4G/5G協(xié)同無(wú)線網(wǎng)工程建設(shè)方案研究

梁月 鄧安達(dá) 寇新忠

【摘? 要】如何處理好4G/5G在資源上的矛盾，解決好二者之間的協(xié)同，是當(dāng)前無(wú)線網(wǎng)規(guī)劃與工程建設(shè)面臨的新課題。首先結(jié)合中國(guó)移動(dòng)5G 2.6 GHz頻率使用策略，提出面向4G/5G協(xié)同的工程建設(shè)方案，隨后聚焦4G/5G天面協(xié)同，以中國(guó)移動(dòng)現(xiàn)網(wǎng)多制式多頻段天饋現(xiàn)狀為出發(fā)點(diǎn)，提出“最佳三副、最少兩副”的天面目標(biāo)形態(tài)建議，并針對(duì)原有4G D頻段天饋調(diào)整、5G天饋建設(shè)給出分場(chǎng)景工程建設(shè)方案。

【關(guān)鍵詞】4G/5G協(xié)同;設(shè)備協(xié)同;天饋整合

How to deal with the resource contradiction of 4G/5G and solve the mutual coordination are the new issues faced by the current wireless network planning and engineering construction. This paper first combines China Mobiles 5G 2.6GHz frequency usage strategy， proposes a 4G/5G collaborative wireless network engineering construction solution， and then focuses on 4G/5G antenna panel coordination. Based on the current status of China Mobiles existing multi-mode and multi-band antenna， this paper proposes target form recommendations? for the antenna panel by "Best three， At least two"， and the engineering construction solutions in different scenarios are given for the original 4G D-band antenna feeder adjustment and 5G antenna feeder construction.

4G/5G collaboration; device collaboration; antenna feeder integration

0? ?引言

2019年6月，隨著工信部正式向中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)電信、中國(guó)廣電四家運(yùn)營(yíng)商發(fā)放5G商用牌照，我國(guó)進(jìn)入5G商用元年[1-2]。中國(guó)移動(dòng)獲得了2.6 GHz和4.9 GHz的5G商用頻譜資源，初期5G無(wú)線網(wǎng)主要以2.6 GHz頻段建設(shè)為主，由于使用頻率與現(xiàn)網(wǎng)4G部分頻段重合，需要4G騰挪2.6 GHz頻段資源用于5G建設(shè)，但是面對(duì)當(dāng)前流量爆炸式的增長(zhǎng)，2.6 GHz頻段作為4G容量的主力頻段，未來(lái)4G與5G網(wǎng)絡(luò)將會(huì)長(zhǎng)期共存、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)[3]，如何處理好4G/5G在資源上的矛盾，解決好二者之間的協(xié)同，是當(dāng)前無(wú)線網(wǎng)規(guī)劃與工程建設(shè)面臨的新課題。本文將主要圍繞2.6 GHz頻段的5G網(wǎng)絡(luò)在工程建設(shè)中如何實(shí)現(xiàn)與4G網(wǎng)絡(luò)資源共享、設(shè)備協(xié)同這一問(wèn)題進(jìn)行展開(kāi)，探索面向4G/5G協(xié)同的工程建設(shè)方案，并對(duì)天面分場(chǎng)景建設(shè)策略進(jìn)行研究。

1? ?中國(guó)移動(dòng)2.6 GHz頻率使用策略

如圖1所示，中國(guó)移動(dòng)5G網(wǎng)絡(luò)與4G共享2.6 GHz頻段，共2 515 MHz—2 675 MHz 160 MHz頻譜資源，一方面應(yīng)充分利用FDD 1800MHz部署和A頻段重耕增加4G系統(tǒng)容量[4]，另一方面，現(xiàn)有頻段用盡仍無(wú)法滿足場(chǎng)景，應(yīng)利用5G設(shè)備反向開(kāi)通4G 3D MIMO載波，保障4G網(wǎng)絡(luò)容量需求。在5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期建議使用2 515 MHz—2 615 MHz共計(jì)100 MHz頻率，對(duì)于4G業(yè)務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域通過(guò)4G/5G載波共享技術(shù)解決4G用戶容量需求，后期5G逐漸開(kāi)啟160 M全帶寬能力[5]。

2? ?4G/5G設(shè)備協(xié)同

為充分發(fā)揮5G設(shè)備的能力，同時(shí)兼顧到4G業(yè)務(wù)需求，5G無(wú)線網(wǎng)設(shè)備應(yīng)支持160 MHz全帶寬，同時(shí)應(yīng)具備4G/5G共模、頻譜動(dòng)態(tài)共享等技術(shù)特性，以充分發(fā)揮單比特建設(shè)成本和運(yùn)營(yíng)成本優(yōu)勢(shì)[6-7]。對(duì)于采用160 MHz 4G/5G共模設(shè)備反向開(kāi)通4G 3D-MIMO的基站，根據(jù)其設(shè)備板件成熟度及支持情況，如圖2所示，可能設(shè)置方案如下[8]。

