4G/5G無(wú)線網(wǎng)融合和協(xié)同的規(guī)劃與建設(shè)分析

郭興軍 侯建民

摘 要：文章結(jié)合4G/5G無(wú)線網(wǎng)的特點(diǎn)，從組網(wǎng)架構(gòu)以及規(guī)劃與建設(shè)實(shí)施的策略、技術(shù)變化、配套建設(shè)等方面，對(duì)4G/5G無(wú)線網(wǎng)的融合與協(xié)同實(shí)現(xiàn)進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：4G/5G;無(wú)線網(wǎng);融合;建設(shè)

0 引言

為促進(jìn)4G用戶體驗(yàn)的不斷提升，同時(shí)實(shí)現(xiàn)4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋及質(zhì)量的不斷完善和發(fā)展，在我國(guó)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與發(fā)展中，也圍繞VoLTE（長(zhǎng)期演進(jìn)語(yǔ)音承載）的語(yǔ)音體驗(yàn)與流量?jī)r(jià)值開(kāi)展了相應(yīng)的研究和建設(shè)，從而促進(jìn)國(guó)內(nèi)較為領(lǐng)先的精品4G網(wǎng)絡(luò)及有關(guān)體系建設(shè)，為我國(guó)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的整體發(fā)展和提升提供良好的支持。與4G網(wǎng)絡(luò)不同，5G網(wǎng)絡(luò)的更為突出技術(shù)特性也決定了其網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中的更多基站數(shù)量以及更長(zhǎng)建設(shè)周期情況。此外，5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)與運(yùn)行初期還會(huì)承擔(dān)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于4G網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)量[1]。因此，在這種情況下，針對(duì)4G/5G無(wú)線網(wǎng)的融合與協(xié)同規(guī)劃和建設(shè)進(jìn)行研究，以有效解決4G網(wǎng)絡(luò)投資保護(hù)下的5G網(wǎng)建設(shè)初期投資有效降低需求問(wèn)題，同時(shí)促進(jìn)5G用戶體驗(yàn)的不斷提升，具有十分積極的作用和意義。

1? ? 4G/5G無(wú)線網(wǎng)融合與協(xié)同的規(guī)劃和建設(shè)分析

對(duì)4G/5G無(wú)線網(wǎng)的融合與協(xié)同規(guī)劃和建設(shè)分析，需要從4G/5G無(wú)線網(wǎng)的組網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計(jì)以及具體規(guī)劃和建設(shè)的策略、技術(shù)變化、配套建設(shè)等方面進(jìn)行分析和論述。

1.1? 4G/5G無(wú)線網(wǎng)組網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計(jì)中的融合與協(xié)同分析

根據(jù)當(dāng)前對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的部署中所采用的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)方式，其根據(jù)5G網(wǎng)絡(luò)的控制面錨點(diǎn)不同，主要包括獨(dú)立部署（SA）和非獨(dú)立部署（NSA）的兩種組網(wǎng)架構(gòu)形式。其中，在上述兩種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，獨(dú)立部署的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是以5G新無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)作為控制面錨點(diǎn)，通過(guò)與下一代核心網(wǎng)（NGCN）接入來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的部署與設(shè)置：而非獨(dú)立部署的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)置，則是利用4G基站進(jìn)行5G信令接入，并且在網(wǎng)絡(luò)連接中通過(guò)雙連接方式，以4G作為主連接、5G作為從連接來(lái)滿足其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)與連接的需求。

