基于電聯(lián)共建共享的4G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)問題分析

［遲明仁 李鳳花］

1 概述

隨著中國聯(lián)通和中國電信啟動(dòng)共建共享5G 網(wǎng)絡(luò)，5G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)迎來了機(jī)遇，開展了大規(guī)模的建設(shè)?；陔娐?lián)雙方在5G 網(wǎng)絡(luò)上共建共享的深度合作，4G 網(wǎng)絡(luò)如何高效低成本的共建共享已成為電聯(lián)雙方共同關(guān)注的問題。目前站址及頻譜資源非常緊缺，再加上日益增長的業(yè)務(wù)競爭，業(yè)務(wù)的擴(kuò)展需求需要網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)覆蓋，4G 網(wǎng)絡(luò)共建共享已成為電聯(lián)雙方降低運(yùn)營成本加快網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及擴(kuò)展業(yè)務(wù)市場的重要手段[1]。

基于4G 網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量不下降的前提下，中國聯(lián)通和中國電信在2016 年共建共享測試的基礎(chǔ)上，逐步開展4G 網(wǎng)絡(luò)在不同場景、不同頻段上共建共享的測試，積累了相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)，然而尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的共建共享。隨著5G 網(wǎng)絡(luò)共建共享的落實(shí)，電聯(lián)雙方本著互惠互利、合作共贏的原則，在雙方存量開放、新建共享、新建共建等方面開展全專業(yè)、全方位積極合作，以達(dá)到TCO 最優(yōu)、提升資源效率、快速改善網(wǎng)絡(luò)感知降低運(yùn)營成本的目的。本文對(duì)相關(guān)測試進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)分析，對(duì)共建共享過程中存在的問題深入剖析并提出相應(yīng)措施，進(jìn)而為電聯(lián)雙方開展大規(guī)模的4G 網(wǎng)絡(luò)共建共享提供借鑒。

2 現(xiàn)狀分析

2.1 網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

截至2020 年底，全國移動(dòng)通信基站總數(shù)達(dá)931 萬個(gè)，全年凈增90 萬個(gè)。其中4G 基站總數(shù)達(dá)到575 萬個(gè)，城鎮(zhèn)地區(qū)已實(shí)現(xiàn)4G 網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋，其中中國移動(dòng)4G 基站數(shù)量占全國4G 基站數(shù)量一半以上。截至2020 年底，全國4G 用戶數(shù)達(dá)到12.89 億戶，其中中國移動(dòng)4G 用戶累計(jì)達(dá)到7.58 億戶，中國聯(lián)通4G 用戶累計(jì)到達(dá)數(shù)2.7 億戶，中國電信4G 用戶累計(jì)到達(dá)數(shù)2.61 億戶。由此可見中國移動(dòng)4G 用戶數(shù)占全國4G 用戶數(shù)的59%。

從以上數(shù)據(jù)分析，中國聯(lián)通和中國電信在4G 網(wǎng)絡(luò)上較中國移動(dòng)存在較大的差距。隨著VoLTE 的快速發(fā)展，部分區(qū)域的弱覆蓋影響用戶語音感知，為提升用戶感知，滿足用戶越來越高的業(yè)務(wù)需求，對(duì)于中國聯(lián)通和中國電信而言，4G 網(wǎng)絡(luò)仍需完善。然而目前4G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本逐步壓縮，為進(jìn)一步低成本地完善4G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋，降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及維護(hù)成本，提升現(xiàn)有資產(chǎn)運(yùn)營效率，4G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需要進(jìn)一步擴(kuò)大電聯(lián)雙方的共建共享。

2.2 頻率資源

目前我國IMT 頻譜規(guī)劃共計(jì)1 199 MHz,其中5G 系統(tǒng)頻譜資源620 MHz，已完成頻譜分配為1 109 MHz，未分配頻譜為90 MHz。具體分配情況如表1 所示。

表1 國內(nèi)IMT 頻譜規(guī)劃及分配統(tǒng)計(jì)表

國內(nèi)運(yùn)營商頻譜結(jié)構(gòu)分析及總量情況如表2 所示。

表2 各運(yùn)營商頻譜結(jié)構(gòu)分析及總量

從表2 可知，中國移動(dòng)總頻譜最多，中國聯(lián)通頻譜總量介于中國移動(dòng)和中國電信之間。中國聯(lián)通國內(nèi)FDD頻譜資源最多，但結(jié)構(gòu)不均衡。1 GHz 以下頻段資源僅有2×11 MHz，是當(dāng)前以及未來競爭最主要短板；1～2.6 GHz頻段資源具有一定優(yōu)勢。同樣中國電信較中國移動(dòng)仍存在一定的資源差距。從競爭角度出發(fā)，中國聯(lián)通和中國電信應(yīng)揚(yáng)長補(bǔ)短，通過頻率重耕，采用共享載波方式擴(kuò)大4G網(wǎng)絡(luò)共建共享，進(jìn)而保障4G 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)及視頻業(yè)務(wù)體驗(yàn)領(lǐng)先。

