《5G无线网络规划部署》课件-项目3：5G无线网络规划

5G

无线网络规划概述无线网规划目标·

无线网建设前，需有明确的建网策略，基于建网策略设计无线覆盖目标标准。10Gbit/seMBB(增强型MBB)uRLLC(超高可靠性与超低时延业务)1ms·

面向公众的5G

网络仍以ToC

业

务(eMBB)

为

主·

专

网

规

划

的URLLC

场

景

基

于

时

延

需

求

规

划

，

mMTC

场景基于接入用户数需求规划。覆盖区域

覆盖方式ITU对

IMT2020愿

景

的

描

述mMTC

(海量连接的物联网业务)1百万连接每平方公里Source:ITUR.M[IMTVISION]无线网规划目标·eMBB

当前的需求应用和软件，主要包含VR

、

高清视频以及海外市场的家庭宽带，对速率要求较高的是VR及

4K及以上的视频。3无线网络规划流程·

确定无线网覆盖目标指标后，

即可开展网络规模估算、网络覆盖仿真、无线

参数规划过程规划方案输入5G

规划仿真软件进行分析、调整、修改。02

网络覆盖仿真01

网络规模估算

03

无线参数规划通过覆盖和容量估算来确定网络建设的基本规模。输出详细的无线参数规划覆盖要求

KPI要求创建链路预算最大允许路径损耗获得小区半径最大小区半径计算单站覆盖面积最大单站覆盖面积覆盖估算站点数-最大站点数估算站点规模覆盖估算

容量估算无线网络规模估算·

规模估算按照覆盖目标要求确定输入参数，分别通过覆盖估算和容量估算，输出估算站点规模，以站点数的最大值作为站点规模。传播模型业务模型

规划用户数容量估算站点数频谱信息网络容量估算单小区容量容量估算无线网络规模估算-覆盖估算·覆盖估算：了解当地的传播模型，通过链路预算来确定小区覆盖半径，从而估算满足基本覆盖需求的基站数量。频谱信息

传播模型业务模型

规划用户数容量估算单小区容量

网络容量估算容量估算站点数定输入参数创建链路预算最大允许路径损耗获得小区半径最大小区半径计算单站覆盖面积最大单站覆盖面积覆盖估算站点数最天站点数估算站点规模覆盖要求

KPI要求频谱信息传播模型确定输入参数业务模型规划用户数最大允许路径损耗容量估算最大小区半径单小区容量网络容量估算最大单站覆盖面积容量估算站点数估算站点规模无线网络规模估算-容量估算·容量估算：

在

一

定站型配置的条件下，根据单小区容量和网络容量，计算出可以满足用户的容量需求站点数计算单站覆盖面积覆盖估算站点数获得小区半径创建链路预算结合电子地图覆盖仿真可结合电子地图输出多站组网的

覆盖效果站址勘查02迭代仿真进行覆盖仿真迭代，确保选址可达成覆盖目

标

。覆盖仿真·

覆盖仿真要确保站址达到覆盖目标：实际站点同理论站点并不一致，需要对备选

站点进行实地勘察，调整基站规划参数。01038PCI2频率规划无线参数邻区规划

天线下倾角无线参数规划·

无线参数规划主要包括天线高度、方位角、下倾角、邻区规划参数、频率规

划参数、

PCI等，同时根据具体情况进行TA规划。天线方位角天线高度日5G无线传播模型概述·

传播模型用于预测无线电波在各种复杂传播路径上的路径损耗，是移动通信网小区规划的基础。密集城区

郊区

农村传播环境·

电磁波传播不同场景大规模天线阵列SU

BF、MUBF、3D

MIMO,带来容量提升和高楼覆盖增强精确地用户级赋形波束及跟踪，

有效的干扰控制16流多用户复用，大幅提升

网络容量12运营商网络频段(MHz)上行下行有效带宽(MHZ)中国移动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中国联通GSIM1GSMB31735-1755MHz1830-1850MHz20WCDMAB11940-1965MHz2130-2155MHz25FDD-LTEB8904-915MHz949-960MHz17051755MH210301050MLFDD

LTED3NR-TDDN783500-3600MHz100(共享)中国电信CDMAB5825-835MHz870-880MHz10CDMA2000B11920-1940MHz2110-2130MHz20FDD

LTEB21765-1785MHz18601890MHz20NR-TDDN783400-3500MHZ100(共享)电信/联通/广电NR-TDDN783300-3400MHZ100(室分)电信/联通NR-TDDN11920-19752110-216555NR-FDDB8904-914MHz949-959MHz10中国广电NR-TDDN28703-743MHz758-798MHz40N794900-4960MHz60电磁波频率·

