4G網(wǎng)絡(luò)共建共享的深度研究

李萌 錢雷 顧福祥

中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信集團(tuán)有限公司江蘇省分公司

0 引言

國內(nèi)運(yùn)營商一直在努力推進(jìn)通過共建共享的方式，減少重復(fù)建設(shè)投資，提高資源利用率?；A(chǔ)架構(gòu)共享已從靜態(tài)基礎(chǔ)架構(gòu)擴(kuò)展到訪問和核心網(wǎng)絡(luò)共享。在資源優(yōu)化和資源利用方面，電信基礎(chǔ)設(shè)施的共建共享對電信行業(yè)具有重要意義，可有力支撐行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

1 共建共享基本原則

基于公平平等、互惠互利、積極合作的原則，節(jié)約投資，降低網(wǎng)絡(luò)成本，提高網(wǎng)絡(luò)競爭力，合作共贏的目標(biāo)是全面促進(jìn)共建共享。

雙方運(yùn)營商需要全面開放4G庫存站點(diǎn)資源并規(guī)劃站點(diǎn)資源，這樣可以突破場景、頻段等局限性，相互之間進(jìn)行積極溝通，發(fā)揮規(guī)模效應(yīng)，一次完成資源調(diào)查。按照制定計劃逐步完善并分批實施。

在基站、室分、天饋、機(jī)房、天面等各類資源范圍內(nèi)靈活使用各種形式進(jìn)行共建共享，“先易后難”，逐步從配套資源到設(shè)備再到網(wǎng)絡(luò)，層層遞進(jìn)?；驹O(shè)備優(yōu)先使用共享載波模式，有條件的區(qū)域或基站可以考慮獨(dú)立載波模式。

在業(yè)務(wù)層面上，受雙方語音承載方式差異的限制，首先考慮數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和VOLTE語音的共建共享。在VoLTE終端或VoLTE活躍用戶所占的區(qū)域相對較小的區(qū)域中，通過分析傳統(tǒng)語音投訴情況，可在稍后時期通過更換新的共享設(shè)備或資源分配來完善托底語音網(wǎng)。

從網(wǎng)絡(luò)布局的角度看，孤立站點(diǎn)的共享模式處于密集區(qū)域或切換過于頻繁，會對共享用戶產(chǎn)生一定的用戶感知影響。原則上，采用連續(xù)共享或在稀疏的用戶區(qū)域中設(shè)置交換邊界進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)布局，以減少頻繁的網(wǎng)絡(luò)切換影響。

2 基站共享模式

2.1 基站獨(dú)立載波模式

獨(dú)立載波模式是指運(yùn)營商之間共享基站設(shè)備，但不共享無線載波。在獨(dú)立載波模式下，基站邏輯上獨(dú)立的不同小區(qū)用于為多個運(yùn)營商提供獨(dú)立的使用。該載波共享方法是硬件共享，軟件相對獨(dú)立，每個運(yùn)營商都可以通過網(wǎng)管來控制自己的無線參數(shù)，并且具有良好的可控性。

獨(dú)立載波模式具有以下特征：

（1）基于MOCN或GWCN體系結(jié)構(gòu)，在設(shè)備上可使用獨(dú)立的RRU和共享的RRU兩種方式；

（2）每個運(yùn)營商都有自己的獨(dú)立載波（f1、f2），并且可以配置獨(dú)立的小區(qū)級參數(shù)；

（3）每個獨(dú)立載波只廣播每個運(yùn)營商自己的PLMN；

（4）每個運(yùn)營商都具有邏輯上獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)，用以提供差異化服務(wù)；

（5）在成本節(jié)約和網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立性保持之間取得平衡；

（6） 運(yùn)營商之間實現(xiàn)業(yè)務(wù)量的動態(tài)均衡，提高頻譜利用率。

2.2 基站共享載波模式

共享載波模式是指運(yùn)營商之間不僅共享基站設(shè)備，還共享無線載波，支持多個運(yùn)營商同時共享載波。它比獨(dú)立載波模式更進(jìn)一步，是更深入的網(wǎng)絡(luò)共享。