3 共建共享策略

3.1 總體原則

基于上述現(xiàn)狀分析，鑒于中國聯(lián)通和中國電信雙方前期的良好合作，擴(kuò)大4G 網(wǎng)絡(luò)共建共享總體原則建議如下幾方面[2]：

（1）遵循存量共享，對(duì)于一方已有覆蓋的區(qū)域，向另一方開放存量資源。

（2）堅(jiān)持區(qū)域并網(wǎng)，在同一覆蓋目標(biāo)區(qū)域雙方均已有現(xiàn)網(wǎng)覆蓋的情況，只需保留一張4G 網(wǎng)絡(luò)，歸并雙方物理站址。

（3）增量共建原則，在雙方均無現(xiàn)網(wǎng)覆蓋的區(qū)域，雙方按一定比例進(jìn)行共建。

（4）根據(jù)電聯(lián)基站不同場景、業(yè)務(wù)量、PRB 利用率等信息選擇不同的載波方式：即農(nóng)村及業(yè)務(wù)量少的區(qū)域建議共享載波；業(yè)務(wù)量較高的區(qū)域建議選擇獨(dú)立載波。

3.2 總體策略

由于室外宏站和室內(nèi)分布系統(tǒng)覆蓋范圍及目標(biāo)的不同，建議在電聯(lián)雙方擴(kuò)大4G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時(shí)應(yīng)分場景共建共享，制定不同的策略，相關(guān)建設(shè)策略建議如下：

（1）室外宏站建設(shè)策略。

選取覆蓋好、租費(fèi)低的一方為開放方，盡量達(dá)到站址歸并后減少一方的鐵塔需求。

分場景根據(jù)不同的站距進(jìn)行共建共享，建議市區(qū)100 m、縣城城區(qū)200 m、鄉(xiāng)鎮(zhèn)400 m、農(nóng)村道路1 000 m 范圍內(nèi)采用新建共享和新建共建方式開放合作。

在雙方業(yè)務(wù)量不高區(qū)域優(yōu)先選擇共享載波進(jìn)行共享；針對(duì)雙方業(yè)務(wù)高區(qū)域可考慮進(jìn)行二載波擴(kuò)容，或開通獨(dú)立載波。對(duì)于城區(qū)天面平臺(tái)資源緊張的站點(diǎn)，采用天線整合方式騰退優(yōu)質(zhì)天面資源建設(shè)5G。

（2）室內(nèi)分系統(tǒng)建設(shè)策略。

對(duì)高業(yè)務(wù)量DAS 分布采用獨(dú)立信源或獨(dú)立載波方式共建或開發(fā)共享，開發(fā)式共享時(shí)應(yīng)核實(shí)功分器、耦合器等無源器件頻率支持情況。

對(duì)于低業(yè)務(wù)量DAS 分布采用共享載波方式共建或開發(fā)共享，開發(fā)共享時(shí)應(yīng)充分核實(shí)覆蓋目標(biāo)業(yè)務(wù)情況，選擇適合的載波共享方案。

對(duì)于低業(yè)務(wù)量數(shù)字化室分場景優(yōu)先采用共享載波方式共建或開發(fā)共享，針對(duì)異廠家區(qū)域可評(píng)估對(duì)現(xiàn)網(wǎng)影響后進(jìn)行合作。

（3）特殊場景地鐵和高鐵場景建設(shè)策略：原則上由一方建設(shè)，開發(fā)給共享方。雙方在需求階段應(yīng)充分對(duì)接，綜合考慮資源投入、覆蓋效果、后續(xù)成本等因素形成雙方認(rèn)可的覆蓋方案，由承建方進(jìn)行需求委托。

3.3 共享頻率選擇

目前中國聯(lián)通頻譜資源使用情況極為復(fù)雜。900 MHz頻段在城區(qū)主要用于4G/2G，部署GL900/L900，農(nóng)村用于4G/3G/2G。1 800 MHz 頻段為當(dāng)前4G 主要頻段，覆蓋全部場景，部署L1 800/GL1 800；主要承載4G 業(yè)務(wù)，兼顧2G 語音。2 100 MHz 頻段為當(dāng)前3G/4G 主要頻段，3G 覆蓋全場景承載語音，4G 主要用于高業(yè)務(wù)量場景擴(kuò)容及3G/4G 同廠家區(qū)域UL2 100 部署。中國電信，4G基站主要部署在1.8 GHz 和2.1 GHz 頻段。1.8 GHz 為主力容量層，2.1 GHz 作為CA 以及室分部署頻率。隨著800 MHz 頻譜重耕，800 MHz 頻段逐漸用于4G 廣覆蓋及城區(qū)深度覆蓋。

