魏强 朱海琦

摘要：农村NR网络建设是乡村振兴战略重要环节，本文分析了农村NR网络的主流建网方案，并结合农村场景的特点，对农村的2.6G NR两扇区AAU建网方案给出了基站射频规划建议。现网络测结果表明，相较于基于8TR设备的NR和LTE建网方案，32TR兩扇区设备建设2.6G NR并反向开通LTE方案的建网方案，覆盖提升4dB，上下行体验速率提升30%以上，能耗节省30%以上。

关键词：农村；5G网络；乡村振兴

一、引言

随着乡村振兴战略的大力实施，国家大力扶持农村基础设施建设，为了让广大农民享受5G网络带来的基建红利，普及5G网络覆盖，推动农村经济发展，国家提出了“数字乡村”概念。中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《数字乡村发展战略纲要》中已将“乡村4G深化普及、5G创新应用，城乡数字鸿沟明显缩小”作为2025年数字乡村的战略目标，并将加快乡村信息基础设施建设作为实施数字乡村战略的10项重点任务之一[1-3]。在2023年，5G设备厂商面向农村NR建设推出2.6G两扇区低成本建网方案，例如华为技术有限公司的广角MetaAAU[4]，该产品的核心思想是使用两个AAU模块实现两扇区组网，替代原有的三扇区建网方案，通过减少一个AAU投资，降低5G建设成本。

基于此，本文分析了2.6G低成本两扇区方案在具体实施上的关键问题，包括频段选择、站址选择、天线挂高、基站射频（RF）规划、功率配置等，并经现网实际测试，验证了5G两扇区解决方案的覆盖、体验和节能效果。

二、农村场景2.6G NR两扇区建网方案分析

农村场景5G建网方案分析是指分析目标区域的建网条件，选取最适合的低成本建网方案，兼顾投资成本和效益建设高质量5G网络，以达成覆盖和体验标准。

为农村5G场景建网制定针对性的方案，主要需要考虑以下问题：

①结合建网方案完成5G网络规划，包括站址选择、RF规划（挂高、方位角、倾角）等。

②针对天面空间受限场景和极致节能的场景，通常2.6G 32TR AAU支持在5G的AAU上通过新增基带板建立D频段LTE小区，实现一个模块同时提供NR和LTE制式的移动通信服务，即5G反向开通LTE 3D-MIMO小区（简称：AAU反开LTE），利用D频段的LTE小区替代FA频段的LTE小区，节省天面空间和整站功耗。其中，FA频段是指中国移动所持有的TDD LTE频段，F频段是指从1885MHz～1915MHz的30M带宽频段，A频段指的从2010MHz～2025MHz的15M带宽频段。

（一）农村典型场景

在基站数、电源、传输和站址配套等方面，5G建网成本相对4G偏高，导致运营商网络建设投资增长显著。对于运营商而言，投资的回收期备受关注，需要综合考虑投资和收益，运营商5G网络主要聚焦在城区、乡镇等话务需求大的区域，以缩短成本投入的回收周期。

农村区域站点间站间距大，单站覆盖范围广，铁塔的天面空间有限，对基站节能要求高。具体来讲，农村场景有以下特点：地形平坦空旷，树木和农田多，信号遮挡小，住房多为低层和多层，基本没有高于6层的高层楼房，传播损耗低，人口密度低，居住分散，村落间间隔大片土地，平原地区以平层土地为主；部分农村地形复杂，山脉起伏连绵，沟壑崎岖[2-3]。此外，农村用户消费水平相对城区低，需求以语音业务为主，数据业务量相对城区较少。

（二）农村2.6G频段规划

2.6G频段共160MHz带宽，同时可供LTE和NR使用，为避免2.6G LTE和NR使用相同频段互相造成干扰，2.6G频段通常使用连续的100MHz带宽（2515MHz～2615MHz）建网，若目标区域存在应2575MHz～2635MHz频段的LTE小区，应提前将该小区迁移至2615MHz～2675MHz[5]。

（三）32TR两扇区 RF参数规划

针对农村场景5G网络建设，通用建网原则与城区相同，例如：天面建设原则、配套改造原则、回传改造原则[6-7]，由于2.6G的32TR设备存在两扇区的特殊组网场景，在RF规划方面，三扇区和两扇区有较大的不同，本节将重点阐述农村5G场景RF参数规划。

1.方位角规划

方位角规划分为初始方位角规划和方位角调优两个阶段。

初始方位角规划阶段：对于三扇区组网，若在已有的4G站址新建5G站点，则可继承4G网络拓扑，5G NR的初始方位角可以参考现有4G天线的方位角；若规划的5G站址上没有4G小区可供参考，建议初始方位角使用标准指向，即每小区间隔120度；对于两扇区组网，若在已有的4G站址新建5G站点，两扇区的第一小区方位角建议与原4G小区话务最高的方向相同，第二小区方位角与第一小区相差180°。

方位角调优阶段：无论是两扇区还是三扇区，方位角调优的原则均是将用户分布较为集中的区域作为目标覆盖区域，同时避免相邻站点的小区交叉覆盖深度过深，即相邻扇区对打，避免邻区干扰过高。需要注意的是，两扇区组网在第一小区和第二小区的方位角夹角不建议小于150°，避免两扇区交叠区出现明显的覆盖空洞。