共享載波模式如圖1所示，具有以下特征：

（1）可以基于MOCN或GWCN體系結(jié)構(gòu)；

（2）運(yùn)營商共享載波可以是單載波，也可以是雙載波；

（3）共享載波需要同時廣播運(yùn)營商各自的PLMN；

（4）將運(yùn)營商離散的頻譜合成連續(xù)頻譜，以提高更高的性能（例如速率）。為了同時滿足各個運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)要求，運(yùn)營商間需要協(xié)商和配置小區(qū)級參數(shù)和特性；

（5）在共享載波上運(yùn)行的終端需要考慮空中接口資源分配策略；

（6）運(yùn)營商之間實現(xiàn)業(yè)務(wù)量的動態(tài)均衡，提高頻譜利用率。

圖1 基站共享載波模式

在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的初始階段，傾向使用獨(dú)立載波共享模式。隨著市場業(yè)務(wù)的發(fā)展，當(dāng)共享區(qū)域的流量達(dá)到一定閾值時，根據(jù)運(yùn)營商間業(yè)務(wù)發(fā)展的差異，可進(jìn)一步采用共享載波模式，充分提升網(wǎng)絡(luò)的資源利用率。

2.3 基站組網(wǎng)需要考慮的問題

對于L1800/L2100網(wǎng)絡(luò)，容量需求低的建議采用共享載波共享方案，有一定容量需求的建議采用獨(dú)立載波共享方案。對于L800/L900網(wǎng)絡(luò)，農(nóng)村場景建議采用共享載波方式。

共享載波可以共享單載波或雙載波，當(dāng)共享單載波時，可以單獨(dú)使用聯(lián)通載波或電信載波，甚至可以跨聯(lián)通頻段和電信頻段使用載波，可以在同一片區(qū)域分別使用上述單載波同頻或異頻組網(wǎng)。

對于共享載波的方式，原則上共享基站應(yīng)連片覆蓋，最大程度地減少插花組網(wǎng)；共享站點(diǎn)和非共享站點(diǎn)之間的邊界應(yīng)該合理且清晰，邊界應(yīng)選在雙方均有獨(dú)立4G站或均無4G獨(dú)立站的區(qū)域，避免只有一方擁有4G非共享站點(diǎn)的情況；對共享站點(diǎn)和非共享站點(diǎn)的邊界區(qū)域進(jìn)行特殊配置（例如切換、重選策略調(diào)整）和優(yōu)化。

不同廠家的插花部署對切換性能和時延等指標(biāo)沒有影響，但不同的廠家可能會帶來投訴處理復(fù)雜、優(yōu)化困難增加、版本功能升級無法同步等問題，要使4G主設(shè)備制造商有合理清晰的邊界，建議使用同廠家設(shè)備連片部署。

3 室分資源共享

3.1 傳統(tǒng)室分設(shè)備支持情況

傳統(tǒng)室內(nèi)分布可以通過兩種方式共享：（1）共享信源和分布式系統(tǒng)；（2）僅共享分布式系統(tǒng)。

（1）對分布系統(tǒng)共享的要求：開放共享時，應(yīng)核實無源器件（如功分器和耦合器）是否支持室分信源頻率。在設(shè)備支持的情況下，L900低頻設(shè)備理論上可以共享低頻或高頻分布系統(tǒng)，但L1800/L2100設(shè)備由于天線功率問題，需要進(jìn)行部分改造（如增加天線個數(shù)等）才可共享對方低頻分布系統(tǒng)。

（2）信源設(shè)備支持情況：共享設(shè)備需重點(diǎn)關(guān)注帶寬、功率、升級要求、載波聚合要求、2/3G多模要求等。

3.2 數(shù)字化室分設(shè)備支持情況

數(shù)字化室內(nèi)分布通過PRRU擴(kuò)容和升級來支持設(shè)備共享。如表格所示，當(dāng)前大多數(shù)已入網(wǎng)的數(shù)字化室分大都支持共享，并且設(shè)備具有支持多個頻段的能力。如表1所示。

表1 數(shù)字化室分設(shè)備共享方案支持情況

3.3 室分組網(wǎng)需要考慮的問題

第一，高頻和低頻的選擇。電梯、停車場等室內(nèi)覆蓋封閉區(qū)域，從業(yè)務(wù)需求和建設(shè)成本的角度來看，可以采用900M低頻段作為信號源。非封閉區(qū)域原則上不建議使用900M作為信源。