目前電信與聯(lián)通在低頻段（900 MHz）各自有2×11 MHz，承載語音回落需求及低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，且電信為CDMA/LTE SDR，聯(lián)通為GSM/UMTS/LTE SDR，可用于LTE 頻段較少容量受限，不建議考慮共建共享。對(duì)于1.8 GHz 頻譜資源，中國聯(lián)通擁有2×30 MHz，中國電信擁有2×20 MHz，均為雙方4G 容量主力承載網(wǎng)，在此頻段上可以共建共享，擴(kuò)大4G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍。對(duì)于2.1 GHz 頻譜資源，中國聯(lián)通擁有2×25 MHz，中國電信擁有2×20 MHz，同時(shí)承載著3G/4G 網(wǎng)絡(luò)，但根據(jù)頻率演進(jìn)策略以及5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展方向，此頻段將重耕至5G網(wǎng)絡(luò)，因此不建議用于共建共享4G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

3.4 共享方式選擇

根據(jù)《中國聯(lián)通4G 網(wǎng)絡(luò)深度合作建設(shè)指導(dǎo)意見》的相關(guān)要求，中國聯(lián)通和中國電信4G 深度合作采用僅共享基站接入，核心網(wǎng)各自獨(dú)立?；竟蚕砭褪菃蝹€(gè)基站同時(shí)虛擬為聯(lián)通和電信的基站，通過基站回傳網(wǎng)絡(luò)分別接入各自的核心網(wǎng)，同時(shí)為雙方用戶服務(wù)。

從載波資源配置的角度，基站共享方式可分為獨(dú)立載波和共享載波兩種共享方式。獨(dú)立載波共享方式是指基站eNodeB 為電信和聯(lián)通各自配置一個(gè)獨(dú)立的載波，每個(gè)獨(dú)立載波只廣播各自運(yùn)營商的PLMN，每個(gè)運(yùn)營商可以配置獨(dú)立的小區(qū)級(jí)特性，電信和聯(lián)通可以各自使用自己的頻點(diǎn)。他們只是在共享基站的物理實(shí)體，邏輯上獨(dú)立的基站。而共享載波方式是指中國聯(lián)通、中國電信共享基站資源，包括頻譜資源和eNodeB 硬件資源，物理實(shí)體和邏輯功能上都實(shí)現(xiàn)了共享。

為了更好的發(fā)揮聯(lián)通和電信擴(kuò)大4G 共建共享的優(yōu)勢，應(yīng)對(duì)中國移動(dòng)的競爭壓力，我們建議采用共享載波的方式。使用共享載波方式，可以使得電聯(lián)雙方的頻率進(jìn)行載波聚合，彌補(bǔ)在頻譜資源上的短板，更好的應(yīng)對(duì)中國移動(dòng)的競爭壓力。另外還可以根據(jù)業(yè)務(wù)量的情況靈活配置載波資源，對(duì)于業(yè)務(wù)量小的場景可以部署單載波，對(duì)于業(yè)務(wù)量大的場景可以部署多載波。

4 現(xiàn)網(wǎng)測試問題總結(jié)

共享載波測試時(shí)，電信和聯(lián)通配置一個(gè)共享載波；電信和聯(lián)通使用同一個(gè)頻點(diǎn)，其中一方將引入異頻切換，增加網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度，降低網(wǎng)絡(luò)性能。共享載波需要同時(shí)廣播電信和聯(lián)通的PLMN；電信和聯(lián)通只能使用相同的小區(qū)級(jí)特性，部分參數(shù)可以按照PLMN 配置；終端在同一載波下進(jìn)行業(yè)務(wù)，需考慮空口資源分配策略，方案網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖如圖1 所示。

圖1 共享載波共享網(wǎng)絡(luò)圖

在進(jìn)行的L1 800、L900、N1 800/N900 等頻段的共享載波測試，我們對(duì)相關(guān)測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，現(xiàn)網(wǎng)測試中發(fā)現(xiàn)的問題總結(jié)分析如下：

