2G網(wǎng)絡(luò)資源的規(guī)劃和利舊問題探討

石月

【摘 要】為了能更好地規(guī)劃和部署一張高效率、低成本、覆蓋優(yōu)良的4G網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)及歷史使命，對(duì)中國(guó)移動(dòng)建設(shè)LTE 900M或LTE 1800M網(wǎng)絡(luò)的可行性問題進(jìn)行了分析，分析發(fā)現(xiàn)，將2G的頻率資源和用戶資源結(jié)合市場(chǎng)發(fā)展情況與終端配套機(jī)制，來進(jìn)行同步遷移，是中國(guó)移動(dòng)繼續(xù)保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的重要手段。同步遷移主要利用了中國(guó)移動(dòng)豐富的頻率資源、站址資源以及天面資源重規(guī)劃方案等。

【關(guān)鍵詞】頻率規(guī)劃 FDD-LTE 2G退頻 資源利舊

1 引言

隨著4G系統(tǒng)解決方案和產(chǎn)品的不斷成熟，全球的移動(dòng)通信行業(yè)已經(jīng)跑步進(jìn)入到了4G時(shí)代。如何更快捷地規(guī)劃和部署一張高效率、低成本的4G網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)非常重要的課題。結(jié)合移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)，從以下幾個(gè)方面進(jìn)行建設(shè)LTE 900M或LTE 1800M網(wǎng)絡(luò)的可行性研究：

（1）中國(guó)移動(dòng)900 MHz與中國(guó)電信黃金頻段800 MHz具有較強(qiáng)的可比性；

（2）中國(guó)移動(dòng)擁有龐大的2G站址資源，覆蓋可謂“無縫覆蓋”；

（3）2G用戶轉(zhuǎn)網(wǎng)到4G，容量需求得到較大程度的釋放；

（4）物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需求強(qiáng)勁；

（5）工信部通信發(fā)展司司長(zhǎng)聞庫曾指出：融合是未來移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機(jī)遇，若想實(shí)現(xiàn)LTE產(chǎn)業(yè)繁榮發(fā)展，需要推動(dòng)LTE在頻率、網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用和終端方面的進(jìn)一步融合。

2 中國(guó)移動(dòng)在無線資源未來規(guī)劃上面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

（1）頻段挑戰(zhàn)

目前中國(guó)移動(dòng)建設(shè)TD-LTE所用的頻段分別為1800 MHz，2300 MHz和2600 MHz，頻段相對(duì)較高。而中國(guó)電信若在低頻段800 MHz上建設(shè)FDD-LTE，將能節(jié)省大量的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時(shí)間，并能在復(fù)雜環(huán)境下達(dá)到更優(yōu)秀的覆蓋效果。

由于中國(guó)移動(dòng)TD-LTE的頻段太高，導(dǎo)致當(dāng)前部分城市存在有很多地方覆蓋難以達(dá)到的情況，特別是樓梯底、電梯內(nèi)等室內(nèi)環(huán)境，由于高頻的繞射能力差導(dǎo)致了覆蓋效果不理想。然而中國(guó)電信的800 MHz低頻具有非常強(qiáng)的繞射能力，正是由于低頻具備的優(yōu)勢(shì)使得中國(guó)電信在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到了接近中國(guó)移動(dòng)建設(shè)十多年的GSM網(wǎng)絡(luò)覆蓋效果。這也迫使中國(guó)移動(dòng)產(chǎn)生將GSM 900 MHz頻段應(yīng)用于LTE的計(jì)劃，以應(yīng)對(duì)其他運(yùn)營(yíng)商的挑戰(zhàn)。

（2）帶寬挑戰(zhàn)

在我國(guó)，中國(guó)移動(dòng)主用TD-LTE網(wǎng)絡(luò)，其他運(yùn)營(yíng)商主用FDD-LTE，這個(gè)先天性的差異導(dǎo)致中國(guó)移動(dòng)的最大理論帶寬為110 Mbps，而FDD-LTE則是150 Mbps，這也將成為推動(dòng)中國(guó)移動(dòng)快速應(yīng)用GSM頻段于LTE的一大推手。