各大运营商5G使用频率不同13自

由

空

间

传

播·

定义：收发天线间在自由空间(各向同性、无吸收、电导率为零的均匀介质

)条件下传播的特性·

传播损耗

(dB)公式：

Lp=32.44+20lgf+20lgd·f为频率，单位MHz。d

为收发天线间距离，单位Km·

结

论

：·

当频率f加倍时，自由空间传播损耗增加6dB,即信号衰减为1/4·

当距离d

加倍时，自由空间传播损耗增加6dB,

即信号衰减为1/414自然地形高山、丘陵、平原、水域等植

被覆盖率、季节建筑数量、高度、分布和材

料特性天

气下雨、下雪、晴天系

统频率、运动场

景密集城区、

一般城区、

郊区、农村电磁噪声自然、人为(雷达等)其他传播模型·考虑传播环境对无线传播模型的影响，确定某一特定地区的传播环境的主要

因素包括：15传播模型应用场景UMa宏站：密集城区、城区、郊区RMa宏站：农村UMi微站：密集城区、城区、郊区5G传播模型·5G

NR

协议38.

901中提到了简化版的UMi、UMa、

和RMa

三种无线传播模型，分为LOS

(

视

距

)

和NLOS

(非视距)两种场景。16分为视距模型

(LOS)

和非视距模型

(NLOS)

两种。传播损耗

(dB)

公

式LOS:PL=22lg(d₃D)+28+20lg(fc)NLOS:PL=161.04-7.1lgW+7.5lgh-(24.37-3.7(h/hBs

)²)lghBs+(43.42-应用频率应用场景发射天线接收天线0.5～100GHz小区半径为10~5000m

的

城区宏蜂窝发射有效天线高

度为10～150m接收有效天线高

度为1

.5～22

.5m(1)f

为频率。

(2)

d₃D为基站天线到终端的距离。(3)W为平均街道宽度。

(4)

h为建筑物平均高度。(5)hBs

为天线绝对高度。

(6)

hUT为接收机绝对高度。UMa模型LOS:PL=40lgd₃D+28.0+20lgfc-9lg((d'BP)²+(hs-hUT)²)NLOS:PL=36.7lgd₃D+22.7+26lgfc-0.3(hUT-1.5)(1)fc为

频

率。(2)d₃D为基站天线到终端的距离。(3)d'BP=4h'Bsh’UTfc/c,其

中

，h'Bs=hBs-1,h'UT=hUT-1,fc

为频

率

，c=3.0×108m/s。(4)hBs为天线绝对高度。(5)hUT

为接收机绝对高度。应

用

频

率应

用

场景发

射

天

线接

收

天

线0.5～100GHz小区半径为10~

5000m

的

微

蜂

窝发射有效天线高度

为

1

0m接收有效天线高度为1.5～22.5m分为视距模型(LOS)

和非视

距

模

型

(NLOS)

两种。传播损耗(dB)

公

式

：UMi模型分

为视

距

模

型

(LOS)

和

非视距

模

型

(NLOS)两

种

。传

播

损

耗

(dB)

公

式LOS:PL=20lg(40πd₃Df/3)+min(0.03h×1.72,10)lgd₃D-min(0.044h×1.72,14.77)+0.002lgh×d₃DNLOS:PL=161.04-7.1lg(W)+7.5lg(h)-(24.37-3.7(h/hBs)2)lg(hBs)+(43.42-RMa模型应

