MHz20FDD

LTEB21765-1785MHz18601890MHz20NR-TDDN783400-3500MHZ100(共享)電信/聯(lián)通/廣電NR-TDDN783300-3400MHZ100(室分)電信/聯(lián)通NR-TDDN11920-19752110-216555NR-FDDB8904-914MHz949-959MHz10中國廣電NR-TDDN28703-743MHz758-798MHz40N794900-4960MHz60電磁波頻率·

各大運營商5G使用頻率不同13自

由

空

間

傳

播·

定義：收發(fā)天線間在自由空間(各向同性、無吸收、電導率為零的均勻介質(zhì)

)條件下傳播的特性·

傳播損耗

(dB)公式：

Lp=32.44+20lgf+20lgd·f為頻率，單位MHz。d

為收發(fā)天線間距離，單位Km·

結

論

：·

當頻率f加倍時，自由空間傳播損耗增加6dB,即信號衰減為1/4·

當距離d

加倍時，自由空間傳播損耗增加6dB,

即信號衰減為1/414自然地形高山、丘陵、平原、水域等植

被覆蓋率、季節(jié)建筑數(shù)量、高度、分布和材

料特性天

氣下雨、下雪、晴天系

統(tǒng)頻率、運動場

景密集城區(qū)、

一般城區(qū)、

郊區(qū)、農(nóng)村電磁噪聲自然、人為(雷達等)其他傳播模型·考慮傳播環(huán)境對無線傳播模型的影響，確定某一特定地區(qū)的傳播環(huán)境的主要

因素包括：15傳播模型應用場景UMa宏站：密集城區(qū)、城區(qū)、郊區(qū)RMa宏站：農(nóng)村UMi微站：密集城區(qū)、城區(qū)、郊區(qū)5G傳播模型·5G

NR

協(xié)議38.

901中提到了簡化版的UMi、UMa、

和RMa

三種無線傳播模型，分為LOS

(

視

距

)

和NLOS

(非視距)兩種場景。16分為視距模型

(LOS)

和非視距模型

(NLOS)

兩種。傳播損耗

(dB)

公

式LOS:PL=22lg(d?D)+28+20lg(fc)NLOS:PL=161.04-7.1lgW+7.5lgh-(24.37-3.7(h/hBs

)2)lghBs+(43.42-應用頻率應用場景發(fā)射天線接收天線0.5～100GHz小區(qū)半徑為10~5000m

的

城區(qū)宏蜂窩發(fā)射有效天線高

度為10～150m接收有效天線高

度為1

.5～22

.5m(1)f

為頻率。

(2)

d?D為基站天線到終端的距離。(3)W為平均街道寬度。

(4)

h為建筑物平均高度。(5)hBs

為天線絕對高度。

(6)

hUT為接收機絕對高度。UMa模型LOS:PL=40lgd?D+28.0+20lgfc-9lg((d'BP)2+(hs-hUT)2)NLOS:PL=36.7lgd?D+22.7+26lgfc-0.3(hUT-1.5)(1)fc為

頻

率。(2)d?D為基站天線到終端的距離。(3)d'BP=4h'Bsh’UTfc/c,其

中

，h'Bs=hBs-1,h'UT=hUT-1,fc

為頻

率

，c=3.0×108m/s。(4)hBs為天線絕對高度。(5)hUT

為接收機絕對高度。應

用

頻

率應

用

場景發(fā)

射

天

線接

收

天

線0.5～100GHz小區(qū)半徑為10~

5000m

的

微

蜂

窩發(fā)射有效天線高度

為

1

0m接收有效天線高度為1.5～22.5m分為視距模型(LOS)

和非視

距

模

型

(NLOS)

兩種。傳播損耗(dB)

公

式

：UMi模型分

為視

距

模

型

(LOS)

和

非視距

模

型

(NLOS)兩

種

。傳

播

損

耗

(dB)

公

式LOS:PL=20lg(40πd?Df/3)+min(0.03h×1.72,10)lgd?D-min(0.044h×1.72,14.77)+0.002lgh×d?DNLOS:PL=161.04-7.1lg(W)+7.5lg(h)-(24.37-3.7(h/hBs)2)lg(hBs)+(43.42-RMa模型應

用

頻

率

應

用

場

景發(fā)