第二，獨(dú)立載波和共享載波的選擇。對于L1800/L2100設(shè)備，可以結(jié)合容量的因素考慮。對于L800/L900設(shè)備，可以采用共享載波的方式，使用一張網(wǎng)。

在異廠家區(qū)域，可以根據(jù)相對封閉場景（例如住宅區(qū)）的特點(diǎn)來考慮插花，部署時要注意室內(nèi)信號盡量不要泄漏到室外。當(dāng)前宏站異廠家的插花初步測試結(jié)果對切換性能和時延指標(biāo)等暫無影響。

第三，語音需求的解決。當(dāng)前設(shè)備都支持4G VoLTE，由于雙方傳統(tǒng)的語音解決方案不同，有需要傳統(tǒng)語音的分布系統(tǒng)，需要單獨(dú)解決，原則上只能通過現(xiàn)網(wǎng)資源調(diào)配解決。

4 配套設(shè)施共享方式

在全面推進(jìn)4G共建共享的過程中，天面、機(jī)房、天線架設(shè)物等支持資源的共建共享更為重要。一方面，可以節(jié)省總體的成本；另一方面，也可以降低總體的施工難度。

4.1 天饋平臺整合

隨著5G時代的來臨，天面資源變得越來越緊張，在不執(zhí)行設(shè)備共享且雙方基站參數(shù)基本相同的區(qū)域，可以共享多端口天線或通過合路形式來實現(xiàn)天線饋線共享。

（1）通過聯(lián)通開通4G共享進(jìn)行天饋整合。將一平臺集束天線更換為8端口集束天線，供電信L800、聯(lián)通U2100、電聯(lián)L1800共同使用，拆除二平臺電信4G天線給5G使用。

（2）充分利用塔租規(guī)則?，F(xiàn)有的共享方提出減少塔租的需求，如果不共建由聯(lián)通提交，年租將是當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)基站的70%，電聯(lián)共建由電信提交需求，只收取30%的額外費(fèi)用。與聯(lián)通自建對比，可節(jié)省40%的年租金。

4.2 基站機(jī)房共享

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和布局，將BBU設(shè)置在具有更好機(jī)房條件的站點(diǎn)上，如圖2所示?；緳C(jī)房共享可促進(jìn)BBU集中化。

圖2 基站機(jī)房共享

4.3 天線設(shè)備共享

雙方的覆蓋目標(biāo)和范圍基本相同，可共享擁有產(chǎn)權(quán)方的天線架設(shè)。

4.4 社會化基站共享

如圖3所示，社交化的基站是對傳統(tǒng)建筑方法的補(bǔ)充，可以覆蓋低流量、低價值、小面積區(qū)域。從覆蓋角度考慮，能以低成本的共建共享提高網(wǎng)絡(luò)競爭力。

以微型站和低容量的宏站開通共享載波；增強(qiáng)室內(nèi)覆蓋范圍應(yīng)用不建議共享。直放站、微分布等可基于信源設(shè)備共享，實現(xiàn)直放站和微分布的共享。

圖3 社會化基站共享類別及應(yīng)用場景

5 分場景共建共享

如圖4所示，中國聯(lián)通與中國電信可以根據(jù)雙方實際情況開展共建共享工作，并結(jié)合未來三年規(guī)劃，全面開放4G庫存資源及新規(guī)劃站點(diǎn)需求。

圖4 根據(jù)實際情況分場景共建共享

5.1 新建區(qū)域共建共享

5.1.1 聯(lián)通電信雙方均需新建的室外場景

雙方均需建設(shè)站點(diǎn)，按照一方建設(shè)、另一方共享，承建方雙方協(xié)商確定，建設(shè)方案應(yīng)符合以下原則：

（1）在農(nóng)村等低流量地區(qū)，原則上采用低頻建設(shè)（800M/900M），如遇高話務(wù)區(qū)域，可以考慮使用800M/900M雙載波共享方法。

（2）高負(fù)荷區(qū)域，優(yōu)選共享載波的方式，根據(jù)需求進(jìn)行獨(dú)立載波的建設(shè)。

（3）語音優(yōu)先利用4G VoLTE承載。有條件的區(qū)域結(jié)合雙方頻率統(tǒng)籌使用，通過新增UL900解決語音需求；沒有條件的區(qū)域可先考慮數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)共建共享，后續(xù)逐步解決語音問題，或者通過資源盤活等方式解決語音問題。

