李贵生

（新疆新网投资有限公司，新疆 乌鲁木齐 830000）

5G是从4G及之前的3G、2G网络的基础上发展起来的，也是当前信息通信技术发展的重要方向，对于我国实现物联网构建、实现互联网及大数据等重要科技发展具有重要意义。因此，在面对5G改造建设时，企业应该对5G的特点和要求进行研究分析，发掘具体的改造需求，制定合理的措施来进行具体的改造。

1 5G网络应用特点

1.1 5G网络主设备特点

5G 组网是在4G的基础上演变而来的，5G网络中使用的RAN（无线接入网）架构也从原来4G网络中的BBU（基带处理单元）、RRU（射频拉远单元）两级结构逐步演变成了CU（集中单元）、DU（分布单元）和AAU（有源天线单元）三级结构。其中天线方面使用了射频模块与天线一体化集成模式。并且整个过程又可以分为建网初期、中后期2个阶段，2个阶段中使用的结构也会发生变化。例如，会随URLLC（超高可靠与低时延通信）和mMTC（大规模物联网）等业务需求的不同而发生变化，建网初期一般采用CU/DU合设+AAU的结构，中后期需要用到CU、DU和AAU三级结构。在进行网络升级变化的同时，主要设备的体积、重量及部分功率值都会发生变化。因此，为了促进5G网络的推行发展，必须关注与5G网络建设有关的AAU尺寸、重量参数以及功率参数，对当前的主要设备机型展开研究，发现影响网络主设备负荷的关键因素，并采取有效的措施进行治理[1]。研究测试发现，AAU是4G组网下RRU及天线的功能的升级应用，且AAU功耗明显受到负荷影响，50%负荷下的平均功耗是100%负荷下的80%左右。

1.2 5G网络特点

众所周知，5G网络在应用的过程中，需要用到例如MIMO（多输入多输出系统）、C-RAN等新技术，且过程中涉及局部频率重复使用及智能微小分区使用等操作，因此，无形中提高了对基站参数的要求。而且在实际数据传输、存储等过程中，除了基站位置、分布数量等问题外，还涉及众多干扰、能效、下倾角等参数的精细规划配比。整体而言，5G网络功能、参数以及算法较4G网络有了明显提升。相关企业应该以节约成本为前提，研究5G网络的特点及其与4G网络基站的差异性，有针对性地在4G基站的基础上改动技术参数、引进设备，实现现网基站向着5G基站电源配套改造的目的。

2 现网基站电源配套5G改造方向

5G的关键技术和网络能力决定了设备的功耗比原有无线基站主设备有较大增幅，对基站配套提出了更高的要求。现网5G基站电源配套改造过程要以节约成本为前提，以5G网络应用的现状及远景为出发点，研究发现与现网基站中存在的差异性和共同点，通过精细的规划、测算对现有基站电源配套设备及其他设施设备进行全面改造[2]。以降低成本及长远应用为原则，现网能用的设备不淘汰，对其进行升级改造或者通过参数调整达到应用的目的。适当更换现有部件，增加5G新业务功能对应部件。

具体的改造方向主要包括5点。1） 现网中物理层设计了与用户介入性能及业务速率具有很大关系的CRS信号，这就导致对于4G网络而言RSRP等是重要指标。但由于5G网络不涉及CRS信号（小区专用参考信号），因此，测量网络覆盖及业务能力的指标改成了SS（直接序列扩频信号）等信号。2）5G网络中需要使用Massive MIMO （大规模天线）技术来提升现网基站垂直维度上信号的覆盖能力和灵活性。但是这一技术的引用会大大影响现网的网络整体覆盖、干扰性等参数，因此，需要在现网的基础上结合各类Massive MIMO 技术天线建模，并根据当地的业务需求、地域特点及其他需求来核算最佳的配置参数，找到最佳的切合点，实现网络性能的最优化。3）5G网络的应用和发展是以4G为基础，且其应用场景和客户具有一致性。因此，5G网络的应用需要与4G现网相结合，对当前应用过程中的地图、路测等大量数据进行采集、整理并加以分析利用，作为其应用的基础。4）未来5G网络还需要用在URLLC和mMTC等场景中，所以现网改造时需要考虑CU分离、DU集中等因素，以便在后期应用中具有与之相匹配的基站设备基础。5）由于5G网络的精度和复杂度更高，所以要求对现网中的天线权值进行相应的设置改动，并调整高精度地图、射线跟踪模型、网络评估指标取定等，从而促进改造完善。

3 5G通信基站电源配套改造策略

基站电源配套系统指的是负责为通信设备直接供电的电源及其配套设备，其是通信系统的重要组成部分，系统中主要包括电流引入线路、发电机组、交直流配电设备、整流设备、蓄电池组以及空调等。因为5G网络在应用的过程中，需要支持设备功率的大幅度增加，所以需要对对应的基站电源配套设备系统进行改造。具体改造步骤及要点如下。

