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5G无线通信基站共享电力杆塔的应用研究毛佳荣

发布时间：2021-08-02T07:55:43.427Z来源：《中国科技人才》2021年第12期作者：毛佳荣

[导读]目前5G的市场推广应用中面临着工程安装难度大、站点获取困难、频谱碎片化等3大痛点。随着站点加密，城市中站址获取会越来

越困难，农村又缺少高层建筑用于安装天线，所以将无线基站天线建在电力线杆塔上将会成为一种趋势。这种杆塔共享方式可以充分利用

电网输电线路覆盖面广的特点，既能够共享资源、节约建设成本，又解决了站点获取问题，在保障双方设备既融合又并行独立的基础上，

积极带动5G网络建设，为电力行业带来新的经济增长点。

毛佳荣

中国铁塔股份有限公司梧州市分公司广西梧州市543002

摘要：目前5G的市场推广应用中面临着工程安装难度大、站点获取困难、频谱碎片化等3大痛点。随着站点加密，城市中站址获取会越

来越困难，农村又缺少高层建筑用于安装天线，所以将无线基站天线建在电力线杆塔上将会成为一种趋势。这种杆塔共享方式可以充分利

用电网输电线路覆盖面广的特点，既能够共享资源、节约建设成本，又解决了站点获取问题，在保障双方设备既融合又并行独立的基础

上，积极带动5G网络建设，为电力行业带来新的经济增长点。

关键词：5G无线通信；基站；共享电力杆塔

15G基站的新架构

架构演变1.1

未来5G网络要面向多样化的业务场景，要满足超高流量密度、超高连接数密度和超高移动性等需求。这些多样化的需求驱动着面向5G

的基站结构进一步重构。首先，基站架构将向CloudRAN演进。5G的居民接入网（ResidentialAccessNetwork，RAN）网络将从4G/LTE网络

的基带单元（BasebandUnit，BBU）、射频单元（RemoteRadioUnit，RRU）两级结构演进到集中单元（CentralizedUnit，CU）、分布单

元（DistributeUnit，DU）和有源天线处理单元（ActiveAntennaUnit，AAU）3级结构。BBU的非实时部分将分割出来，重新定义为CU，

负责处理非实时协议和服务；BBU的剩余功能重新定义为DU，负责处理物理层协议和实时服务；BBU的部分物理层处理功能将与原RRU合

并为AAU[3]。其次，基站要具备CloudAIR演进能力，在3G以下频段引入CloudAIR实现并发LTE和5G。

站点1.2形态

随着基站架构的演变，基站设备形态也面向5G演进[4]。热点部署大规模天线，3.5GHz频段的高频释放热点流量，1.8GHz频段的低频

提供无处不在的覆盖。高频覆盖的微站为宏站提供高流量卸载；低频覆盖的宏站负责控制和管理数据，保持连接、覆盖、移动性及容量。

典型的5G站点形态如图1所示。

图15G站点形态

25G基站的应用背景及理论依据

应用2.1背景

利用5G更高的频率组网，理论上需要更密的基站覆盖。因为高频信号衰落快，相邻小区之间的干扰会大大降低，适合超密集组网。截

至2018年上半年，3大运营商合计建设4G宏站417万个，在完成目前4G覆盖效果的目标下，保守估计，5G基站数量将会是现有4G基站数量

的1.2～1.5倍。通信频率与基站覆盖范围的对应关系如表1所示。

表1通信频率与基站覆盖范围的对应关系

为了解决5G的深度覆盖问题，运营商需要建设大批的微站。在城市，由于5G通信基站密度越来越高，站址密、选址难，需要铁塔公司

进一步合理规划站址，降低选址难度；在农村及偏远地区，施工难、成本高，需要进一步缩短建设工期，有效控制成本；而电网输电线路

在全国广泛分布，纵横交错，大量的电力杆塔资源为行业间的资源整合提供了可实施的方案。

理论依据2.2

综合考虑架设方式、杆塔高度和周边环境等因素，110kV以上的输电杆塔可作为5G基站宏站的共享资源。

首先，从高压输电线路与无线通信基站的电磁兼容性角度考虑，输电线路工作频率为50Hz，产生的电磁环境影响为工频电磁场，而无

线通信基站的工作频率在30MHz以上，产生的电磁环境影响为射频电磁场，显然这2个系统的工作频段不会发生交叉。另外，根据实际测

试，高压输电线路的高频谐波干扰主要集中在1～30MHz，对频率为800MHz和1800MHz的无线电干扰处于可忽略的数量级[5]。

其次，电压