1. 市场需求

移动互联网主要面向以人为主体的通信，注重提供更好的用户体验。面向2020年及未来，超高清、3D和浸入式视频的流行将会驱动数据速率大幅提升。增强现实、云桌面、在线游戏等业务，不仅对上下行数据传输速率提出挑战，同时也对时延提出了“无感知”的苛刻要求。未来大量的个人和办公数据将会存储在云端，海量实时的数据交互需要可媲美光纤的传输速率，并且会在热点区域对移动通信网络造成流量压力，人们对各种应用场景下的通信体验要求也越来越高。

物联网主要面向物与物、人与物的通信，不仅涉及普通个人用户，也涵盖了大量不同类型的行业用户。智能家居、智能电网、环境监测、智能农业和智能抄表等业务需要网络支持海量设备连接和大量小数据包频发;视频监控和移动医疗等业务对传输速率提出了很高的要求;车联网和工业控制等业务则要求毫秒级的时延和接近100%的可靠性。为了渗透到更多的物联网业务中，  5G应具备更强的灵活性和可扩展性，以适应海量的设备连接和多样化的用户需求。

2.技术解析

2.1典型业务场景

国际电信联盟 ITU 召开的 ITU-RWP5D 第 22  次会议上确定了未来的5G具有以下三大主要的应用场景：1)增强型移动宽带(eMBB);2)超高可靠与低延迟的通信(uRLLC);3)大规模机器类通信(mMTC)。MT-2020(5G)推进组从移动互联网和物联网的主要应用场景、业务需求及挑战出发，将5G主要应用场景归纳为：连续广域覆盖、热点高容量、低功耗大连接和低时延高可靠四个主要技术场景，与ITU的三大应用场景基本一致。

2015年6月ITU定义了5G未来移动应用的三大应用场景为增强移动宽带(eMBB)、大规模物联网(mMTC)、高可靠低时延通信(URLLC)，以及在此基础上进一步扩展了5G主要应用范围包括：智慧城市、智能家居、大规模物联网、工业自动化及远程医疗等领域。

2.2 5G NR

结合5G未来的应用场景，3GPP要求未来5GNR具备以下能力：

1、 每平方公里百万终端连接数;

2、 用户面时延低至1ms;

3、 移动速度达到500km/h以上;

4、 峰值速率达到20Gbps/s;

5、 边缘用户下行平均速率达100Mbps等。

为满足多样化的业务需求，中国电信5G网络采用SA组网架构，相对于NSA组网架构，SA组网将是一张全新的5G覆盖网(全新的RAN，全新的核心网),将引入5G标准的RAN和NGC，提供5G定义的全部应用类型，比如：eMBB、uRLLC、mMTC、eV2X等业务类型。

5GSA系统组网架构如下图：

SA组网架构使用5G的核心网NGC及5G接入网NG-RAN，gNB与AMF/UPF之间通过NG-CU接口实现控制面和用户面传输，将提供更好的服务质量。

2.3 NSA/SA

非独立组网架构是为了让运营商能够快速部署5G网的一种新型架构。非独立组网架构(NSA,None-Standalone)：5G依附于4G基站工作的网络架构，5G无线网与核心网之间的NAS信令(如注册，鉴权等)通过4G基站  传递，5G无法独立工作。非独立组网包含选项3和选项7两大类别。

选项3无需部署NGC，标准完成最早，能够将NR最快速引入现网;对5G业务的支持有限，无法支持uRLLC业务;对LTE或EPC带来较大的升级;  选项7同时引入NGC和NR;LTE需要升级为eLTE，以支持NGC的相关功能，涉及改造量较大。

独立组网架构(SA，Standalone)：与传统2\3\4G网络建网模式相同，均包含独立的核心网和无线接入网，独立组网包含了选项2和选项4两大类别。

选项2是最典型的独立组网架构，5G完全与4G独立，更易实现5G网络切片等相关功能;

