2.1G FDD頻段在5G網絡部署中的應用策略研究

【摘要】? ? 3.5G TDD頻段作為中國電信和中國聯通當前5G早期建網的主要頻段，具有產業(yè)鏈成熟、連續(xù)大帶寬等優(yōu)勢，但也面臨頻率傳播損耗和穿透損耗大的問題，難以有效滿足5G廣覆蓋和深度覆蓋要求。2.1GHz重耕用于5G部署，與3.5GHz協同，實現高低頻互補，能夠有效降低5G建設和運營成本，實現5G的廣覆蓋與深覆蓋。本文對2.1G FDD NR網絡部署可行性和的現網部署策略進行研究。

【關鍵字】? ? 5G? ? ?高低頻協同? ? 重耕? ? 2.1G

引言：

頻譜資源是移動通信發(fā)展的核心資源，頻譜規(guī)劃對于5G基礎網絡的建設發(fā)展至關重要。此前，我國已為四大運營商分配了相關5G頻段，中國電信和中國聯通分別獲得3.5G頻段上的各100MHz頻率。3.5G頻段為全球主用頻段，產業(yè)鏈條成熟，電聯連續(xù)200M帶寬能夠提供實現5G超大帶寬網絡能力，滿足當前主要5G業(yè)務場景需求。但3.5G頻段較高，在廣覆蓋和室內深度覆蓋方面存在嚴重不足，用3.5G實現全網5G連續(xù)覆蓋，經濟成本巨大。3.5G頻段為TDD頻段，TDD頻段上下行分時發(fā)送的特性，難以有效壓縮網絡時延，無法全面承接未來超低時延的5G業(yè)務需求。因此，引入更低的FDD頻段，實現TDD和FDD協同、高頻和低頻互補，成為電聯的必然選擇。

一、2.1G頻段用于部署5G的可行性分析

綜合電聯現有頻率資源，2.1G頻率是當前最適宜重耕用于部署5G的頻段。電聯在2.1G頻段上具有45MHz的連續(xù)頻譜，可用于部署連續(xù)2*40MHz大帶寬低頻率的FDD 5G網絡。在電聯的推動下，已凍結的R16標準也完成了NR2.1G大帶寬標準化，支持最高2x40M/50M的大帶寬。

在網絡能力方面，40MHz的2.1G NR系統可支持高達850Mbps的下行速率和482Mbps的上行支持速率，上行理論峰值速率甚至超過3.5G，可以滿足大部分場景的5G業(yè)務需求。同時，3GPP R16引入UL Tx Switching技術進一步增強上行，可以進一步提升上行網絡能力，在3.5G 100M（2T）+2.1G 40M（2T）技術組合下可實現670Mbps的上行速率能力。

在覆蓋能力方面，2.1G相較3.5G頻率傳播損耗低5.5dB，墻體穿透損耗低5dB，相較2.6G頻段傳播損耗低2.5dB，墻體穿透損耗低2dB。同時電聯現網4G室分普遍支持2.1G頻段，可以通過合路2.1G NR信源方式，快速升級支持5G。

在產業(yè)支持方面，2.1G產業(yè)鏈正在穩(wěn)步推進。2021年3月，工信部無線電管理局發(fā)布公告，保障我國 2100MHz 頻段5G移動通信系統與其他無線電業(yè)務的兼容共存，進一步為電信聯通2.1G頻段的5G網絡部署掃除了障礙。終端支持方面，主流終端已支持2.1G 20M NR能力。2.1G頻段已具備全面應用于5G網絡部署的現實條件。

二、2.1G NR網絡部署策略分析

電聯2.1G NR部署面臨的首要問題是2.1G頻率的重耕，即需解決2.1G頻段現存業(yè)務遷移的問題。目前電信2.1G頻段主要作為4G熱點容量層，聯通2.1G兼具4G覆蓋、容量層角色并承載UMTS業(yè)務，總體而言，2.1G并非電聯現網4G的基礎覆蓋頻段，具備重耕的基礎。