2.下倾角规划

用户体验取决于业务信道的质量，因此，农村场景的下倾角规划以业务信道覆盖最优原则，将垂直波束的法线指向小区边缘低层，以确定5G NR小区的总倾角。

5G NR的总倾角基于下式计算：

（1）

其中，h为基站高度，通过现网工参获取；d为小区覆盖半径，与各小区的目标覆盖区域有关，工程师需要通过经验确定或基于整网的平均站间距初步估计。

3.挂高规划

对于新建5G网络与4G共站址场景，若天面空间允许，建议2.6G频段的5G AAU安装在4G天线上层，改善5G覆盖，提高单站5G分流比。

（四）32TR两扇区 反向建立LTE 3D-MIMO小区

站点的天面租金由运营商承担，新增天面将增加站点租金，且站点天面空间有限，不具备新增抱杆的条件。为了进一步降低运营商的运营成本，5G建设以不新增抱杆为原则。

针对新建2.6G且站点上已有LTE D频段小区独立天面的场景，则可将5G AAU同时开通5G和4G 3D MIMO小区，将5G AAU替换原有LTE D频段的天面位置，进而新建5G不新增天面。

针对新建2.6G小区且站点上仅有LTE FA频段小区的场景，则可将5G AAU同时开通5G和4G 3D-MIMO小区，通过导频功率汇聚、提高模块发射功率等方法，将AAU反开LTE的覆盖与FA频段拉齐，从而新建5G不新增天面，

在AAU反开LTE D频段覆盖可收编现网LTE FA的前提下，可以利用32TR AAU为农村区域同时提供4G和5G覆盖，从而拆除8T FA天线和RRU设备，用于城区4G补盲。相比8TR NR+8T LTE建网方案，32TR两扇区5G建网方案将原先的3个天线+6个RRU模块替换为2个AAU模块。该方案不仅节省了站点空间，还大幅降低通道静态功耗，达到节能的效果。

三、现场测试验证

为了验证2.6G频段各类设备在农村场景下的覆盖和体验能力以及本论文提出的两扇区规划方案有效性，选取某农村地区，通过拉网测试的方式测试5G实际覆盖和上下行体验。农村场景通常使用8TR RRU用于建设5G和4G网络，因此，本次测试选取农网常用的8TR建设的5G和4G网络作为覆盖和体验基线，从覆盖和体验的维度验证32TR两扇区农村5G建网方案以及32TR两扇区反开LTE建网方案的性能。测试区域为东部省份的典型农村，建筑物多为1-2层自建平房，无大型建筑，共划分4个测试站点。

（一）NR拉网测试结果

NR路测结果如表1所示，32TR两扇区方案的覆盖优于8TR约4.4dB，下行体验优于8T 34.5%，32TR的上行体验优于8T 38.2%。32TR兩扇区体验提升主要由频谱效率（MCS）和空分复用性能提升带来。

根据现网实测结果可以得知，相较于传统的8TR，32T作为MM模块，具备波束赋型优势，即使是两扇区覆盖和体验也远优于8T，两扇区相比三扇区大幅降低了建站成本，其覆盖优势可以相比8T NR减少站点建设数量，节省建站成本，因此，根据综合覆盖、成本和性能可知，两扇区是最适合农村建网的方案。

（二）LTE拉网测试结果

LTE路测结果如表2所示，32TR的LTE小区覆盖优于8T FA频段约4dB， 32TR AAU反开LTE小区的体验优于8T FA频段26.1%。上行体验优于8T FA频段17.2%。与NR类似，32TR AAU反开LTE 3D-MIMO小区相比8T FA设备明显地提升了频谱效率（MCS），进而提升了用户体验。

（三）能耗效果对比

设备厂商已在对应AAU的网管平台内置了能耗统计指标，可用于测量RRU、AAU设备以及基带板的能耗情况。测试结果显示，6个8T RRU设备建立的LTE和NR小区单日耗电约37.86千瓦时，而32TR两扇区AAU同时开通LNR小区的单日耗电仅23.6千瓦时。因此，方案2相比方案1单日节电14.26千瓦时，全年节电5000千瓦时以上，节能效果约为36%。

四、结束语

本文针对农村场景的32TR两扇区设备，给出了适配两扇区的RF规划方案。经现网测试，32TR两扇区的覆盖和体验性能均优于8TR，同时32TR两扇区设备反开3D-MIMO小区与LTE 8T FA覆盖拉齐，可以实现收编现网FA小区，显著降低基站能耗。

作者单位：魏强 朱海琦 中国移动通信集团浙江有限责任公司

参  考  文  献

[1]梁月，尧文彬，杨丽.农村5G目标网络建设方案[J].电信工程技术与标准化，2022，35（1）：53-56.

[2]敬敏，董俊华，鲁旭波.5G 700MHz网络农村场景覆盖能力研究[J].电信工程技术与标准化，2022，35（7）：66-71.

[3]李宏伟.5G无线网络在农村场景部署及应用前瞻[J].现代信息科技，2020，4（7）：58-60.

[4]党博文.助力数字中国建设：5.5G如何先试先行？[EB/OL].https：//new.qq.com/rain/a/20230428A06YZO00， 2023–04-28.

[5]许勇，曹桓，刘刚，等.5G+4G网络协同规划方法及策略研究[J].电信工程技术与标准化，2020，33（6）：24-28.

[6]吴林海，赵怀民.5G网络建设策略及建网原则浅析[J].数字通信世界，2020（5）：51.

[7]帅农村.5G网络建设方案探讨[J].电信工程技术与标准化，2020，33（7）：50-55.