面向5G演進(jìn)的場(chǎng)景化頻率規(guī)劃策略研究

□ 文 李 軍

0 引言

頻率是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)發(fā)展的稀缺性基礎(chǔ)資源。如何做好頻率使用規(guī)劃，合理有效地使用頻率資源是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃面臨重要課題之一。隨著5G商用加速，移動(dòng)數(shù)據(jù)流量呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃逐步走向多網(wǎng)、多頻、多制式協(xié)同階段。各頻段存在差異性，傳播特性不同，容量承載不同，部署策略千差萬(wàn)別。如何將有限的頻率資源優(yōu)化利用滿足業(yè)務(wù)需求，如何重耕2G/3G/4G以及700M頻率資源支撐未來(lái)5G網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)發(fā)展成為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃重要課題之一。本文站在5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)頻率規(guī)劃角度，綜合全網(wǎng)各頻段的覆蓋能力、站點(diǎn)比例、終端滲透率以及業(yè)務(wù)發(fā)展預(yù)判等因素，制定出場(chǎng)景化的頻率規(guī)劃演進(jìn)策略，用以指導(dǎo)5G精品網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。

1 頻率使用現(xiàn)狀

以中國(guó)移動(dòng)為例，目前使用頻帶共計(jì)515MHz，涉及5模12頻，移動(dòng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且頻率規(guī)劃策略隨場(chǎng)景變化而變化。如圖1所示：

中移動(dòng)現(xiàn)網(wǎng)中各頻段規(guī)劃如下所述：

1) GSM900頻段：GSM網(wǎng)絡(luò)主覆蓋層，承載語(yǔ)音及2G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，占用頻率資源8.8MHz（城區(qū)5MHz）。

2) GSM1800頻段：補(bǔ)充GSM網(wǎng)絡(luò)覆蓋，占用頻率資源5MHz。

3) NB900頻段：承載物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，占用頻率資源1.2MHz。

4) FDD900：用于城區(qū)局部深度覆蓋和鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村廣覆蓋，占用頻率資源10MHz。

5) FDD1800：市區(qū)連續(xù)覆蓋及縣城、鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村補(bǔ)充覆蓋，占用頻率資源20MHz。

6) F頻段：全網(wǎng)打底網(wǎng)絡(luò)及熱點(diǎn)容量補(bǔ)充，占用頻率資源30MHz。

7) A頻段：全網(wǎng)熱點(diǎn)容量補(bǔ)充，高鐵專網(wǎng)，占用頻率資源15MHz。

8) E頻段：E頻段為室內(nèi)專用頻段，用于吸收室內(nèi)用戶4G業(yè)務(wù)，占用頻率資源50MHz。

9) D頻段：主用與市區(qū)，全網(wǎng)熱點(diǎn)容量補(bǔ)充，占用頻率資源60MHz。

10) FDD 700M：目前暫未使用，占用頻率資源60MHz。

11) NR 2.6G：5G網(wǎng)絡(luò)市區(qū)縣城主覆蓋，占用頻率資源100MHz。

12) NR 4.9G：暫未規(guī)模部署，占用頻率資源100MHz。

2 頻率資源重耕

2.1 2G/3G/NB-IOT頻率規(guī)劃

目前2G/3G主要用來(lái)承載語(yǔ)音和4G回落語(yǔ)音及部分?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)，中國(guó)聯(lián)通（15MHz）使用帶寬資源最多，中國(guó)移動(dòng)（8.8MHz）次之，中國(guó)電信（5MHz）最少；三家運(yùn)營(yíng)商N(yùn)B-IOT網(wǎng)絡(luò)帶寬資源規(guī)劃相當(dāng)。三大運(yùn)營(yíng)商將2G/3G網(wǎng)絡(luò)有限的頻率資源重耕并優(yōu)化利用，滿足不斷涌現(xiàn)的4G、NB-IOT業(yè)務(wù)需求。頻率資源重耕情況如表1所示。

表1 2G/3G/NB-IOT頻率資源重耕

2.2 4G頻率規(guī)劃演進(jìn)策略

三家運(yùn)營(yíng)商4G網(wǎng)絡(luò)均采用優(yōu)勢(shì)頻段1.8G+900M或800M用作覆蓋層，其余頻段部署室分和熱點(diǎn)容量補(bǔ)充；移動(dòng)TDD+FDD兩種制式雙層覆蓋+多個(gè)頻段容量補(bǔ)充，應(yīng)用策略更為復(fù)雜，電信聯(lián)通僅采用FDD制式，應(yīng)用策略相對(duì)簡(jiǎn)單。4G頻率規(guī)劃策略如圖2所示：