射天線接

收

天

線(1)f為頻率。(2)d3D為基站天線到終端的距離。(3)W

為平均街道寬度，5m<W<50m。(4)h為建筑物平均高度，5m<h<50m。(5)hBS

為天線絕對高度。(6)hUT

為接收機絕對高度。0.5～100GHz

小區(qū)半徑為10~10000m

的農(nóng)村宏蜂窩接收有效天線高度為1～10m發(fā)射有效天線高度為10～150m5G鏈路預算·

鏈路預算是通過對上下行信號傳播途徑中各種影響因素的考察和分析，估算

覆蓋能力，得到保證一定信號質(zhì)量下鏈路所允許的最大傳播損耗。鏈路預算因子天線增益余量損耗熱噪聲最低信噪比要求最小電平要求接收天線增益天線增益

慢衰落余量基站發(fā)射功率

干擾余量傳播路徑穿透損耗人體損耗

終端基站基帶路徑損耗AAU鏈路預算分類上行鏈路預算從終端側(cè)向基站側(cè)的傳播方向AAU傳播路徑基站基帶

終端下行鏈路預算

B從基站側(cè)向終端側(cè)的傳播方向AAU傳播路徑基站基帶

終端取上下行允許最大路徑損耗中較小者作為最終的路徑損耗值，結合傳播模型計算單站的最大覆蓋半徑

22計算公式口下行鏈路預算路徑損耗

(dB)=基站發(fā)射功率-10*log10(子載波數(shù))-饋線損耗

(dB)+基站天線

增

益

(dBi)-穿透損耗(dB)-

植被損耗

(dB)-人體遮擋損耗(dB)-慢衰

落

余

量

(dB)-干擾余量(dB)-雨

/冰雪余量(dB)-人體損

耗

(dB)+UE接收天線增益

(dB)-

終端接收機靈敏度

(dBm)確定因素□

功率□天線增益◎接收機最小接收功率

◎損

耗不確定因素◎慢衰落余量◎干擾余量

雨雪影響23最大路徑損耗MAPL·5G目

前以eMBB

業(yè)務典型場景為例，

MAPL

的計算原理如圖·MAPL(dB)=

基站發(fā)射功率(dBm)+天線增益/賦形增益(dBi)-慢衰

落余

量

(dB)-干

擾

余

量(dB)-穿

透損

耗(dB)-人體損

耗(dB)+U

E

接

收天

線增益

(dB)-最小接收電平

(dBm)天線增益

慢衰落余量基站發(fā)射功率

干擾余量路徑損耗AAU傳播路徑穿透損耗鏈路預算因子天線增益余量損耗熱噪聲最低信噪比要求最小電平要求接收天線增益人體損耗

終端基站基帶24基站發(fā)射功率□

基站最大的發(fā)射功率由AAU/RRU

的型號以及相關配置決定叵

典型配置：最大發(fā)射功率為200W

(53dBm)天線增益◎Massive

MIMO技術：10dBi◎波束賦形關鍵參數(shù)25關鍵參數(shù)口接收機靈敏度·

定義：指在分配的帶寬下，不考慮外部的噪聲或干擾，為滿足業(yè)務質(zhì)量要求

而必需的最小接收信號水平?！す剑航邮諜C靈敏度=背景噪聲+接收機噪聲系數(shù)+要求的SINR。不同設備的噪聲系數(shù)設備類型2.6GHz3.5GHz4.5GHz28GHz39GHz基站3

dB3.5

dB3.8

dB8.5

dB8.5

dBCPE9

dB9

dB9

dB9

dB9

dB手機7

dB7

dB7

dB10

dB10

dB26干擾余量實際網(wǎng)絡是由很多站點共同組成的，網(wǎng)絡中存在干擾服務小區(qū)信號

鄰

區(qū)

下

行

干

擾即慢衰落，造成小區(qū)的理論邊緣覆蓋

率只有50%陰影衰落標準差區(qū)域覆蓋率陰影衰落余量各類損耗饋線損耗人體損耗穿透損耗關鍵參數(shù)口余量密集城區(qū)11.7dB95%9.4dB郊區(qū)7.2dB90%2.8dB城區(qū)9.4dB95%8dB農(nóng)村6.2dB90%1.8dB陰影余量27地物類型/頻帶900MHz1800MHz2.1GHz2.3GHz2.6GHz3.5GHz28GHz39GHz密集城區(qū)18

