摘 要
所谓5G基站建设和规划就是在原本4G的基础上进行改革，随着5G技术的广泛应用，现如今则需要更集中的基站分布，人们对于5G的到来更加迫切。
本文主要探讨的是如何利用5G仿真软件对基站进行配置，并阐述了具体步骤和措施，以及测试时需要的硬件设备，当然本文还讲到5G之中的宏＋微基站对环境的需求和影响，包括它们自身的设置原则。同时讲述了他们在建设时的影响。在测试5G仿真软件是难免会出现或多或少的错误，本文针对这些错误分析还做出了相应的解决措施。
关键词：5G基站、规划和设计、5G仿真
Abstract
The so-called 5G base station construction and planning is a reform based on the original 4G, and with the widespread use of 5G technology, a more centralized base station distribution is needed nowadays, and people are more eager for the arrival of 5G.
This paper focuses on how to configure base stations using 5G simulation software, and describes the specific steps and measures, as well as the hardware equipment needed for testing, and of course the environmental needs and impacts of macro + micro base stations in 5G, including their own setup principles. Also tells about their impact when building. It is inevitable that more or less errors will occur in testing 5G emulation software, and this paper also makes corresponding solutions for these error analysis.
Keywords: 5G base stations, planning and design, 5G simulation
第一章 绪论
1.1课题研究背景及研究目的
目前，中国的5G基站的建设规划已经被纳入城乡规划的重点，为满足更多用户的需求，提高服务质量，需要建设更多的5G基站。本文是结合5G仿真软件来研究基站的建设和规划
1.1.1研究背景
国家对于5G基站的建设愈发重视，在这样的发展浪潮之下，提出要积极推动第五代通信发展，明确要求全力推动5G基站的建设、应用推广技术发展和安全保障，充分发挥5G基站的效应，带动5G技术的高速发展。
1.1.2 研究目的
5G网络具有大容量，低延时，高速率等优点，采用高频段传输使得人们对5G需求量更大。
5G通信技术作为未来满足人们通信需求的关键技术，已是研究的重点，基站作为5G通信技术的根本，合理建设规划5G基站并以高速率，低成本覆盖目标小区，成功地规划5G基站能够在国际市场上占据先决条件，又或者说是有着更大的竞争优势。根本目的旨在为人们提供更为优质的通信服务。
1.2 国内外研究现状
5G基站虽未进行大规模建设，但美国、日本、欧洲和中国等国家已开始向大城市和中小城市进行布局。5G于2019年开始了大规模的建网工作，在2020年加快推进后，当前世界范围内5G基础设施条件已基本具备，各个产业对于5G的要求也越来越高，国家将继续增加5G建网规模。截止到2020年12月份全球5G基站的总部署数量已经突破102万个，
2020年12月份全球5G用户总规模突破2.25亿户，中国5G用户规模已经突破2亿户，拥有世界上最大的5G网络以及绝大多数的5G连接。
2021年01月31日韩国5G用户数达到12869930人，同比增长1 G,首次实现月度增量突破100万人次。5G用户的比例为18.5%,环比有所上升，受益于低价的5G套餐以及高额的补贴。