（3）物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需求

物聯(lián)網(wǎng)需求廣闊，市場(chǎng)空間巨大。GSMA的報(bào)告指出，預(yù)計(jì)到2022年，低功耗廣域覆蓋物聯(lián)網(wǎng)（LPWA）的連接數(shù)將達(dá)到27億，應(yīng)用種類分布廣泛，包括消費(fèi)類、農(nóng)林牧副、智能城市、智能建筑等。從整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用情況來看，市場(chǎng)空間將更大，Gartner預(yù)測(cè)，到2020年所有的IoT連接數(shù)將達(dá)到260億；ABI Research則認(rèn)為2020年會(huì)有300億的IoT連接。麥肯錫預(yù)計(jì)，到2025年全球IoT市場(chǎng)可以達(dá)到2.5萬億～6萬億歐元。IoT未來的應(yīng)用種類想象空間巨大，連接數(shù)也極為龐大，市場(chǎng)空間不可估量?？焖俨渴鹨粡埦哂袕?qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的網(wǎng)絡(luò)成為運(yùn)營(yíng)商的必然需求。

（4）FDD-LTE和TD-LTE的異同點(diǎn)

FDD-LTE和TD-LTE性能和特性上存在的差異如表1所示。

3 中國(guó)移動(dòng)2G資源

3.1 2G頻譜資源

頻譜資源是每一個(gè)無線通信運(yùn)營(yíng)商都十分關(guān)注的問題，是無線通信的生命線，也是非常緊張的無形資源，其中具有先天性覆蓋優(yōu)勢(shì)的頻段尤其寶貴。例如中國(guó)移動(dòng)的900 MHz、中國(guó)電信的800 MHz等。故如何規(guī)劃好自有的優(yōu)勢(shì)頻段是占據(jù)通信先機(jī)的先決條件。

關(guān)于頻譜的高效利用，融合組網(wǎng)可以幫助運(yùn)營(yíng)商充分利用手中寶貴的頻譜資源：FDD是上下行均衡，覆蓋能力較強(qiáng)，是實(shí)現(xiàn)低成本廣覆蓋的利器；TDD頻譜獲取成本更低，配置相對(duì)集中靈活，帶寬更大，更適應(yīng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)非對(duì)稱業(yè)務(wù)需求的發(fā)展，兩者的融合將有助于運(yùn)營(yíng)商打造一張更大更厚的LTE網(wǎng)絡(luò)。

中國(guó)移動(dòng)在2G分別使用GSM 900M和DCS 1800M，GSM 900M擁有19 MHz帶寬，理論上有95個(gè)頻點(diǎn)；在DCS 1800M擁有25 MHz帶寬，理論上有125個(gè)頻點(diǎn)。2G若適當(dāng)退頻，即可在保持其覆蓋優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上把空閑的資源投入到LTE建設(shè)中來。

3.2 2G站址資源

作為全球最大的移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商，中國(guó)移動(dòng)擁有豐富的基站與站址資源。相關(guān)專家曾透露，中國(guó)移動(dòng)目前擁有GSM基站數(shù)大約83萬，占總數(shù)的較大比例。同時(shí)GSM的無縫覆蓋能力是承載話音和農(nóng)村地區(qū)業(yè)務(wù)的主力。伴隨著中國(guó)移動(dòng)VoLTE業(yè)務(wù)的快速推進(jìn)，利用好2G站址資源，話音業(yè)務(wù)預(yù)計(jì)可實(shí)現(xiàn)向4G網(wǎng)絡(luò)的較大遷移，則2G的價(jià)值意義也會(huì)進(jìn)一步縮減。

如何利用好2G的各種資源，繼續(xù)保持覆蓋優(yōu)勢(shì)，是中國(guó)移動(dòng)需要關(guān)注的另外一個(gè)重點(diǎn)。

4 FDD-LTE建設(shè)方案簡(jiǎn)述

4.1 天面資源解決方案

在FDD-LTE發(fā)展過程中存在4種建設(shè)方案：GL共BBU共天面、GL共BBU獨(dú)立天面、TF共BBU融合、FDD獨(dú)立新建。這4種建設(shè)方式在站點(diǎn)獲取難易程度、投資成本、運(yùn)營(yíng)成本、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量等方面各有不同。4種天面介紹如圖1所示，4種方案的對(duì)比如表2所示。

從表2的分析可以看出：

（1）從GSM/TDD/FDD多網(wǎng)性能最優(yōu)考慮，對(duì)于能新增天面（或每扇區(qū)已有三個(gè)及以上天面）的站點(diǎn)，F(xiàn)DD優(yōu)先獨(dú)立天面建設(shè)；

（2）對(duì)于不能新增天面（同時(shí)現(xiàn)有每扇區(qū)天面小于3）的站點(diǎn)，GL同廠家可采用SDR，GL異廠家優(yōu)先采用合路或共用多端口天線；