选项4类似于选项3的升级版，4G需要升级为Elte，5G NR作为信令面锚点，4G作为副载波。

5G新空口、新业务和新频谱，华为自研自由射线追踪模型及Massive  MIMO技术大规模应用，导致5G覆盖仿真和规划需求更加复杂，是运营商5G建网的主要挑战之一。根据5G精准规划需求，5G频谱咨询和洞察、5G  MM站点精准规划、上下行解耦规划及如何基于4G数据规划5G网络，节省建网投资并支持后续演进，成为5G网络规划方案的关键。5G建网面临多目标、多产品形态、多组网方案选择，运营商需要选择优秀的方案，高效而低成本地构建一张网络，实现对多种业务场景下的支持，目前5G  SA网络架构为5G优质的组网方案。

3.前瞻布局

5G网络规划相对于4G网络将面临更多挑战。为支撑高效率、低成本的5G无线网络建设，结合智慧岛5G探索下5G网络规划。智慧岛是河南省国家大数据综合试验区核心区及先导区，以"智慧岛、基金岛、众创岛、人才岛"为理念的产融生态圈，已引进众多大数据企业。目前智慧岛已开展人工智能、自动驾驶、智慧交通等先进产业。而人工智能、自动驾驶、交通控制、远程施工、同声翻译、工业自动化等场景需要5G高速率、低时延网络，5G建设刻不容缓。

3.1站点规划

基于智慧岛良好的5G生态产业及众多的业务场景，电信分公司在智慧岛规划15个宏站实现智慧岛5G网络全覆盖。基于现有4G网络，最大化利用现有站点资源，快速部署5G，节省建设投资。

3.1.1流程探讨

智慧岛5G网络规划基于现网4G站址、工程参数、网络指标、地理环境、话务模型及5G业务需求等信息输出智慧岛5G无线网络规划信息采集表。基于华为自研射线传播模型Rayce进行参数校准(5G频谱高导致覆盖距离更短，NLOS下反射/衍射现象对接收信号影响更大，需要更准确的射线追踪传播模型)、Massive  MIMO天线建模和仿真预测计算获取精确的天线波束和增益，结合及三维电子地图进行参数及覆盖估算，输出智慧岛5G覆盖效果图。在现有站点覆盖效果的基础上新增5个5G规划站点。

3.1.2仿真覆盖

智慧岛现有4G网络10个站点仿真覆盖效果，平均电平-63.54dBm，大部分道路覆盖保持在-75dbm以上。室外覆盖部分，专利局东西两侧楼宇和智慧岛北部电平(-140，-95]dBm  ，存在网络覆盖风险。室内覆盖部分，专利局东西两侧楼宇和紫湖公馆电平在(-140，-95]dBm ，有感知风险。

在智慧岛现有4G站点基础上新增智慧岛新建2、智慧岛新建3、中道西路湖心一路等5个站点，共规划15个站点仿真覆盖效果(基于智慧岛15个站点覆盖仿真效果图7)，平均电平-61.37dBm，室外道路覆盖基本保持在-65dbm以上，绝大部分楼宇室内覆盖在-110dbm以上，形成连续覆盖区域。

3.2PCI规划

5G PCI规划主要遵循原则如下：

3.2.1避免PCI冲突和混淆

a) Collision-free  原则：相邻小区不能分配相同的PCI。若分配相同的PCI，会导致重叠区域中初始小区搜索只能同步到其中一个小区，但该小区不一定是最合适的，这种情况称为Collision。

b)  Confusion-free原则：一个小区的两个相邻小区不能分配相同的PCI，若分配相同的PCI，如果UE请求切换，基站侧会不知道哪个为目标小区，这种情况称为confusion。

3.2.2 减小对网络性能的影响

a) 基于协议38.211各信道参考信号以及时频位置的设计，为了减少参考信号的干扰，需要支持PCI Mod30规划。

b)  有部分算法特性需要基于PCI作为输入，这些算法的输入基于PCImod3，从不改动这些算法的输入角度，PCImod3作为PCI规划的可选项，开启了这些特性的小区建议按照PCImod3进行规划。