dB19

dB20dB20dB20dB26dB38dB41dB城區(qū)14

dB16

dB16

dB16

dB16

dB22dB34

dB37dB市郊10

dB10

dB12

dB12

dB12

dB18

dB30

dB33

dB農(nóng)村地區(qū)7dB8

dB8

dB8

dB8

dB14

dB26

dB29dB地物類型/頻帶3.5GHz4.5GHz28GHz39GHz智能手機3dB4dB8dB10dB饋線損耗AAU不考慮RRU+天線：與長度

有

關人體損耗穿透損耗關鍵參數(shù)口余量即慢衰落，造成小區(qū)的理論邊緣覆蓋

率只有50%實際網(wǎng)絡是由很多站點共同組成的，

網(wǎng)絡中存在干擾干擾余量各類損耗陰影余量穿透損耗和頻率之間關系人體損耗和頻率之間關系饋線1/20發(fā)射帶寬與調(diào)度給UE的RB數(shù)量有關接收機靈敏度上行接收為基站接收靈敏度路徑損耗上行鏈路預算·

無線電波能量從終端側(cè)向基站側(cè)的傳播方向。不同參數(shù)：天線增益UE天線增益一般設置為OdBi上行干擾余量與UE

的位置分布相關發(fā)射功率根據(jù)協(xié)議，

UE最大發(fā)射功率

分別為23dBm和26dBm兩類29手機發(fā)射功率人體損耗慢衰落余量干擾余量天線增益基站接收機靈敏度其他增益穿透損耗饋線損耗手機天線增益?zhèn)€手機發(fā)射功率饋線損耗天線增益穿透損耗5G

網(wǎng)絡規(guī)模估算覆蓋規(guī)模估算。0102容量規(guī)模估算·5G

網(wǎng)絡規(guī)模估算包括覆蓋規(guī)模估算和容量規(guī)模估算31開始下行鏈路預算

上行鏈路預算小區(qū)覆蓋半徑

傳播模型單站覆蓋面積站點數(shù)量結束覆蓋規(guī)模估算·5G

無線網(wǎng)絡覆蓋估算，是通過計算單個基站的覆蓋面積來推導出某個區(qū)域

實際需要的站點數(shù)量的過程。獲得小區(qū)半徑估算單站覆蓋面積估算站點數(shù)量23ScenarioPathloss

[dB],fcis

in

GHz

and

distance

is

in

metersShadowfadingstd

[dB])Applicability

range,

antenna

heightdefault

values3D-UMaNLOSPL=max(PL?D-UMa-NLoS,PL?D-UMa-LOS),PL?D-UMa-NLOS=161.04-7.1

log10(W)+7.5

log10(h)

-(24.37-3.7(h/hBs)2)log10(hBs)+(43.42-3.1

log10

(hBs))(log10(d3D)3)+20

log1?(fe)-(3.2(log10

(17.625))2-4.97)-0.6(hur-1.5)OsF=610m<d?D<5000

mh=avg.building

height,W=

street

widthhBs

=25

m,1.5m≤hur≤22.5m,hu=1.5mW=20m,h=20mThe

applicability

ranges:

5m<h<50m5m<W<50

m10m<hBs<150

m1.5m≤huT≤22.5mf=3.5GHz小區(qū)半徑計算·

在完成鏈路預算后可以得到最大路徑損耗，最大路徑損耗和覆蓋半徑的轉(zhuǎn)換

可以借助傳播模型?！?/p>

以5G

常用的傳播模型UMa

模型為例。33小區(qū)半徑計算·

根據(jù)基站和終端之間的幾何關系，·

覆蓋半徑d?p=√d?D2-(hBs-huT)2hUT終端高度hBS基站高度34基站面積計算·

不同站型小區(qū)面積計算方式不同圖b小區(qū)覆蓋半徑：R站間距離：

D=1.732*R站點覆蓋面積=2.598*R*R圖a小區(qū)覆蓋半徑：R站間距離：D=

1.5

*R

站點覆蓋面積=1.949*R*R幾何計算3扇區(qū)站點全向站點35基站數(shù)量計算·假設某規(guī)劃區(qū)域的面積為M,

則該規(guī)劃區(qū)域需要的基站數(shù)N=M/(λS

),其

中，λ是扇區(qū)有效覆蓋面積因子，

一般取值為0

.