日本5G商用进展缓慢, KDDI已建成5G基站数量在10000个左右，规划2022年3月份达50000个，实现人口覆盖率。总体上看，中国5G的实力在世界上看都是遥遥领先的，这是全行业共同努力、国家大力扶持的结果，许多国家仍处在建设阶段，中国已经把工作重心转向5G的应用落地。如图所示是5G基站建设示意图，从图中可以看出，2020年至2023年将成为5G基站建设的中心时间。
1.3中国基站建设环境分析
日本5G商用进展缓慢, KDDI已建成5G基站数量在10000个左右，规划2022年3月份达50000个，实现人口覆盖率。总体上看，中国5G的实力在世界上看都是遥遥领先的，这是全行业共同努力、国家大力扶持的结果，许多国家仍处在建设阶段，中国已经把工作重心转向5G的应用落地。如图所示是5G基站建设示意图，从图中可以看出，2020年至2023年将成为5G基站建设的中心时间。
1.3.1中国5G基站建设政策环境
我国生产总值已跃居世界第二位。该国总体经济迅速扩张，国民与经济以及可支配收入都得到了提高。与此同时，随着国家经济规模扩大，国家税收大幅上升，这将使政府对教育。在医疗和公共服务方面的开支则有所增加。，所以国家对5G基站建设投入也随之扩大，自2019年以来5G基站建设投入呈快速增长态势。
工信部于2019年06月06日为中国移动，中国联通和中国电信颁发5G商用拍照。与此同时，为了扶持5G基站行业，政府和有关企业也纷纷出台一些举措。全国5G政策的种类大体可以划分为4个方向，一是扶持5G有关基站的布点，以推进5G网络建设，二是培育5G技术应用场景，推进5G产业与个产业结合，三是增加5G技术的研发。
1.3.2中国5G基站建设整体情况
我国5G网络建设应用正加速推进，截至2021年11月份，已建成5G基站139.6万个，5G终端用户达到4。97亿用户，在显著拉动消费的同时，5G也在稳定投资、带动产业链发展方面起到了重要作用。专家认为，以5G为代表的新型数字基础设施的核心，已成为拉动新一轮经济增长的重要引擎。
第二章 5G基站组网的关键技术
2.1 网络切片
网络切片技术也可被理解为这种新的网络架构，它在共享网络设施上提供多个逻辑网络，这些逻辑网络都是为相应的具体业务及个体用户服务的，每个网络切片可定制其拓扑类型、要求、可靠程度及安全性用以适应不同业务及用户。
运营商在进行网络切片时能够减少构建多个专网所需费用，同时还能根据业务需要提供高灵活按需配置网络服务，提高运营商网络价值与变现能力，为各行业数字化转型做出贡献。
2.2小基站
小基站相比传统的宏基站是一种小很多的基站设备，经常利用在流量热点地区，他的主要特点在于产品形态、发射功率以及他的覆盖范围，早5G基站建设、时，小基站的作用就是为5G基站提供更大的容量，同时还具备了低时延、高可靠性的服务特点。
以前4G网络建设的时候小基站就出现了，不过当时的小基站还没有完全研发成功，只能承载大部分流量，并且使用的不多，只有个别省份有小规模的使用。
但是5G网络建设中，5G网络发挥着巨大的用处，能更好的满足现阶段的5G基站网络的建设需求，特别在室内网络的建设上凭借着高容量覆盖目标小区，不仅仅是室内建设，在许多商场，学校，办公楼，学校等公共设施都可以见到小基站的身影，甚至还演变出一种“宏＋小基站”多元化的新模式。
2.3 MR技术
MR技术是一种无线通信环境评估技术，它可以将采集到的信息发送给网络管理员，同时网络管理员评估报告的价值，以此优化网络。现如今，MR技术应用包括覆盖评估、网络质量分析、越区覆盖分析、网络干扰分析等。MR技术也可以渲染移动通信中上下行信号的强弱程度，及时发现网络覆盖的盲区，不但客观准确，还可以省下来大量的时间、资源，它还可以发现网络覆盖问题，为网络覆盖优化提供进一步优化的保障。MR技术可以实现全天实时数据采取，完成上下行无线网络质量分析，对全网通话后续数据支持，无线网络建设的时候，如果越区覆盖范围过大，将会干扰其他小区的通信质量，MR技术就可以直观地发现小区覆盖边界，判断是否存在越区覆盖，调整无线网络结构、分布和资源利用率指标分析，实现关联性综合分析，指定容量站点、扩容站点的精确规划。
2.4 64QAM技术