注：19A可以使用GenexCLoud支持5G PCI离线规划，建议使用MOD3和MOD30约束原则进行规划。

3.3邻区规划

3.3.1 5G 原则制定

1) 邻区作用：邻区在移动性、LTE-NR DC等特性中使用，需提前规划

2) 和4G相比，5G区分NSA/SA组网模式，邻区作用、邻区规划原则和思路相同，规格有差异。

3) SA场景下，NR->LTE基站间不需要Xn/X2，依赖核心网的N26接口。

3.3.2 5G PRACH根序列规划

1) 根据小区半径计算Ncs

2) 根据3GPP的协议表格，查询表格中Ncs值(比Step1中略大)

3) 计算一个根序列使用该Ncs可以产生的前导序列的个数Num_Preamle=floor((139 or 839)/Ncs)

4) 计算一个小区需要的根的个数Num_root=ceiling(64/Num_Preamle)

5) 计算存在多少组可以规划的根序列组Num_Group=(138 or 838)/ Num_root

6) 根据获取的复用度进行根序列规划

根据以上原则规划获取到无线参数后，推动工程建设部门建设并开通5G站点，待站点开通且运行状态正常后，推动站点业务验证测试及道路拉网优化测试。

3.4下倾角规划

3.4.1 概念和定义

LTE传统宽波束小区只有一个宽波束，下倾角仅分为机械下倾角和电下倾角两部分，LTE机械下倾+电下倾的规划原则是波束3dB波宽外沿覆盖小区边缘，控制小区覆盖范围，抑制小区间干扰。

5G MM波束下倾角和LTE传统宽波束不同，分为机械下倾、预置电下倾、可调电下倾和波束数字下倾四种，最终下倾角是四种组合在一起的结果。

3.4.2 不同倾角下覆盖差异

1、不同下倾角的差异引起的控制信道覆盖和业务信道覆盖的差异;

2、调整数字倾角，仅调整控制信道波束，影响公共信道/控制信道覆盖，影响用户在网络中的驻留;

3、调整机械下倾/可调电下倾以及固定预置电下倾，同时对公共波束和业务波束进行调整;

5G下倾角的定义：

1、垂直法线刨面外包络3dB垂直波宽中间指向;

2、公共信道部分场景化波束下倾角可调，默认的垂直波束主瓣方向和天线预置电下倾一致;

3、 业务信道下倾角与天线预置下倾角一致;

4、公共波束下倾角=机械下倾角+数字下倾角+预置电下倾角;

5、业务波束下倾角=机械下倾角+预置电下倾角;

3.4.3 规划原则

原则1：以PDSCH覆盖最优原则，PDSCH倾角最优原则 ;

原则2：控制信道与业务信道同覆盖原则，默认控制信道倾角与业务信道倾角一致，即数字倾角默认为0，作为优化手段，调整控制信道覆盖区覆盖范围 ;

原则3：新建5G站点时，以波束较大增益方向覆盖小区边缘，垂直面有多层波束时，原则上以较大增益覆盖小区边缘;

原则4：对于已有3G/4G网络运营商，预规划时共站比例都很高，LTE下倾的规划原则是波束3dB波宽外沿覆盖小区边缘，以控制小区覆盖范围，抑制小区间干扰。5G站点时，以波束较大增益方向覆盖小区边缘。共下倾的规划原则：4G机械下倾+电下倾=5G机械下倾+预置电下倾+可调电下倾+波束数字下倾+2°;

原则5：倾角调整优先级：设计合理的预置电下倾->调整可调电下倾(5G RAN1.0无)->调整机械下倾->数字下倾。

4.经验总结

2020年5G将开始商用，从运营角度看，未来5G网络建设和运营面临诸多挑战，5G建网规划先行，依托5G重大活动保障经验，通过5G不同频段组网下相关基础数据采集为研究5G传播模型提供数据支撑，掌握5G基础无线性能并建立面向5G规划的传播模型，为后期大规模网络规划和商用打好基础。