在進(jìn)行4G/5G無(wú)線網(wǎng)的組網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計(jì)中，采用非獨(dú)立部署方式進(jìn)行5G網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)連接應(yīng)用，能夠有效滿足其建網(wǎng)初期的各項(xiàng)功能需求，但其網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)與資源問(wèn)題則是通過(guò)4G網(wǎng)的現(xiàn)有設(shè)備功能升級(jí)或者是進(jìn)行5G網(wǎng)元新增加設(shè)置等方式實(shí)現(xiàn)。其中，在具體規(guī)劃設(shè)計(jì)與建設(shè)應(yīng)用中，針對(duì)非獨(dú)立部署的4G/5G網(wǎng)絡(luò)，就可以通過(guò)把4G基站升級(jí)更新為增強(qiáng)型的網(wǎng)絡(luò)基站，同時(shí)使其網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具有5G網(wǎng)的控制面以及用戶面有關(guān)功能，從而對(duì)其組網(wǎng)設(shè)計(jì)與具體建設(shè)的應(yīng)用需求進(jìn)行滿足。此外，在4G/5G的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)計(jì)中，非獨(dú)立部署的組網(wǎng)架構(gòu)中采用雙連接方法，對(duì)較大的數(shù)據(jù)流量業(yè)務(wù)是通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)的連接與傳輸支持，而對(duì)小數(shù)據(jù)包與信令的傳輸是通過(guò)4G基站，這種網(wǎng)絡(luò)連接與組網(wǎng)設(shè)計(jì)的互操作性能更加突出，并且在通信應(yīng)用中的數(shù)據(jù)延時(shí)更短，進(jìn)行數(shù)據(jù)切斷也不會(huì)對(duì)其網(wǎng)絡(luò)連接和通信造成中斷影響，能夠有效提升用戶的體驗(yàn)質(zhì)量。

與4G/5G網(wǎng)的非獨(dú)立部署組網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計(jì)相比，采用5G新無(wú)線接入的獨(dú)立部署網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)形式，在具體應(yīng)用中具有更為突出的帶寬等優(yōu)勢(shì)，但也存在一定的不足，比如其網(wǎng)絡(luò)的雙連接時(shí)延會(huì)受到一定的因素限制等，因此，在具體規(guī)劃與建設(shè)中，為促進(jìn)4G/5G無(wú)線網(wǎng)在組網(wǎng)架構(gòu)上的有效融合與協(xié)調(diào)，采用合理的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)組網(wǎng)部署方式，來(lái)促進(jìn)其有效融合與協(xié)同發(fā)展。

1.2? 4G/5G無(wú)線網(wǎng)的規(guī)劃與建設(shè)及其融合與協(xié)同分析

對(duì)4G/5G無(wú)線網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)的融合和協(xié)同實(shí)現(xiàn)，需要結(jié)合現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)條件，在進(jìn)行5G試驗(yàn)網(wǎng)建設(shè)與分析基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)特征以及資源匹配等情況進(jìn)行總結(jié)分析，充分利用已經(jīng)積累的4G/5G網(wǎng)絡(luò)融合與協(xié)同規(guī)劃建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)其具體實(shí)施進(jìn)行支持。

首先，在對(duì)4G/5G無(wú)線網(wǎng)的規(guī)劃與建設(shè)定位分析中，對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，需要嚴(yán)格遵守4G和5G網(wǎng)絡(luò)協(xié)同規(guī)劃與建設(shè)的原則要求，在實(shí)現(xiàn)兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同規(guī)劃基礎(chǔ)上，對(duì)其網(wǎng)絡(luò)建設(shè)所承載的業(yè)務(wù)需求進(jìn)行滿足。通常情況下，在4G/5G網(wǎng)絡(luò)的融合與協(xié)同規(guī)劃建設(shè)中，對(duì)4G網(wǎng)絡(luò)的定位一般為VoLTE基礎(chǔ)覆蓋層+4G容量層+窄帶物聯(lián)網(wǎng)基站-IoT，而對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)定位為面向超高速率與垂直行業(yè)應(yīng)用的室外主力承載層。其次，在網(wǎng)絡(luò)定位確定后，還需要針對(duì)4G網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)進(jìn)行有效夯實(shí)與部署，從而促進(jìn)VoL TE的全面提升，為5G用戶提供更好的體驗(yàn)質(zhì)量，避免4G/5G無(wú)線網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)中多網(wǎng)運(yùn)維問(wèn)題存在。最后，在進(jìn)行4G/5G無(wú)線網(wǎng)的規(guī)劃與建設(shè)中，對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)初期，主要采用室外覆蓋為主、室內(nèi)覆蓋為輔的模式，對(duì)其覆蓋區(qū)域的選擇則根據(jù)業(yè)務(wù)需求進(jìn)行合理確定，并注重網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與建設(shè)后的用戶體驗(yàn)改善提升與良好品牌影響樹(shù)立。對(duì)5G網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)的覆蓋效果應(yīng)以業(yè)務(wù)需求的滿足為主，避免盲目進(jìn)行大范圍連續(xù)覆蓋追求，對(duì)農(nóng)村以及部分的偏遠(yuǎn)區(qū)域，在建設(shè)初期盡量避免進(jìn)行5G網(wǎng)絡(luò)部署與建設(shè)，但對(duì)一些數(shù)據(jù)流量需求較高的區(qū)域可以適當(dāng)考慮進(jìn)行5G網(wǎng)覆蓋增加，以確保其網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與建設(shè)的合理性[2]。