在面覆蓋方面，建網初期，可先根據各區(qū)域地理環(huán)境、人口密度、區(qū)域話務、電聯存量4G負荷等情況，分別選取2.1G和3.5G建設5G室外網絡，2.1G和3.5G采用分區(qū)域建網模式，對于城市、發(fā)達縣城等4G高負荷區(qū)域可部署3.5G網絡，在縣鄉(xiāng)等4G中低業(yè)務區(qū)快速重耕2.1G頻段，部署2.1G NR網絡，快速延伸5G網絡覆蓋范圍，提升5G面覆蓋水平，2.1G和3.5G之間通過異頻移動性實現連續(xù)覆蓋。

重耕2.1G時，在4G話務相對低區(qū)域，可將2.1G上的4G業(yè)務遷移至電聯其他頻率，一步到位，重耕40MHz帶寬用于5G，實現2x40MHz的5G組網。在4G話務相對較高區(qū)域，為兼顧4G現網用戶感知，初期可保留20MHz用于承載4G業(yè)務，先行重耕20MHz用于5G，后續(xù)隨著4G流量逐漸遷移至5G網絡，可逐步過渡到40MHz。針對20M重耕區(qū)域，可選部署20M NR+20M LTE，或者40MHz的LTE/NR DSS（動態(tài)頻譜）。20M NR+20M LTE方案簡單，產業(yè)支持度高，且由于3GPP對NR進行了優(yōu)化提升，使得2.1G頻段NR化后可帶來頻譜利用率約8%提升。40MHz的LTE/NR DSS（動態(tài)頻譜）可按需實現4/5G動態(tài)或半動態(tài)的頻譜共享使用，進一步提升5G速率，但目前僅部分品牌終端支持。在實際組網中可根據電聯現網4G負荷、用戶需求、終端支持度等因素，綜合考量靈活選擇不同的2.1G頻譜重耕方案部署5G。在室內深度覆蓋方面，現網實測表明，室內外LTE和NR同頻異制式組網產生的室內外異制式干擾與同制式組網所產生的室內外干擾對網絡性能的影響相當，因此，在室外2.1G未完全重耕時，仍可先行重耕室內2.1G用于部署5G?；谑覂葓鼍皟?yōu)先級，可以采用重點室內場景部署3.5G大帶寬網絡，其余場景優(yōu)先利舊升級存量1.8G/2.1G DAS系統支持2.1G 5G網絡的建網策略，實現快速低成本提升5G覆蓋。

隨著建網的深入和超高清視頻等5G新興2C業(yè)務的普及面向2B的5G定制網絡部署落地，可按需適時實現重點區(qū)域的2.1G和3.5G雙頻網，疊加CA、UL Tx Switching、超級上行等技術，提升公眾移動生活體驗，滿足部分2B的無線增強需求。

綜上，網絡建設初期可分場景靈活應用2.1G和3.5G建設5G網絡，分場景部署策略建議總結如表2。

三、結束語

2.1G 頻段已初步具備重耕部署5G網絡和產業(yè)條件，3.5G與2.1G的高低頻協同是實現5G靈活、經濟組網的必然選擇。在實際網絡部署中，基于2.1G和3.5G頻譜在覆蓋、容量、時延方面的特性，可以分場景、差異化、分階段地應用2.1G和3.5G進行5G組網，打造經濟高效地5G網絡，全面提升5G 2C和2B用戶體驗。

作者單位：鄭靜? ? 中國電信股份有限公司福建分公司

參? 考? 文? 獻

[1] 3GPP TS 23.501 V15.4.0 （2018-12），”System Architecture for the 5G System;Stage 2 （Release 15）”

[2] 3GPP TS 24.501 V16.0.2 （2019-03），”Non-Access-Stratum（NAS）protocol for 5G System”

[3] 歐陽暉. NR FDD 2.1G技術的研究和初步應用[J]. 移動通信， 2019， 43（012）：10-15.