（3）TDD/FDD同廠家區(qū)域，優(yōu)先TF共BBU組網(wǎng)，可節(jié)省建網(wǎng)成本；TF共網(wǎng)管和維護(hù)團(tuán)隊(duì)的運(yùn)維成本低，并且平滑支持TF融合特性。

4.2 FDD-LTE頻譜規(guī)劃方案

根據(jù)中國(guó)移動(dòng)當(dāng)前系統(tǒng)對(duì)頻率的占用情況，F(xiàn)DD-LTE頻率分配分為邊緣分配和三明治分配兩種方式。邊緣分配指的是將FDD-LTE放置在頻譜資源的邊緣，而三明治分配則是將FDD-LTE放置在頻譜資源的中間，如圖2所示。

FDD-LTE的兩種頻率分配方式優(yōu)缺點(diǎn)如表3所示。

根據(jù)上述分析，F(xiàn)DD-LTE推薦使用三明治分配方案，建議將FDD-LTE 900 M中心頻點(diǎn)放置在943.6 MHz，F(xiàn)DD-LTE 1800 M中心頻點(diǎn)放置在1815.0 MHz，并且盡量使LTE頻段兩端的GSM頻點(diǎn)分配在不同的通道上，如圖3所示。

使用原則建議如下：

（1）盡量遠(yuǎn)離中國(guó)電信CDMA頻段、中國(guó)聯(lián)通頻譜，防止異運(yùn)營(yíng)商間的干擾；

（2）LTE帶寬擴(kuò)容到10 MHz或15 MHz，配置更方便，無需修改LTE中心頻點(diǎn)；

（3）將LTE兩端的GSM頻率配置在不同的通道內(nèi)，有利于降低LTE和GSM的互調(diào)干擾影響LTE上行的可能性；

（4）將LTE兩端的GSM頻率配置在不同的通道內(nèi)，當(dāng)采用MRFU V1等老模塊雙拼部署LTE時(shí)，無需考慮其IBW的限制。

4.3 提高頻率利用度的弊端

GSM全程呼叫成功率、GSM語音質(zhì)量、呼叫建立時(shí)延、干擾等指標(biāo)將會(huì)因頻率利用度的加大而受到一定程度的影響，進(jìn)而影響用戶感知。因此，需要加強(qiáng)對(duì)用戶從2G逐步向4G遷移的引導(dǎo)，減輕2G壓力，進(jìn)而降配減頻。

5 4G終端對(duì)LTE 900M的支持情況

在終端層面，TDD與FDD的融合發(fā)展有利于實(shí)現(xiàn)用戶體驗(yàn)的一致性，提升用戶感知，更好地為用戶服務(wù)。另外，通過靈活的無縫切換，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)在TDD與FDD網(wǎng)絡(luò)之間的負(fù)載分擔(dān)，使用戶感受不到網(wǎng)絡(luò)的選擇過程，且整個(gè)過程平滑短暫，使用戶體驗(yàn)得到較大提升。

但終端對(duì)LTE 900M/1800M頻段的支持度相對(duì)較差，該現(xiàn)狀還需大力改善。隨機(jī)抽取中國(guó)移動(dòng)現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)某一地市終端對(duì)FDD-LTE的支持程度，如圖4所示。

從圖4可以看出，現(xiàn)網(wǎng)有大約35.35%的4G終端不支持FDD-LTE；有0.13%的終端只支持b8（FDD 900M）；有37.03%的終端支持b3（FDD 1800M）；有27.49%的終端同時(shí)支持b3/b8（FDD 900M/FDD 1800M），這充分說明如果中國(guó)移動(dòng)要大力發(fā)展FDD-LTE，還需要加強(qiáng)市場(chǎng)導(dǎo)向引導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)與市場(chǎng)的充分結(jié)合。

圖4 中國(guó)移動(dòng)某地市FDD終端支持情況占比

6 結(jié)束語

中國(guó)移動(dòng)為了更好地迎接挑戰(zhàn)，保持覆蓋優(yōu)勢(shì)，未來勢(shì)必會(huì)減少2G用戶，鼓勵(lì)2G用戶向4G遷移，壓縮2G可用頻點(diǎn)，減輕容量需求，為2G頻段應(yīng)用到FDD-LTE頻段打下基礎(chǔ)。本文介紹了2G資源如何再利用到4G的規(guī)劃，以滿足網(wǎng)絡(luò)發(fā)展需求。未來，想要完全實(shí)現(xiàn)2G的清頻退網(wǎng)需要在用戶遷移和市場(chǎng)發(fā)展引導(dǎo)上多做工作。

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