用

频

率

应

用

场

景发

射天线接

收

天

线(1)f为频率。(2)d3D为基站天线到终端的距离。(3)W

为平均街道宽度，5m<W<50m。(4)h为建筑物平均高度，5m<h<50m。(5)hBS

为天线绝对高度。(6)hUT

为接收机绝对高度。0.5～100GHz

小区半径为10~10000m

的农村宏蜂窝接收有效天线高度为1～10m发射有效天线高度为10～150m5G链路预算·

链路预算是通过对上下行信号传播途径中各种影响因素的考察和分析，估算

覆盖能力，得到保证一定信号质量下链路所允许的最大传播损耗。链路预算因子天线增益余量损耗热噪声最低信噪比要求最小电平要求接收天线增益天线增益

慢衰落余量基站发射功率

干扰余量传播路径穿透损耗人体损耗

终端基站基带路径损耗AAU链路预算分类上行链路预算从终端侧向基站侧的传播方向AAU传播路径基站基带

终端下行链路预算

B从基站侧向终端侧的传播方向AAU传播路径基站基带

终端取上下行允许最大路径损耗中较小者作为最终的路径损耗值，结合传播模型计算单站的最大覆盖半径

22计算公式口下行链路预算路径损耗

(dB)=基站发射功率-10*log10(子载波数)-馈线损耗

(dB)+基站天线

增

益

(dBi)-穿透损耗(dB)-

植被损耗

(dB)-人体遮挡损耗(dB)-慢衰

落

余

量

(dB)-干扰余量(dB)-雨

/冰雪余量(dB)-人体损

耗

(dB)+UE接收天线增益

(dB)-

终端接收机灵敏度

(dBm)确定因素□

功率□天线增益◎接收机最小接收功率

◎损

耗不确定因素◎慢衰落余量◎干扰余量

雨雪影响23最大路径损耗MAPL·5G目

前以eMBB

业务典型场景为例，

MAPL

的计算原理如图·MAPL(dB)=

基站发射功率(dBm)+天线增益/赋形增益(dBi)-慢衰

落余

量

(dB)-干

扰

余

量(dB)-穿

透损

耗(dB)-人体损

耗(dB)+U

E

接

收天

线增益

(dB)-最小接收电平

(dBm)天线增益

慢衰落余量基站发射功率

干扰余量路径损耗AAU传播路径穿透损耗链路预算因子天线增益余量损耗热噪声最低信噪比要求最小电平要求接收天线增益人体损耗

终端基站基带24基站发射功率□

基站最大的发射功率由AAU/RRU

的型号以及相关配置决定叵

典型配置：最大发射功率为200W

(53dBm)天线增益◎Massive

MIMO技术：10dBi◎波束赋形关键参数25关键参数口接收机灵敏度·

定义：指在分配的带宽下，不考虑外部的噪声或干扰，为满足业务质量要求

而必需的最小接收信号水平。·公式：接收机灵敏度=背景噪声+接收机噪声系数+要求的SINR。不同设备的噪声系数设备类型2.6GHz3.5GHz4.5GHz28GHz39GHz基站3

dB3.5

dB3.8

dB8.5

dB8.5

dBCPE9

dB9

dB9

dB9

dB9

dB手机7

dB7

dB7

dB10

dB10

dB26干扰余量实际网络是由很多站点共同组成的，网络中存在干扰服务小区信号

邻

区

下

行

干

扰即慢衰落，造成小区的理论边缘覆盖

率只有50%阴影衰落标准差区域覆盖率阴影衰落余量各类损耗馈线损耗人体损耗穿透损耗关键参数口余量密集城区11.7dB95%9.4dB郊区7.2dB90%2.8dB城区9.4dB95%8dB农村6.2dB90%1.8dB阴影余量27地物类型/频带900MHz1800MHz2.1GHz2.3GHz2.6GHz3.5GHz28GHz39GHz密集城区18

dB19

dB20dB20dB20dB26dB38dB41dB城区14

dB16

dB16

dB16

dB16

dB22dB34

dB37dB市郊10

dB10

dB12

dB12

dB12

dB18

dB30

dB33

dB农村地区7dB8

dB8

dB8

dB8

dB14

dB26

dB29dB地物类型/频带3.5GHz4.5GHz28GHz39GHz智能手机3dB4dB8dB10dB馈线损耗AAU不考虑RRU+天线：与长度

有

关人体损耗穿透损耗关键参数口余量即慢衰落，造成小区的理论边缘覆盖

率只有50%实际网络是由很多站点共同组成的，

网络中存在干扰干扰余量各类损耗阴影余量穿透损耗和频率之间关系人体损耗和频率之间关系馈线1/20发射带宽与调度给UE的RB数量有关接收机灵敏度上行接收为基站接收灵敏度路径损耗上行链路预算·

无线电波能量从终端侧向基站侧的传播方向。不同参数：天线增益UE天线增益一般设置为OdBi上行干扰余量与UE

的位置分布相关发射功率根据协议，

UE最大发射功率

分别为23dBm和26dBm两类29手机发射功率人体损耗慢衰落余量干扰余量天线增益基站接收机灵敏度其他增益穿透损耗馈线损耗手机天线增益个手机发射功率馈线损耗天线增益穿透损耗5G

网络规模估算覆盖规模估算。0102容量规模估算·5G

网络规模估算包括覆盖规模估算和容量规模估算31开始下行链路预算

上行链路预算小区覆盖半径

传播模型单站覆盖面积站点数量结束覆盖规模估算·5G

无线网络覆盖估算，是通过计算单个基站的覆盖面积来推导出某个区域

实际需要的站点数量的过程。获得小区半径估算单站覆盖面积估算站点数量23ScenarioPathloss

[dB],fcis

in

GHz

and

distance

is

in

metersShadowfadingstd

[dB])Applicability

range,

antenna

heightdefault

values3D-UMaNLOSPL=max(PL₃D-UMa-NLoS,PL₃D-UMa-LOS),PL₃D-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

log1₀(fe)-(3.2(log10

(17.625))²-4.97)-0.6(hur-1.5)OsF=610m<d₂D<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小区半径计算·

