門少杰，劉博光，張力偉，欒英博（.中國移動通信集團(tuán)設(shè)計院有限公司河北分公司，河北石家莊 0500；.中國移動通信集團(tuán)河北有限公司，河北石家莊0500）

0 前言

隨著5G商用牌照的正式發(fā)放，各運(yùn)營商已經(jīng)開始了5G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，中國移動選擇了50 個城市進(jìn)行了5G網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)或非連續(xù)覆蓋，既促進(jìn)了5G 產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，也為今后在更多的城市部署5G網(wǎng)絡(luò)積累經(jīng)驗(yàn)。

5G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，中國移動聯(lián)合設(shè)計院、設(shè)備廠家等相關(guān)單位對5G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案進(jìn)行深入的探討研究，同時結(jié)合多種類型站點(diǎn)的現(xiàn)場勘察信息，發(fā)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需要面臨天面改造、電源系統(tǒng)改造、機(jī)房空間及傳輸承載等突出問題。

經(jīng)過近幾年LTE 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及2G 替換工程的持續(xù)推進(jìn)，現(xiàn)網(wǎng)的天面存在GSM、DCS、FDD 和TDD 多網(wǎng)絡(luò)并存情況，天線多種類型并存，天面情況復(fù)雜，5G 建設(shè)必然涉及天面整合改造。為了使5G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)順利推進(jìn)，本文對基于5G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的天面改造方案進(jìn)行研究，提出了天面改造原則與目標(biāo)，同時對天面改造進(jìn)行工程造價及運(yùn)維成本分析。

1 現(xiàn)網(wǎng)天面分析

隨著共建共享的深化及2G、3G、4G 網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)建設(shè)，基站天面多運(yùn)營商、多廠家、多系統(tǒng)的天線共存，構(gòu)成復(fù)雜且數(shù)量多，各運(yùn)營商對天面資源的爭奪對提升自身網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量至關(guān)重要。以中國移動為例，天線種類大概分為單頻900 MHz、單頻1800 MHz、雙頻900 MHz +1800 MHz、單頻F、單頻D、多頻FAD、3D-MI?MO、多頻段2288/4488 天線等多種類型，基站根據(jù)覆蓋區(qū)域及覆蓋場景的不同一般會多系統(tǒng)共存，這樣造成天線種類會有各種不同的排列組合。根據(jù)近年來中國移動TD-LTE、LTE FDD 以及2G 主設(shè)備替換工程的持續(xù)建設(shè)，考慮到為5G AAU 預(yù)留安裝位置，天線的替換及整合也在持續(xù)進(jìn)行。當(dāng)前典型的基站天線系統(tǒng)分為以下4類。

a）四天線?；局?個系統(tǒng)共存，且天線獨(dú)立，一般2G 天線與4G 天線分別占用一層平臺，這類情況由于需要繳納2層平臺的租金，且浪費(fèi)天面資源，所以現(xiàn)網(wǎng)中較少。如圖1（a）所示。

b）三天線。FDD900與FDD1800系統(tǒng)合路使用一套4+4雙頻天線，F(xiàn)頻段與D頻段獨(dú)立天線。這種情況的組合在現(xiàn)網(wǎng)較為常見，后期安裝5G AAU 時還可適度進(jìn)行天線整合，為AAU 騰出安裝位置。對于運(yùn)營商而言，既保留了天面資源，且集成度適中。如圖1（b）所示。

c）兩天線。2G 系統(tǒng)的FDD900 與FDD1800 合路使用一套4+4 雙頻天線，4G 系統(tǒng)的F 頻段與D 頻段合路使用一套FAD 天線。這種情況的組合在現(xiàn)網(wǎng)也較為常見，集成度較高，節(jié)省天面資源。如圖1（c）所示。

圖1 典型基站天線構(gòu)成圖

d）單天線。FDD900、FDD1800、F 頻段、D 頻段共用一套2288/4488 全頻段天線，這種情況集成度最高，且節(jié)省天面資源與租金，但缺點(diǎn)也較為突出，各系統(tǒng)方位角不能單獨(dú)進(jìn)行調(diào)整。如圖1（d）所示。

2 天面改造方案

2.1 天面改造原則及方案

天面改造原則總體上應(yīng)利舊現(xiàn)有站址，嚴(yán)格控制新增站址，嚴(yán)格控制新增平臺，加強(qiáng)現(xiàn)有平臺整合。首先當(dāng)現(xiàn)網(wǎng)天面中有TDS 或3D MIMO 天線時，進(jìn)行拆除為AAU 騰出安裝位置。其次考慮對獨(dú)立D 頻段天線進(jìn)行替換，安裝AAU，通過5G 反向開通4G 的形式實(shí)現(xiàn)5G 與4G 的D 頻段覆蓋。再次考慮進(jìn)行天線系統(tǒng)整合，通過系統(tǒng)整合天線合并的方式為AAU 騰出安裝位置。最后如果天面已經(jīng)無法通過整合提供AAU 的安裝位置，再考慮新增平臺或抱桿。

工程實(shí)施前，應(yīng)統(tǒng)籌考慮天線替換或整合方案，避免出現(xiàn)剛整合完的天線在后續(xù)工程中又被替換的情況，且應(yīng)避免過度整合，導(dǎo)致系統(tǒng)減少但鐵塔租金不減，使得網(wǎng)絡(luò)靈活性降低。在不影響現(xiàn)網(wǎng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行天線替換和整合，且不增加或少增加鐵塔租金，以達(dá)到“降本增效”的目的。