1.3? 4G/5G無(wú)線網(wǎng)的技術(shù)變化及融合與協(xié)同分析

對(duì)4G/5G無(wú)線網(wǎng)融合與協(xié)同發(fā)展中的技術(shù)變化分析，可以從3D-MIMO的應(yīng)用與發(fā)展變化上進(jìn)行論述。其中，3D-MIMO作為一項(xiàng)為滿足網(wǎng)絡(luò)需求而發(fā)展和應(yīng)用實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段，它在4G網(wǎng)絡(luò)中的引入應(yīng)用，是利用時(shí)分雙工（TDD）優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)的，并且逐漸形成5G技術(shù)4G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式，在一些城區(qū)的4G網(wǎng)絡(luò)高層深度覆蓋與網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域等場(chǎng)景中得到設(shè)計(jì)和應(yīng)用。此外，隨著我國(guó)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的多天線MIMO技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，3D-MIMO技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中應(yīng)用，也逐漸向高頻段5G網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)需求方向演變和發(fā)展，并且在和5G網(wǎng)絡(luò)的有關(guān)新技術(shù)手段結(jié)合應(yīng)用下，能夠?qū)崿F(xiàn)其網(wǎng)絡(luò)通信中的頻譜效率與業(yè)務(wù)信道容量提升以及覆蓋增強(qiáng)等功能需求。值得注意的是，隨著當(dāng)前我國(guó)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中4G網(wǎng)絡(luò)逐漸進(jìn)入尾聲，同時(shí)用戶數(shù)量與業(yè)務(wù)需求不斷增長(zhǎng)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化以及覆蓋提升、熱點(diǎn)容量的補(bǔ)充等需求表現(xiàn)也更加突出，在這種情況下，進(jìn)行面向未來(lái)5G全業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，對(duì)3D-MIMO技術(shù)的需求也更高，其中，64T的3D-MIMO就是實(shí)現(xiàn)4G/5G無(wú)線網(wǎng)融合與協(xié)同的最優(yōu)選擇，在具體規(guī)劃與建設(shè)中可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理應(yīng)用。

1.4? 4G/5G無(wú)線網(wǎng)的配套建設(shè)融合與協(xié)同分析

在4G/5G無(wú)線網(wǎng)的規(guī)劃與建設(shè)中，針對(duì)其配套資源的有效融合與協(xié)同實(shí)現(xiàn)，也是實(shí)現(xiàn)4G/5G無(wú)線網(wǎng)融合與協(xié)同的重要內(nèi)容之一。由于現(xiàn)階段的4G/5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，其宏站機(jī)房以及電源、桿塔等配套建設(shè)，多是由鐵塔企業(yè)進(jìn)行建設(shè)完成，而隨著鐵塔共建共享情況下的平臺(tái)資源日益緊張，對(duì)5G宏站部署的多天線為空間位置需求也越來(lái)越難以滿足，再加上5G網(wǎng)絡(luò)的各運(yùn)營(yíng)商之間設(shè)備趨同性，導(dǎo)致進(jìn)行集中部署時(shí)所面臨的問(wèn)題和挑戰(zhàn)也較為突出，應(yīng)引起重視。