5.1.2 聯(lián)通電信雙方均需新建的室內(nèi)場景

雙方均需建設(shè)站點(diǎn)，由一方建設(shè)，另一方共享，承建方優(yōu)先選擇5G承建方，如無5G建設(shè)需求，則按照市場緊迫性考慮。建設(shè)方案應(yīng)符合以下原則：

（1）對于具有較大品牌影響力的建筑物或高價值建筑物，建議同時建造4G+5G數(shù)字室分，同時考慮使用3G/4G/5G多模設(shè)備來解決傳統(tǒng)的語音問題；

（2）對于一般建筑物（中等流量、中等價值），應(yīng)結(jié)合未來的5G規(guī)劃，優(yōu)先采用L1800+UN2100或者UNL2100傳統(tǒng)無源室分作為主覆蓋；

（3）對于車庫、地面停車場和電梯，考慮到業(yè)務(wù)需求和建設(shè)成本，可選用800M/900M、數(shù)字直放站、耦合室內(nèi)外基站微分布等多種方式降低成本。

5.2 存量區(qū)域共建共享

5.2.1 聯(lián)通或電信一方存量區(qū)域共建共享

聯(lián)通或電信僅有一方覆蓋區(qū)域，原則上另一方不再新建，應(yīng)通過共享方式完成覆蓋，具體共享方式可參考以下原則：

（1）低流量存量室外地區(qū)，例如農(nóng)村地區(qū)，共享方給需求方開放共享載波，當(dāng)共享方的頻率資源不能滿足雙方的業(yè)務(wù)發(fā)展需求時，需求方可以使用共享方站點(diǎn)建設(shè)獨(dú)立低頻網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)共享，共享區(qū)域可以在條件區(qū)域中彼此開放。語音網(wǎng)絡(luò)承載優(yōu)先于VoLTE，確實有必要解決傳統(tǒng)的語音場景時，可以通過激活3G資源來解決它，或者在獨(dú)立構(gòu)建過程中將其視為一個整體。

（2）高流量存量室外區(qū)域，基于站點(diǎn)和天面資源的設(shè)備共享，結(jié)合了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的支持狀態(tài)和容量要求，啟用共享運(yùn)營商或獨(dú)立運(yùn)營商功能。對于孤立的站點(diǎn)、容量要求較高、傳統(tǒng)語音要求較高的基站，使用獨(dú)立載波的方式共享。對于具有連片和低容量要求的區(qū)域，建議使用共享載波方式。

（3）采用傳統(tǒng)室內(nèi)分布覆蓋室內(nèi)場景，需求方優(yōu)先考慮共享載波，實現(xiàn)“信源+分布系統(tǒng)”全部共享。高流量建筑，若設(shè)備支持則可考慮獨(dú)立載波；若設(shè)備不支持、語音需求緊迫，則采用自建信源，通過合路方式饋入原有分布系統(tǒng)。

（4）由于聯(lián)通與電信存量資源不完全對等，因而會產(chǎn)生共享資源不對等的情況，為了平衡雙方利益，可由需求方提供信源及共享載波，共享方提供原有分布系統(tǒng)，同時共享方原有信源可拆回用于其他站點(diǎn)。

（5）采用數(shù)字化室分覆蓋的室內(nèi)場景，應(yīng)結(jié)合5G規(guī)劃，重要場景可通過設(shè)備升級或替換成L1800/L2100+UN3.5G多模設(shè)備共享解決，有條件的情況下可考慮3/4/5G多模設(shè)備解決傳統(tǒng)語音問題；一般樓宇（中低價值）通過設(shè)備升級或替換為L1800+UN2.1G或者UNL2100進(jìn)行共享。

5.2.2 聯(lián)通和電信雙方都是存量區(qū)域共建共享

聯(lián)通和電信雙方在有條件的地區(qū)可以進(jìn)行存量資源整頓，考慮共享和整合站點(diǎn)，減少運(yùn)營支出。共建共享整合后，只需要一套設(shè)備，多出的一套設(shè)備，可以遷移到其他地方補(bǔ)盲/擴(kuò)容覆蓋。

（1）存量共享整合的主要目的是，在不影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的前提下，整合現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源，降低整體TCO支出。