在完成链路预算后可以得到最大路径损耗，最大路径损耗和覆盖半径的转换

可以借助传播模型。·

以5G

常用的传播模型UMa

模型为例。33小区半径计算·

根据基站和终端之间的几何关系，·

覆盖半径d₂p=√d₃D²-(hBs-huT)²hUT终端高度hBS基站高度34基站面积计算·

不同站型小区面积计算方式不同图b小区覆盖半径：R站间距离：

D=1.732*R站点覆盖面积=2.598*R*R图a小区覆盖半径：R站间距离：D=

1.5

*R

站点覆盖面积=1.949*R*R几何计算3扇区站点全向站点35基站数量计算·假设某规划区域的面积为M,

则该规划区域需要的基站数N=M/(λS

),其

中，λ是扇区有效覆盖面积因子，

一般取值为0

.

8。·

详细的基站数量举例如下表所示区域类型与覆盖要求密集市区(三扇区)一般市区(三扇区)郊区(三扇区)区域面积36.95km²325.93km²236.68km²连续覆盖业务的小区半径0.30km0.52km1.26km连续覆盖业务的基站面积0.18km²0.52km²3.05km²·

密集市区36

.

95km

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

个36可以满足用户的容量需求。开始小区平均吞吐率基线每小区支持的用户数gNB数

量(从覆盖规划获得)是否满足

容量需求是gNB数

量结束容量规模估算·

分析在

一

定站型的配置条件下，5G网络可承载的系统容量，并计算出是否配置分析话务模型分析调

整gNB

数

量总用户数否37估算小区半径

信号传播仿真·

小区平均吞吐率基线估算值为·

下行700Mbit/S-1.5Gbit/S,

·

上

行

1

0

0

-

2

0

0Mbit/s。·

影

响

因

素

：·

覆盖区域的特点·

用户及话务的分布等容量规模估算·

小区平均吞吐率基线用户分布速率

估算小区平均吞吐

率基线SINR分

布

估

算385G无线参数规划PCI频率规划无线参数邻区规划·5G

参数规划包括天线方位角天线下倾角天线高度日5G

下倾角5G

Massive

MIMO波束下倾角，分为机械下倾角、预置电子下倾角、可调电子

下倾角和波束数字下倾角四种。最终的下倾角是上述四种下倾角组合在

一起的

结

果

。机械下倾角

预置电子下倾角

可调电子下倾角

波束数字下倾角十波束下倾角415G

下倾角□5G

下倾角与传统下倾角的差异·

传统宽波束小区只有

一

个宽波束，

所有信道的覆盖均相同。·5G

Massive

MIMO,

针对不同的信道有不同形态的波束，主要分为SSB广播信道波束和业务信道波束。传统天线

5G

MM天线面磁盖播信盖亚务信覆盖业务波束

:广播波束:业务波束&广播波束425G

下倾角口下倾角差异对不同信道影响·

调

整

机械下倾角、可调电子下倾角及预置电子下倾角，可同时对广播波

束和业务波束进行调整。·

调整波束数字下倾角，仅调整广播波束，影响公共信道/控制信道覆盖，

影响用户在网络中的驻留。5G

MM天线业务波束

广播波束435G

下倾角口不同下倾角对网络性能影响·

预置电子下倾角和可调电子下倾角：调整的是阵子相位，不会引起波形畸变·

机械下倾：当调整较大度数时，会引起方向图畸变(垂直天线增益下降)·波束数字下倾角：仅影响数字广播波束，属于场景化波束优化。电下倾10°

电下颜6°机械下候4

机械下倾10°机械下倾过大引起畸变

44α=ATAN(H/D)H增益最大方向指向边缘D□5G

下倾角规划原则PDSCH业务信道覆盖最优原则日控制信道与业务信道同覆盖原则倾角调整优先级预置电下倾->可调电下倾

->机械下倾->数字下倾下倾角455G方位角·5G

方位角指的是按照外包络3dB水平波宽中间指向定义天线波束水平面方向图465G方位角·5G

方位角规划原则·

拉网测试场景：拉网路测场景的目标是街道覆盖最优，方位角规划需要

专门瞄准街道NO.1

NO.2拉网测试场景

连续组网场景47共址比例高，

参考4G