64QAM能提高SINR，对5G基站进行合理的建设和规划，降低5G安装时的复杂程度，同时还能降低覆盖的重合率而引起的同频干扰的问题。在满足5G基站信号全覆盖的情况下，提高覆盖的深度，增加信号的综合覆盖率，这样就可以实现但区域的连续覆盖。因此，可以让更多的用户连见到5G网络，同时还能享受到高质量的信号。
2.5 Massive MIMO
Massive MIMO又叫大规模输入输出/大规模天线技术，解决了受UE功率太小以及限制传输距离的问题，通过这种方式进行独立的窄波束覆盖，就可以同时传输不同用户的数据，从而提升系统的运行速度。实验数据表明，使用该项技术可以大幅度提高用户的使用数量，提高了系统的容量。下图可以发现该项技术具有大容量，高性能的特点。
2.6 抗干扰技术
众所周知的是5G基站在建设的时候是需要大量的无线电设备的，但是安装这些无线设备非常的繁琐，考虑到天线的数量，安装建设的地理位置。彼此之前是否会产生干扰问题，干扰问题主要包括5G基站发射信号时由于运行时经常发射错误信号导致影响自身的信号品质，5G网络硬件设备的错误安装，以及配置错误也会影响到5G的信号发射，目前，5G网络干扰主要就是无线电干扰问题，其中包括互调干扰和带外干扰，所以我们在基站建设和规划时，工作人员需要解决5G基站在信号干扰上的问题，这样就又可以保障信号的传播稳定，还可以很大程度上提高信号的控制管理的能力。具体的，首要的就是先对5G基站的无线电发射设备进行电磁检测，将可能对自身干扰的问题可能性降至最低，其次需要定期对发电设备进行检测更新，如果发现问题，需要立刻将问题处理，从而减少信号的干扰。
第三章 5G仿真软件基站数据配置分析
3.1 5G仿真软件数据配置工作流程
结合5G仿真软件研究基站数据配置的流程依次是数据配置前的准备，设备安装，全局及传输参数配置，无线参数配置最后进行业务调试。
3.2 5G基站配置硬件需求
登录仿真软件需要点击“设备配置”，选择一个站点机房，NR设备安装与连线后切换近基站机房，进行NR-BBU、AAU的安装如下图
3.2.1 NR-BBU
硬件特性：工作温度在20度到+55度
工作相对湿度5%到95%
工作电压采用-48v直流供电
BBU可以理解为电脑的主机，里面的板卡可以理解为主机里的CPU，其中的核心处理部件，它通过光纤连接到咱们铁塔是哪个面的5G天线起到收发和处理信号的作用，右边为电源线以及防雷接地，祈祷的是保护的作用。
3.2.1 AAU
AAU是在传统分布式基站的基础上，整合RRU和天线的功能，讲二者融合成了一个设备。
与传统天线相比，包括了RRU和天线的功能，需要供电才能工作。
传统的天线是不需要供电的，所以也叫有源天线单元
AAU作用:减少馈线的使用，使得网络覆盖性能达到10%以上的提升，一体化部署方式也可以承载更多天线阵列的新技术和新特性。
3.2.1 机柜
5G基站有BTS5900/BTS500L(室内宏基站)，BTS5900A（室外宏基站）和DBS5900（室内分布式基站）几种，主要配套机柜外观如下：
3.3配置数据前准备
3.3.1组网及配置流程
5G网络有多种组网模式，主要是NSA和SA两种，其中较为便利的是NSA，能尽可能利用现有的资源，而且我们的仿真软件只适合使用NSA组网的模式，下图3-5为SA和NSA组网的对比图。
5G基本数据配置的流程大致可分为：设备安装、全局数据配置、传输数据配置、无线参数配置、业务调试与故障排查。
3.3.2规划参数
在进行数据配置前，先用5G仿真软件完成4G网络的建设，包括EPC核心网的搭建、数据配置以及他的设备配置，完成后的拓扑如图3-6所示
NSA组网还需要根据给出的数据，对其进行配置，其中包括全局参数、核心网对接参数、无线参数和测试终端参数。
3.4设备安装
3.4.1设备安装
3.4.2设备连线
完成CPRI接口、回传网光纤连接和GPS馈线连接
在进行CPRI接口连线时，按照要求使用相应的槽位、单板和端口，如图3-8所示使用0槽位BBP单板的0/1/2端口分别和AAU1/2/3相连。
3.5全局及参数配置
3.5.1NR-BBU全局数据配置
登录仿真软件后，点击数据配置后，选择一个机房，进入数据配置界面后，点击NR-BBU，在弹出的网元管理页面中按照规划填入相关数据后点击确认按钮保存数据，数据配置界面如图3-9所示：
全局配置参数介绍：gNodeB标识：无线网络中的gNodeB编号唯一，全局唯一。
无线制式：5G的无限制式有NR TDD和NR FDD两种。