8?！?/p>

詳細的基站數(shù)量舉例如下表所示區(qū)域類型與覆蓋要求密集市區(qū)(三扇區(qū))一般市區(qū)(三扇區(qū))郊區(qū)(三扇區(qū))區(qū)域面積36.95km2325.93km2236.68km2連續(xù)覆蓋業(yè)務的小區(qū)半徑0.30km0.52km1.26km連續(xù)覆蓋業(yè)務的基站面積0.18km20.52km23.05km2·

密集市區(qū)36

.

95km

基站數(shù)·S=1.949R*R=0.175km·N=36.95/(0.8*0.175)=264

個36可以滿足用戶的容量需求。開始小區(qū)平均吞吐率基線每小區(qū)支持的用戶數(shù)gNB數(shù)

量(從覆蓋規(guī)劃獲得)是否滿足

容量需求是gNB數(shù)

量結束容量規(guī)模估算·

分析在

一

定站型的配置條件下，5G網(wǎng)絡可承載的系統(tǒng)容量，并計算出是否配置分析話務模型分析調(diào)

整gNB

數(shù)

量總用戶數(shù)否37估算小區(qū)半徑

信號傳播仿真·

小區(qū)平均吞吐率基線估算值為·

下行700Mbit/S-1.5Gbit/S,

·

上

行

1

0

0

-

2

0

0Mbit/s?！?/p>

影

響

因

素

：·

覆蓋區(qū)域的特點·

用戶及話務的分布等容量規(guī)模估算·

小區(qū)平均吞吐率基線用戶分布速率

估算小區(qū)平均吞吐

率基線SINR分

布

估

算385G無線參數(shù)規(guī)劃PCI頻率規(guī)劃無線參數(shù)鄰區(qū)規(guī)劃·5G

參數(shù)規(guī)劃包括天線方位角天線下傾角天線高度日5G

下傾角5G

Massive

MIMO波束下傾角，分為機械下傾角、預置電子下傾角、可調(diào)電子

下傾角和波束數(shù)字下傾角四種。最終的下傾角是上述四種下傾角組合在

一起的

結

果

。機械下傾角

預置電子下傾角

可調(diào)電子下傾角

波束數(shù)字下傾角十波束下傾角415G

下傾角□5G

下傾角與傳統(tǒng)下傾角的差異·

傳統(tǒng)寬波束小區(qū)只有

一

個寬波束，

所有信道的覆蓋均相同?！?G

Massive

MIMO,

針對不同的信道有不同形態(tài)的波束，主要分為SSB廣播信道波束和業(yè)務信道波束。傳統(tǒng)天線

5G

MM天線面磁蓋播信蓋亞務信覆蓋業(yè)務波束

:廣播波束:業(yè)務波束&廣播波束425G

下傾角口下傾角差異對不同信道影響·

調(diào)

整

機械下傾角、可調(diào)電子下傾角及預置電子下傾角，可同時對廣播波

束和業(yè)務波束進行調(diào)整?！?/p>

調(diào)整波束數(shù)字下傾角，僅調(diào)整廣播波束，影響公共信道/控制信道覆蓋，

影響用戶在網(wǎng)絡中的駐留。5G

MM天線業(yè)務波束

廣播波束435G

下傾角口不同下傾角對網(wǎng)絡性能影響·

預置電子下傾角和可調(diào)電子下傾角：調(diào)整的是陣子相位，不會引起波形畸變·

機械下傾：當調(diào)整較大度數(shù)時，會引起方向圖畸變(垂直天線增益下降)·波束數(shù)字下傾角：僅影響數(shù)字廣播波束，屬于場景化波束優(yōu)化。電下傾10°

電下顏6°機械下候4

機械下傾10°機械下傾過大引起畸變

44α=ATAN(H/D)H增益最大方向指向邊緣D□5G

下傾角規(guī)劃原則PDSCH業(yè)務信道覆蓋最優(yōu)原則日控制信道與業(yè)務信道同覆蓋原則傾角調(diào)整優(yōu)先級預置電下傾->可調(diào)電下傾

->機械下傾->數(shù)字下傾下傾角455G方位角·5G

方位角指的是按照外包絡3dB水平波寬中間指向定義天線波束水平面方向圖465G方位角·5G

方位角規(guī)劃原則·

拉網(wǎng)測試場景：拉網(wǎng)路測場景的目標是街道覆蓋最優(yōu)，方位角規(guī)劃需要

專門瞄準街道NO.1

NO.2拉網(wǎng)測試場景

連續(xù)組網(wǎng)場景47共址比例高，

參考4G