首先，在實(shí)現(xiàn)4G/5G無(wú)線網(wǎng)的機(jī)房天面融合與協(xié)同中，由于5G機(jī)房天面的多天線64T64R與RRU聯(lián)合設(shè)置情況，使其具備體積小、寬度大與重量大等特點(diǎn)，同時(shí)與其他系統(tǒng)的天線進(jìn)行合路設(shè)計(jì)難度較高，在這種情況下，對(duì)4G/5G無(wú)線網(wǎng)中共站站點(diǎn)的機(jī)房天面融合與協(xié)同設(shè)計(jì)，就可以采用能夠?qū)崿F(xiàn)4G/5G支持的多模多頻BBU與RRU方式，通過(guò)對(duì)原有的基站設(shè)備進(jìn)行替換，以滿足其網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與運(yùn)行的有關(guān)需求。其次，在進(jìn)行4G/5G無(wú)線網(wǎng)的配套電源融合與協(xié)同實(shí)現(xiàn)中，由于5G基站設(shè)備對(duì)電能的需求較高，而4G/5G無(wú)線網(wǎng)共站的原有基站設(shè)備數(shù)量較多并且其運(yùn)行負(fù)荷也比較大，但隨著2G和3G網(wǎng)絡(luò)的退出與升級(jí)，也能夠?qū)崿F(xiàn)5G設(shè)備的電能需求，因此，能夠通過(guò)開(kāi)關(guān)電源對(duì)5G設(shè)備進(jìn)行直接供電支持，對(duì)一些不能滿足其需求的站點(diǎn)，則需要進(jìn)行電源設(shè)備更換，以促進(jìn)4G/5G無(wú)線網(wǎng)的電源融合和協(xié)同[3]。

2? ?4G/5G無(wú)線網(wǎng)融合與協(xié)同的發(fā)展研究

根據(jù)上述對(duì)4G/5G無(wú)線網(wǎng)融合與協(xié)同的規(guī)劃和建設(shè)分析，結(jié)合當(dāng)前我國(guó)的4G與5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)行使用情況，由于當(dāng)前我國(guó)的4G網(wǎng)絡(luò)在全球覆蓋表現(xiàn)最好，并且擁有全球數(shù)量最多的4G用戶，同時(shí)考慮到5G網(wǎng)絡(luò)的高頻段與高成本運(yùn)行特點(diǎn)，在4G/5G網(wǎng)絡(luò)的融合與協(xié)同規(guī)劃建設(shè)發(fā)展中，運(yùn)營(yíng)商對(duì)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)保持也越來(lái)越重視，注重在5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和建設(shè)中對(duì)4G投資的保護(hù)，從而對(duì)自身的競(jìng)爭(zhēng)發(fā)展與社會(huì)效益進(jìn)行平衡。因此，在這一環(huán)境形勢(shì)下，針對(duì)4G/5G無(wú)線網(wǎng)的融合與協(xié)同技術(shù)研究和發(fā)展應(yīng)用，具有更加迫切的現(xiàn)實(shí)需求。

根據(jù)上述對(duì)4G和5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)與發(fā)展現(xiàn)狀分析，不難看出對(duì)4G技術(shù)的擴(kuò)展與延伸進(jìn)行不斷深化，同時(shí)加大對(duì)5G技術(shù)的4G網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用和發(fā)展研究等，從而對(duì)4G與5G長(zhǎng)期共存進(jìn)行保證和支持，促進(jìn)其不斷融合與協(xié)同發(fā)展，是當(dāng)前有關(guān)領(lǐng)域的研究與發(fā)展重要趨勢(shì)。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，4G/5G無(wú)線網(wǎng)融合與協(xié)同的規(guī)劃和建設(shè)分析，有利于促進(jìn)我國(guó)的無(wú)線網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)發(fā)展中實(shí)現(xiàn)4G與5G網(wǎng)技術(shù)資源的有效整合與優(yōu)化利用，從而推動(dòng)我國(guó)無(wú)線網(wǎng)建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展，滿足人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的更高需求，具有十分積極的作用和意義。

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（編輯 姚 鑫）