（2）存量開展共建共享，不影響雙方業(yè)務(wù)（包括語音）的發(fā)展，也不會影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，包括覆蓋范圍、容量和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。在公平共贏、降本增效的前提下，綜合改造成本、租金、運(yùn)維成本等因素，應(yīng)作為總體擁有成本的優(yōu)化。

（3）鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村等低業(yè)務(wù)量區(qū)域，應(yīng)該按照800M/900M一張網(wǎng)進(jìn)行存量共享，共同提高農(nóng)村地區(qū)網(wǎng)絡(luò)資源的效率，并減少農(nóng)村運(yùn)營成本。

（4）其他區(qū)域，重點(diǎn)對同一站址基站，共享主要集中在天面、天饋、天線架設(shè)物、機(jī)房配套設(shè)施。

（5）結(jié)合網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化或整頓過程中，雙方應(yīng)充分利用彼此的產(chǎn)權(quán)資源，降低塔的租賃成本。

5.3 配套資源共建共享

聯(lián)通與電信在促進(jìn)共建共享的過程中，因設(shè)備問題而無法支持的基站，應(yīng)積極推進(jìn)天面資源的共建共享，以實現(xiàn)資源共享互補(bǔ)，有效減少雙方的OPEX支出。

（1）對于新增的4G站點(diǎn)或現(xiàn)有的4G存量站點(diǎn)，結(jié)合5G規(guī)劃，對天面資源整合，為5G騰退優(yōu)質(zhì)天面資源。天面資源緊張且在雙方基站參數(shù)一致，可共用多端口天線或合路形式實現(xiàn)共享；充分利用塔架租賃規(guī)則，共享方降低塔租，降低OPEX支出，資本支出由雙方協(xié)商解決。

（2）雙方存量機(jī)房資源及自有產(chǎn)權(quán)站址，建議相互開放，優(yōu)化整合，實現(xiàn)資源互補(bǔ)，進(jìn)一步降低運(yùn)營成本。結(jié)合雙方的網(wǎng)絡(luò)資源，尤其是站點(diǎn)資源，設(shè)計網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，結(jié)合鐵塔站址、自有站址資源，以優(yōu)化站點(diǎn)部署，提高網(wǎng)絡(luò)部署效率。對于自有機(jī)房，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和布局，將BBU設(shè)置在機(jī)房條件較好的站點(diǎn)上，以促進(jìn)BBU的集中化，實現(xiàn)機(jī)房的共享；在考慮機(jī)房規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)安全的情況下，繼續(xù)開展租賃取消工作，以進(jìn)一步減少運(yùn)營支出。

（3）天線架設(shè)物共享，雙方覆蓋目標(biāo)及范圍基本一致，擁有自有產(chǎn)權(quán)的一方的天線架設(shè)項目可以共享。

（4）接入傳輸資源共享，4G共享站點(diǎn)，雙方可以整合現(xiàn)有接入網(wǎng)傳輸資源，可實現(xiàn)空閑接入網(wǎng)傳輸資源的共享。

6 共建共享基站的網(wǎng)管互通

打通聯(lián)通與電信網(wǎng)管之間的傳輸網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)網(wǎng)管的互聯(lián)互通。同時鑒于不同運(yùn)營商之間網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)立性和保密的需求，如圖5所示，僅允許共享方查看共同構(gòu)建的共享基站的訪問權(quán)限，可查看基站運(yùn)維狀態(tài)、告警情況、KPI指標(biāo)統(tǒng)計、參數(shù)配置等，但不開放數(shù)據(jù)配置修改的權(quán)限。為滿足另一方的數(shù)據(jù)修改需求，雙方需制定共建共享基站運(yùn)維指導(dǎo)手冊，由共享方提出申請，建設(shè)方審核后由建設(shè)方進(jìn)行調(diào)整實施。

圖5 共建共享基站的網(wǎng)管互通

7 結(jié)束語

隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，特別是5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)持續(xù)推進(jìn)，無線網(wǎng)站點(diǎn)規(guī)模越來越大，共建共享的重要性愈發(fā)凸顯。運(yùn)營商之間采用共建共享方式組網(wǎng)建設(shè)，在減少硬件設(shè)施投資的同時，工程施工量減半，工程施工難度也大大降低，可有效加快基站的部署進(jìn)程，助力信息通信業(yè)發(fā)展。