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摘 要：在一些特殊场景或应急抢险场合，基站部署要求具有良好的移动性。提出基于5G 聚合回传小基站的应急通信方案，深入分析系统新增网元的工作机理和信令交互协议。该方案基于5G一体化小基站，实现无线覆盖和信道扩容；内置高功率锂电池组支撑整机长时间工作；通过宏站小区信道聚合技术，支持弱覆盖区域大带宽数据回传；采用网络切片技术，实现低成本的虚拟化应急专网平台；具有方便携带、灵活组网、快速开通的优势，非常适于抢险救灾、防疫检测等特殊场景的应急通信保障。
关键词：5G小基站背包；应急通信；聚合回传；网络部署
doi：10.12045/j.issn.1007-3043.2024.09.008
概述
5G 作为“新基建”之首，是促进经济社会向数字化、网络化、智能化转型的重要引擎，工信部2022年通信业统计公报显示：目前我国 5G 基站总量已达到231.2 万个，全球占比超过 60%。与 5G 宏站、5G 室分系统的基站位置相对固定不同，在一些特殊场景或应急抢险场景，5G应急基站的部署要求具有良好的移动性，不能依赖于光纤、宽带等有线介质安装开通。比如：
a）在船舶、移动直播等移动场景，需要提供灵活、可移动的通信网络
b）事故灾难发生时车辆不便到达场景，需要第一时间恢复现场通信、快速部署应急通信系统，辅助救援人员开展救援行动。
c）公共卫生防疫等突发通信高负荷场景，由于时间突发、地点不确定、业务紧急和过程短暂，需要快速敏捷且经济的方式来部署应急通信保障网络。
如何选择可靠、便捷的无线回传技术，将无规则敷设的5G应急基站接入到5G核心网，是5G应急通信网络部署运营的难点问题。目前可选的无线回传技术，包括E-Band微波中继、卫星中继、CPE中继、5G接入回传一体化等。
a）E-Band 微波工作在 71~76 GHz /81~86 GHz 高频段，具有民用通信频带最宽的可调制波道间隔，在城区场景容易实现1~5 Gbit/s的高容量空口传输，是目前5G微波承载的主力方案。但是E-Band微波点对点传输需要视距内直瞄、高桅杆天线、一体化单元需要车载安装、地形地貌、交通条件等因素限制了 E-Band微波传输的普适性。此外，自然界的大气（氧气）吸收和雨衰也会对 E-Band 微波通信系统产生一定的影响。
b）5G CPE 内嵌 4G/5G 无线通信模组，兼容支持NSA/SA 组网，提供移动无线网络与本地 LAN、Wi-Fi之间的协议转换和路由处理功能，提供低成本的无线宽带接入能力，是社会化基站回传开通的主要方案之一。但是 5G CPE 依赖宿主基站的覆盖质量和信道容量，只能提供小容量、单链路、不太稳定的回传能力，在弱网区域回传带宽会显著下降。
c）卫星中继设备已经是应急抢险现场的重要配置。3GPP R17 引入非地面通信网（NTN），即卫星通信，用于无蜂窝网络覆盖区域的通信连接。面向 NTN的 5G NR 包含 2 个项目：一个是面向 CPE 的卫星回传通信和面向手持设备的直接低数据速率服务；另一个是支持 eMTC和 NB-IoT 运行的卫星通信。总体来看，目前 5G 卫星通信还只能提供倾向物联网的低速率回传，不太适合 5G 应急基站的高带宽需求；且只支持室外覆盖，不适用GNSS卫星信号不能抵达的室内场景。
d）5G接入回传一体化（IAB）技术充分利用 5G大带宽频谱以及 Massive MIMO、多波束系统特性，实现无线小区接入链路/回传链路的集成、复用和切换，回传频点可选带内中继或带外中继，3GPP Rel 16~Rel 17版本对双链路无线资源的时分复用、频分复用、空间干扰管理、移动性增强等技术要求进行了标准化。但是5G IAB技术主要应用在5G毫米波基站，多个5G毫米波基站互为中继节点，自组网多跳回传到核心网，适用于室内、高铁、山区、海岛等无光纤场景下部署。由于国内5G Sub6公网、专网基站以光纤回传为主，设备厂商对5G IAB技术的研发投入不足。
本文提出基于 5G 聚合回传小基站的应急通信部署策略，5G 聚合回传小基站具备“方便携带、灵活组网、快速开通”等优势，同时兼有5G无线通信技术的高速率、低延时的优点。与传统高桅杆通信保障车的应急通信方案相比，虽然覆盖范围及并发用户数不及后者，但前者优势在于不需要敷设光纤、宽带等传输线路，也不需要敷设供电线缆，可以为一些特殊场景或应急通信提供高速率、高稳定、高安全的 5G 通信业务保障。