1）方案一：5G與4G 3D-MIMO分設(shè)基帶板，4G 3D-MIMO基帶板具備軟件升級(jí)支持5G能力，AAU支持4G/5G共模。

2）方案二：?jiǎn)位鶐О逋瑫r(shí)支持5G與4G 3D-MIMO，AAU支持4G/5G共模。

3? ?4G/5G的天面協(xié)同建設(shè)方案

3.1? 天面建設(shè)目標(biāo)形態(tài)

5G AAU需單獨(dú)占用一副天面，對(duì)于中國(guó)移動(dòng)來(lái)說(shuō)，現(xiàn)網(wǎng)經(jīng)過(guò)2G/3G/4G多年建設(shè)，天面普遍存在空間緊、點(diǎn)位多、資源受限的問(wèn)題，即使新增天面，理想天線位置也已基本被現(xiàn)網(wǎng)天面占據(jù)。隨著“4488”、“2288”全頻段電調(diào)天線、“4+4”900 MHz/1800 MHz電調(diào)天線、FA/D電調(diào)天線的成熟和商用，并從節(jié)約鐵塔租金、降本增效的角度出發(fā)，需推動(dòng)現(xiàn)網(wǎng)天面進(jìn)行資源整合。

由于900 MHz、1800 MHz、FA頻段、D頻段各段頻段覆蓋能力差異大、站址密度不一。如圖3所示，在實(shí)際情況中，由于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可能會(huì)要求各制式天線設(shè)置差異化的方位角和下傾角，因此天面整合的最終目標(biāo)形態(tài)建議為單小區(qū)3副天面即FDD、TDD、5G各1副天面（4G FDD、TDD同制式分別整合）[9]：

1）方案一：4G TD-LTE與5G同廠家，F(xiàn)DD整合、TD-LTE F獨(dú)立，TD-LTE D與5G共模;

2）方案二：4G TD—LTE與5G異廠家，F(xiàn)DD、TDD分別整合，5G獨(dú)立。

如圖4所示，對(duì)于天面空間緊張的基站，應(yīng)至少保證單小區(qū)最少2副天面，即4G、5G各1副天面，4G采用全頻天線進(jìn)行整合：

1）方案一：4G TD-LTE與5G同廠家，“2288”、“4488”等全頻天線整合FDD與TDL-F，TD-LTE D與5G共模;

2）方案二：4G TD-LTE與5G異廠家，“2288”、“4488”等全頻天線整合FDD與TDD，5G獨(dú)立。

3.2? 原4G D頻段天饋調(diào)整策略

中國(guó)移動(dòng)4G現(xiàn)網(wǎng)D頻段使用頻率為2 575 MHz—635 MHz共計(jì)60 MHz頻率，由于5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期100 MHz頻段需占用原有4G D頻段D1和D2兩個(gè)頻點(diǎn)，且現(xiàn)網(wǎng)4G D頻段設(shè)備極少支持移頻，同站址配置4G D頻段與5G NR（2.6 GHz頻段）時(shí)，存在以下幾種方案：

1）方案一：利用4G、5G共模AAU反向開(kāi)通4G 3D-MIMO，關(guān)閉原4G-D頻段設(shè)備;

2）方案二：替換新D頻段設(shè)備及天線（移頻支持D3/D7/D8），5G AAU只開(kāi)通100M;

3）方案三：原D頻段設(shè)備及天線不調(diào)整退出D1/D2頻段，只開(kāi)通D3，5G AAU只開(kāi)通100M NR。

從工程實(shí)施、網(wǎng)絡(luò)性能、設(shè)備投資、租賃成本以及向5G演進(jìn)能力等5個(gè)方面對(duì)原有4G D頻段天面調(diào)整三個(gè)方案進(jìn)行綜合評(píng)估，如表1所示。

對(duì)于現(xiàn)網(wǎng)4G高容量場(chǎng)景，推薦選用方案一，使用共模AAU設(shè)備反開(kāi)4G 3D-MIMO，以期能獲得更大的容量能力，并且反開(kāi)4G設(shè)備后續(xù)可升級(jí)演進(jìn)為5G，現(xiàn)網(wǎng)D頻段設(shè)備可拆除利舊用于非5G覆蓋區(qū)域的4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。對(duì)于現(xiàn)網(wǎng)4G中低容量場(chǎng)景，推薦方案三，投資最低，后期在4G容量出現(xiàn)瓶頸時(shí)可優(yōu)先新建FDD 1800M分流容量壓力;對(duì)于方案二，因其設(shè)備投資高，并且后續(xù)無(wú)法向5G演進(jìn)可能會(huì)造成投資的浪費(fèi)，在實(shí)際工程場(chǎng)景中不推薦選用該方案。