3.1 基本数据调查搜集

首先，要调查、分析现网中所有的存量站运营商租户情况，并绘制成合适的图层，以此来预测存量站5G系统的需求量。之后根据需求量来进行合理配置，避免超配情况发生，进而达到控制成本的目的。其次，要对现网中的存量站进行梳理，以其归属情况作为分类依据，梳理存量站归属情况及运营商自留站、铁塔产权基站情况。有计划地制定电源配套改造计划，并根据计划改造对应的存量站电源配套系统。再次，利用现网的管理系统，查询并汇总所有开关电源和蓄电池的信息，弄清楚相应的开关及蓄电池型号、数目、容量等参数，方便后期管理使用。最后，对供电类型进行梳理。这个过程中包括单相电和三相电的梳理及转供电和直供电的梳理。前者需要获取权限进入现网的运行维修系统，查阅、导出交流输入线电压监控值，通过三线电压值来判断单相或三相电，并进行登记管理。后者的登记分类则需要根据电费缴费记录来进行梳理。

3.2 电源配套改造流程

电源配套改造过程是在基本信息分类搜集归纳的基础上进行的。在做好基本年数据调查搜集后，需要根据实际情况对需要改动的设备参数等进行测算，因为具体的实施区域及需求不同，每个站的影响因素和因素影响大小不同，所以每一个基站的电源配套改造情况也不同，在实际改造前必须坚持精细设计的原则，进行一站一方案的测算，在测算完成后根据现网的实际情况对设备进行更换、改造或者参数调整，保证电源配套设备满足5G网络的应用条件。下面笔者将对电源配套改造的具体测算流程进行重点介绍。

3.2.1 铅酸蓄电池容量测算

铅酸蓄电池容量测算公式：

测算公式中具体的符号表示及注意事项：Q指的是铅酸蓄电池的容量，单位是Ah；K指的是安全系数，这里取1.25；P指的是通信设备的实际负荷功率，单位是瓦（W）；T则指的是蓄电池的放电小时数，单位是小时（h）；η是铅酸蓄电池的放电容量系数，其取值与蓄电池的放电小时数T及放电终止电压有关系，具体可以查阅《铅酸蓄电池放电容量系数表》，根据实际情况取值；t是温度，单位是℃，这里取电池所在地的最低环境温度。通常有采暖设备时为15 ℃，反之为5 ℃；α的单位是1/℃，代表的是电池的温度系数。取值规定为放电小时率≥10时，取0.006，当1≤放电小时率＜10时，取0.008，放电小时率＜l时，取0.01。

3.2.2 梯次电池容量测算

梯次电池容量测算公式：

公式中具体的符号表示及取值事项：其中Q、K与铅酸蓄电池容量测算公式一样，分别指电池容量、安全系数（安全系数取值也相同）；P1、P2、T1、T2分别指的是一次、二次下电侧通信设备工作的实际功率和设备的备电总时长，单位分别是瓦（W）和小时（h）；而a是温度调整系数，系数取值与区域寒冷度有关系，一般在寒冷、寒温I、寒温II这3类区域a取1.25，其他区域a取1.0。

3.2.3 开关电源容量测算

开关电源容量测算公式：

公式中具体的符号表示及取值事项：R是开关电源容量，单位A；P是通信设备工作的实际功率，单位W；Q是蓄电池组总容量；η为容量系数，取0.95。

3.2.4 空调容量测算

空调容量测算公式：

公式中具体的符号表示及取值事项：Q12是指基站空调总热负荷；K则表示分区域制冷系数，一般情况下K取1；Q1、Q2分别代表的是机房内通信设备、建筑结构的热负荷，其中Q1是设备功率×0.8，Q2是单位面积热负荷与房间面积的乘积。

3.2.5 市电容量测算

市电容量测算公式：

公式中具体的符号表示及取值事项：P代表的是市电容量，单位kW；P通信设备指的是机房内部长期规划范围内，现有设备及计划新增设备的额定功耗和。P电池充电=电池容量×0.1×56.4/1000，单位是kW；η的值是0.9，代表的是开关电源效率；P空调指的是空调设备的额定功耗和；P照明指的是照明设备的额定功耗和；P其他指的是其他用电设备的额定功耗和，P通信设备、P电池充电、P空调、P照明、P其他的单位为kW。测算过程中市电引入容量的测算必须根据基站的未来规划进行计算。因此P通信设备必须包含计划新增设备的额定功耗。

4 结语

随着2019国家工信部向各5G先行单位颁发商用牌照，我国5G时代进入实质应用阶段。而对于网络运营商而言，尽快做好5G基站电源配套等基础设施的改造工作，可以帮助企业提升自身的品牌形象、抢夺商用先机。因此，当前网络运营商应重视现网5G基站电源配套改造，注意对实际应用进行优化。