通過思維導(dǎo)圖的形式對天面改造方案進(jìn)行細(xì)化，如圖2所示。

2.2 天面改造目標(biāo)

天面改造應(yīng)以“合理布局、降低成本”為目標(biāo)，通過對現(xiàn)網(wǎng)天饋系統(tǒng)的分析和天線整合方案研究，達(dá)到每小區(qū)“最佳3面天線，最少2面天線”的目標(biāo)。

針對典型的基站天線配置的目標(biāo)改造方案如下。

目標(biāo)方案1：對TDD與FDD系統(tǒng)分別進(jìn)行整合，將D 頻段與F 頻段天線整合為FAD 天線，將FDD900 與FDD1800 天線整合為4+4 雙頻天線，AAU 獨(dú)立安裝部署，達(dá)到最佳3 面天線的目標(biāo)。這種方案適用于4G 與5G異廠家或5G采用單模設(shè)備場景。

目標(biāo)方案2：對FDD 系統(tǒng)進(jìn)行整合，將FDD900 與FDD1800 天線整合為4+4 雙頻天線，F(xiàn)A 天線獨(dú)立部署，AAU 采用與4G 共模設(shè)備安裝部署，反向開通D 頻段，達(dá)到最佳3 面天線的目標(biāo)。這種方案適用于4G 與5G同廠家或5G采用共模設(shè)備場景。

圖2 天面改造方案

目標(biāo)方案3：對TDD與FDD系統(tǒng)統(tǒng)一進(jìn)行整合，將D 頻段、F 頻段、FDD900 以及FDD1800 天線整合為2288/4488 全頻天線，AAU 獨(dú)立安裝部署，達(dá)到2 面天線的目標(biāo)。這種方案適用于4G 與5G 異廠家或5G 采用單模設(shè)備場景。

目標(biāo)方案4：對TDD 的F 頻段與FDD 系統(tǒng)統(tǒng)一進(jìn)行整合，將F 頻段、FDD900 以及FDD1800 天線整合為2288/4488 全頻天線，AAU 采用與4G 共模設(shè)備安裝部署，反向開通D 頻段，達(dá)到最佳3 面天線的目標(biāo)。這種方案適用于4G與5G同廠家或5G采用共模設(shè)備場景。

3 改造方案造價及運(yùn)維成本分析

根據(jù)天面改造原則和目標(biāo)，結(jié)合具體站點(diǎn)的天面情況制定相應(yīng)的改造方案，改造方案中主要涉及原有天線及RRU 拆除、新增天線的安裝等工作，為了簡單直觀地體現(xiàn)天面改造方案的造價成本，相關(guān)費(fèi)用主要分為設(shè)備材料費(fèi)及施工費(fèi)，天面改造方案造價=設(shè)備材料費(fèi)+施工費(fèi)，暫不考慮設(shè)計、監(jiān)理等其他費(fèi)用。設(shè)備材料費(fèi)主要為天線費(fèi)用，施工費(fèi)主要為安裝、拆除天線及RRU 的費(fèi)用，根據(jù)工程中常用的天線單價及施工費(fèi)用估算，給出相關(guān)費(fèi)用估算價格（如表1 和表2 所示）。

天面改造后的運(yùn)維成本分析主要是根據(jù)塔型、共享情況、天線掛高等信息，結(jié)合各類改造方案中新增租賃或退租平臺等情況，同時依據(jù)移動公司與鐵塔公司簽訂合同的租賃價格及二次談判的折扣系數(shù)、場租費(fèi)用等，計算出各類改造方案的運(yùn)維成本增加、減少的費(fèi)用。

鐵塔公司提供的塔類產(chǎn)品分為地面塔與樓面塔2種，地面塔包括普通地面塔、燈桿景觀塔、簡易燈桿，樓面塔包括普通樓面塔、樓面抱桿。各類塔型根據(jù)不同的掛高進(jìn)一步進(jìn)行細(xì)分，各類塔型產(chǎn)品的基準(zhǔn)價格如表3所示。

表1 天線單價估算表

表2 施工費(fèi)用估算表

表3 鐵塔租金基準(zhǔn)價格計算表

基準(zhǔn)價格=（Σ（標(biāo)準(zhǔn)建造成本①/折舊年限②）×（1+折損率③）+維護(hù)費(fèi)用④）×（1+毛利加成率⑤）

產(chǎn)品價格=（基準(zhǔn)價格+場地費(fèi)+電力引入費(fèi)）×（1-共享折扣），其中場地費(fèi)與電力引入費(fèi)由鐵塔公司附屬省級公司與電信企業(yè)附屬省級公司協(xié)商而定，共享折扣為多家電信企業(yè)使用同一站址，且相關(guān)設(shè)施發(fā)生共享使用時，可享受共享的折扣（見表4）。

表4 共享折扣表

4 結(jié)束語

隨著5G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的逐步展開，共址新建5G 站點(diǎn)的機(jī)房、電源、傳輸、天面等問題會更加凸顯，天面改造作為5G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重要環(huán)節(jié)受到更多的關(guān)注。本文通過對各類現(xiàn)網(wǎng)天面資源的梳理與分析，給出天面改造的原則和目標(biāo)，并對典型場景給出具體的改造方案。同時由于5G 單站點(diǎn)投資相對4G 巨大，所以有必要對5G單站點(diǎn)建設(shè)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，本文通過建立天面改造方案造價模型及鐵塔租金計算模型，為5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中天面改造提供了豐富的思路和造價分析。