3.3? 5G分場(chǎng)景天饋建設(shè)方案

（1）5G天饋建設(shè)原則

在建設(shè)5G天饋時(shí)，應(yīng)以不新增天面為出發(fā)點(diǎn)，并同步結(jié)合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、天饋形態(tài)與系統(tǒng)數(shù)、配套資源等因素，建議5G天饋建設(shè)原則如下：

1）對(duì)于可采用160 MHz 4G/5G共模AAU的情形，若現(xiàn)網(wǎng)4G TD-LTE D頻段為獨(dú)立天線，且5G與現(xiàn)網(wǎng)4G（TD-LTE）共廠家，在天面承重滿足要求的情況下，優(yōu)先將4G D頻段天線替換為4G、5G共模AAU。

2）若無(wú)D頻段獨(dú)立天線，且現(xiàn)網(wǎng)天線大于1組情況，則通過(guò)整合現(xiàn)有天饋以騰出空間安裝5G AAU。

3）若現(xiàn)有天面資源通過(guò)改造仍無(wú)法滿足5G AAU的安裝，如抱桿承重不滿足、天線隔離度不達(dá)標(biāo)、現(xiàn)網(wǎng)天饋無(wú)整合空間等，可通過(guò)新建5G天饋來(lái)滿足建設(shè)要求。

基于上述原則，5G天饋部署思路[10-11]如圖5所示。

（2）現(xiàn)網(wǎng)天饋分場(chǎng)景整合原則

現(xiàn)網(wǎng)天饋整合應(yīng)與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相結(jié)合，優(yōu)先采用多頻多端口電調(diào)天線整合現(xiàn)有系統(tǒng)，盡量保證各系統(tǒng)具備獨(dú)立優(yōu)化條件，并且避免將覆蓋目標(biāo)差異過(guò)大的不同系統(tǒng)天饋進(jìn)行整合，同時(shí)考慮同期其它工程天饋需求盡量避免二次施工，同時(shí)由于在鐵塔租賃期內(nèi)如果減少系統(tǒng)和天線，租金不減，而網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化靈活性降低，因此在天面整合中還應(yīng)避免過(guò)度整合，分場(chǎng)景天面整合建議如下。

1）900 M、1800 M為獨(dú)立天線

①GSM單制式（GSM900&1800）：建議拆除GSM1800騰退天面給5G，用“4+4”電調(diào)天線替換GSM900天線進(jìn)行整合;

②FDD單制式（FDD900&1800）：建議優(yōu)選最佳天面位置給5G，用“4+4”電調(diào)天線進(jìn)行整合;

③GSM與FDD：建議拆除GSM天面位置騰退給5G。

2）TD-LTE FA、D頻段為獨(dú)立天線

①與5G同廠家：將4G D頻段天線替換為4G、5G共模AAU;

②與5G異廠家：優(yōu)選FA/D天線獨(dú)立電調(diào)天線進(jìn)行整合。

3）900M、1800M、FA、D共存情況

①通過(guò)“4488”天線、一低三高天線等形式，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)制式與頻段進(jìn)行收編整合;

②若各系統(tǒng)覆蓋目標(biāo)差異較大時(shí)，應(yīng)盡量避免過(guò)度整合，可用“4+4”天線、FA/D獨(dú)立電調(diào)天線將TDD與FDD分別整合以保證各系統(tǒng)獨(dú)立優(yōu)化條件;

③若900 M、1800 M、FA/D均有獨(dú)立優(yōu)化要求時(shí)，可酌情保留3組天線，此種情況應(yīng)嚴(yán)格控制比例。

4? ?結(jié)束語(yǔ)

本文首先結(jié)合中國(guó)移動(dòng)5G 2.6 GHz頻率使用策略，提出面向4G/5G協(xié)同的工程建設(shè)方案，隨后聚焦4G/5G天面協(xié)同，提出“最佳三副、最少兩副”的天面目標(biāo)形態(tài)建議，并針對(duì)5G建設(shè)初期現(xiàn)網(wǎng)4G D頻段天饋調(diào)整方案、5G天饋部署原則給出分場(chǎng)景解決方案。中國(guó)移動(dòng)4G與5G網(wǎng)絡(luò)將會(huì)長(zhǎng)期共存、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，如何處理好4G/5G關(guān)系，解決好二者之間的協(xié)同，是當(dāng)前無(wú)線網(wǎng)建設(shè)的重要課題。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)從不同角度不同側(cè)重點(diǎn)出發(fā)，解決方案并不唯一，需結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)一步分析。

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