（1）L1 800 共享載波開通后，聯(lián)通和電信的語音業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、重選、切換等基本功能測試正常。在測試中我們發(fā)現(xiàn)問題，共享站到非共享站異頻切換失敗。電信用戶在聯(lián)通共享站下聯(lián)通頻點(diǎn)（1 830-1 860 MHz）異頻切換到電信（1 860-1 880 MHz）非共享小區(qū)。由于現(xiàn)網(wǎng)采取默認(rèn)的參數(shù)配置觸發(fā)異頻切換等移動(dòng)性策略，當(dāng)電信用戶從聯(lián)通共享站下聯(lián)通頻點(diǎn)向電信非共享小區(qū)發(fā)起異頻切換時(shí)，受到來自鄰近聯(lián)通非共享站的同頻干擾導(dǎo)致切換失敗。為了保障使用方的業(yè)務(wù)感知，減少周邊非共享站的同頻干擾和降低VOLTE 的掉話，我們建議通過設(shè)置較高的異頻切換門限解決，提高異頻測量門限，終端提前啟動(dòng)異頻測量，降低異頻切換門限，通過提前切換來改善從共享站到非共享站的切換成功率。但是異頻切換門限設(shè)置較高同時(shí)會(huì)影響承建方用戶的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)感知，造成速率下降。

（2）L900 共享載波測試共享功能開通后，電聯(lián)雙方語音業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、重選、切換等基本功能測試正常。測試中發(fā)現(xiàn)OPPO、小米、三星等多款主流終端插入聯(lián)通SIM 卡后，無法正常占用電信L800 共享載波或插入電信SIM 卡后，無法正常占用聯(lián)通L900 共享載波。通過問題定位分析，我們發(fā)現(xiàn)部分終端和SIM 卡與運(yùn)營商存在綁定關(guān)系，無法使用異運(yùn)營商頻段?，F(xiàn)有終端支持異運(yùn)營商比例低，因此開通共享功能前需關(guān)注該區(qū)域終端支持率。

（3）TAC 沖突問題，TA（Tracking Area 跟蹤區(qū)），跟蹤區(qū)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)UE 終端位置的管理，UE 通過跟蹤區(qū)注冊(cè)告知EPC 自己的跟蹤區(qū)號(hào)TAI。TAI 是LTE 的跟蹤區(qū)標(biāo)識(shí)，由PLMN 和TAC 兩部分組成。PLMN 是Public Land Mobile Network,公共陸地移動(dòng)通信網(wǎng)，標(biāo)識(shí)運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)號(hào)。TAC（Tracking Area Code,跟蹤區(qū)號(hào)碼），共16 bits，組成四位16 進(jìn)制數(shù)（X1X2X3X4），其中X1X2由集團(tuán)統(tǒng)一分配，X3X4 由省份自行分配，聯(lián)通、電信均采用此規(guī)劃，但分配省份號(hào)段不一致。由此帶來TAC 沖突的問題[3]。

產(chǎn)生TAC 沖突的原因是：對(duì)于獨(dú)立載波方案，聯(lián)通和電信各自一個(gè)頻點(diǎn)，小區(qū)獨(dú)立，TAC 也可以由各自獨(dú)立規(guī)劃；共享載波方案，聯(lián)通和電信共享頻點(diǎn)，小區(qū)共享，TAC 也必須共享，需要按照聯(lián)通或電信規(guī)劃進(jìn)行編號(hào)，可能導(dǎo)致一方與現(xiàn)網(wǎng)發(fā)生沖突，從而引起漫游計(jì)費(fèi)等問題，屬于共享載波專有問題。TAC 沖突解決方案是聯(lián)通和電信必須統(tǒng)一規(guī)劃TAC 號(hào)段。

另外我們通過測試，建議共享載波適合在低話務(wù)區(qū)域，組網(wǎng)方式要求成片，且對(duì)共享與非共享邊緣區(qū)域進(jìn)行特殊配置，啟動(dòng)專項(xiàng)優(yōu)化方案，同時(shí)盡量避免插花組網(wǎng)。

5 結(jié)論

以中國聯(lián)通和中國電信5G 共建共享為契機(jī)，基于在2016 年共建共享合作的基礎(chǔ)上，在保證現(xiàn)網(wǎng)4G 質(zhì)量不下降的前提下，電聯(lián)雙方開展了擴(kuò)大4G 共建共享的建設(shè)。通過從不同場景、不同頻段上進(jìn)行共建共享測試，分析測試結(jié)果，總結(jié)存在的問題，并提出相應(yīng)措施，為以后的深度合作提供建設(shè)經(jīng)驗(yàn)。另外目前業(yè)務(wù)競爭非常激烈，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本日益增長，再加上站址規(guī)模及頻譜資源較中國移動(dòng)存在較大差距，為了應(yīng)對(duì)競爭對(duì)手，中國聯(lián)通和中國電信應(yīng)加快擴(kuò)大4G 業(yè)務(wù)的擴(kuò)展，增強(qiáng)品牌競爭力。