3.5.2传输数据配置
a.基站IP配置
基站IP地址是5GgNB与核心网通信的无力IP地址，改地址负责与核心网用户面、eNodeB信令面、eNodeB用户面进行信息交换，同时根据网络结构配置网关参数规划数据。
IP地址配置相关参数如下：
IP地址：5G基站业务IP地址
掩码：基站IP地址掩码
网关：基站数据出局后，转发数据报文的承载网设备的IP地址。
b.对接数据配置
点击对接配置选择接口配置页面中接口设置1中配置S1接口链路，如图3-11所示；配置完S1信令后再添加一个接口配置
此处S1接口信令面对端IP可以输入随意IP，这是仿真软件为了保持配置界面一致设置的参数。实际上5GNR不会再网络上对IP端进行通信，用户也不会在NR站点发起注册，NR站点的控制面数据通过LTE eNodeB转发的，这是非独立组网中控制面锚点的含义。
3.6无线参数设置
3.6.1 AAU射频配置
在仿真软件中的设备配置界面，点击配置列表中的AAU1，在射频数据页面按照规划填入相应的射频参数。
射频编号：白哦及改射频单元的编号值。
频段范围：当前AAU工作的收发模式，32T32R模式指的是32发32收，课根据规划选择其他模式
上级端口号：与上级接口槽位号 配合使用，说明改AAU的光纤线路接到了BBP单板的几号端口。
上级端口槽位号:与上级端口号相配合使用，说明该AAU的光纤线路连接到的BBP的槽位号
参考相同方式，一次配置AAU2和AAU3的射频配置。
3.6.2 5G无线参数配置
在仿真软件中的数据配置界面，点击配置列表中的5G无线参数，因为前面的步骤已经配置了NR-BBU为TDD类型，所以配置界面上显示的是TDD小区的配置，可以点击新增按钮来增加新的TDD小区。
5GTDD小区配直相关参数如下：
小区标识ID：小区的本地标识。
小区类型：指当前小区工作制式，包括TDD和FDD制式。
所属射频编号：指所配置的射频单元的编号，和射频单元AAU编号相对应。
TAC：跟踪区域码，本参数定义了小区所属的跟踪区域码，一个跟踪区域可以涵盖一个或者多个小区，此处根据规划参数进行配置。
频带：指该小区所属的频段号。
上行频率：指本小区上行发射无线信号使用的频率值，为规划参数。
下行频率：指本小区下行发射无线信号使用的频率值，为规划参数。
上下行带宽：指根据当前频谱资源为该小区提供的带宽网络取值。
发射功率：小区参考信号强度，根据小区环境、覆盖范围规划参数来协商。
时隙配比：5G网络中，上行和下行的时隙配置比例的参数，说明参数占比。
时隙结构：指数据传输时采用的时隙结构模式。
3.6.3邻居关系配置
5G基站配置完无线参数后，需和宿主4G基站的相关小区完成邻居关系建立，才能实现小区的正常运行，需完成如下内容：
(1)需要在临水4G基站中增加5G基站信息并配置邻居关系。
(2)需要在临水5G基站中增加临水4G基站信息并配置邻接关系。
(3)4G和5G的相互邻接关系需要小区对应，即4G的1号小区对应5G的1号小区。
TDD 邻接小区配置相关参数如下：
邻接小区标识ID：配置相邻的LTE基站的某一个小区标识。
邻接小区所属eNBID：配置相邻小区所属的eNodeB的ID，即基站的ID。
移动国家码MCC：配置邻区归属的移动国家码。
移动网号MNC：配置邻区归属的移动网号。
跟踪区码TAC：配置邻区的Track Area Code，即跟踪区域码。
物理小区标识(PCI)：配置邻区的物理小区识别码。
频段指示：配置邻区的频段参数。
中心载频：配置邻区的中心载频值。
小区频域带宽：配置邻区的频域带宽。
上述参数均为LTE配置的1号小区的参数，需要在5G的TDD邻接小区中进行添加，以便于5G基站的小区和LTE的基站小区进行协同操作。
LTE小区也需要将5G NR小区增加为邻区。
3.7业务调试
完成5G基站的NR-BBU、AAU及无线参数配置后，所有参数及网络拓扑正常情况下，我们可在仿真软件的“业务调试”界面进行验证测试(业务演示存档文件可从出版社网站“资源中心”栏目下载)。图4-21中我们选择实验模式，以验证核心网和青川市A站点机房5G基站是否配置正常。点击“业务验证”按钮，选择Q4小区可以进行5G业务验证。
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