從覆蓋層面分析，中國(guó)移動(dòng)采用T D D_F與FDD1800+FDD900雙層覆蓋；中國(guó)聯(lián)通FDD1800全網(wǎng)覆蓋+F D D 9 0 0補(bǔ)充深度覆蓋；中國(guó)電信FDD1800城區(qū)連續(xù)覆蓋+FDD800農(nóng)村連續(xù)覆蓋及城區(qū)補(bǔ)盲覆蓋。

從容量層面分析，中國(guó)移動(dòng)采用D頻段和A頻段作為容量層，F(xiàn)頻段兼顧部分熱點(diǎn)容量補(bǔ)充；中國(guó)聯(lián)通FDD2100和FDD1800兼顧熱點(diǎn)容量補(bǔ)充；中國(guó)電信FDD2100兼顧熱點(diǎn)容量補(bǔ)充。

從室分部署角度來(lái)看，中國(guó)移動(dòng)應(yīng)用全部TDD_E頻段部署室分，F(xiàn)DD1800兼顧部署部分室分；電信聯(lián)通主用FDD2100部署室分，F(xiàn)DD1800兼顧部分室分部署。

2.3 頻率規(guī)劃目標(biāo)

三家運(yùn)營(yíng)商目前都是多張網(wǎng)絡(luò)共存，中國(guó)移動(dòng)近期在做GSM頻率壓縮和D1、D2退頻，電信聯(lián)通共建共享5G網(wǎng)絡(luò)，未來(lái)2G/3G終將退網(wǎng)，4G/5G長(zhǎng)期共存，未來(lái)將整合頻率資源邁向5G已成三家運(yùn)營(yíng)商的共同趨勢(shì)。三家運(yùn)營(yíng)商頻率規(guī)劃目標(biāo)如表2所示：

表2 三家運(yùn)營(yíng)商頻率規(guī)劃目標(biāo)

3 面向5G的頻率規(guī)劃演進(jìn)策略

3.1 業(yè)務(wù)需求

5G業(yè)務(wù)流量、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、終端連接迅猛發(fā)展，關(guān)乎頻率規(guī)劃思路與演進(jìn)方向，業(yè)務(wù)發(fā)展依賴頻率資源優(yōu)化配置。

（1）隨著5G網(wǎng)絡(luò)的逐步規(guī)?；渴?，4G流量逐漸達(dá)到流量峰值?；?G業(yè)務(wù)歷史流量、5G業(yè)務(wù)發(fā)展、5G用戶滲透率、5G流量駐留比的變化趨勢(shì)等因素，4G網(wǎng)絡(luò)在2021年底達(dá)到流量峰值，2022年10月5G將實(shí)現(xiàn)有效分流。

（2）工信部官網(wǎng)7月份消息顯示，截止到2022年5月底，全國(guó)建成開(kāi)通5G基站170萬(wàn)個(gè)，覆蓋全國(guó)所有地級(jí)市、縣城城區(qū)和92%的鄉(xiāng)鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)，每萬(wàn)人5G基站數(shù)超過(guò)12個(gè)。5G基站占移動(dòng)基站總數(shù)比例16%，5G基站總數(shù)占全球60%以上，是全球首個(gè)基于獨(dú)立組網(wǎng)（SA）模式規(guī)模建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)的國(guó)家。

（3）根據(jù)三大運(yùn)營(yíng)商披露的用戶數(shù)據(jù)，截至2022年5月，中國(guó)移動(dòng)移動(dòng)業(yè)務(wù)用戶總數(shù)9.67億，5G套餐客戶數(shù)為4.95億；中國(guó)電信移動(dòng)用戶數(shù)為3.81億戶，5G套餐用戶數(shù)2.24億戶；中國(guó)聯(lián)通“大聯(lián)接”用戶累計(jì)到達(dá)數(shù)7.95億戶，5G套餐用戶累計(jì)到達(dá)數(shù)1.797億戶。結(jié)合5G用戶滲透率增幅，預(yù)計(jì)年底4G流量到達(dá)拐點(diǎn)后，全國(guó)5G用戶數(shù)將突破10億。

（4）在2021中國(guó)信通院ICT+深度觀察報(bào)告會(huì)上，信通院預(yù)計(jì)2025年5G終端將累計(jì)超過(guò)3200款，其中，2025年全球5G手機(jī)終端累計(jì)可達(dá)1200款以上；行業(yè)終端方面，“基礎(chǔ)類+定制”同步發(fā)展，2025年行業(yè)終端累計(jì)達(dá)到2000款以上，實(shí)現(xiàn)千萬(wàn)級(jí)連接。

業(yè)務(wù)需求驅(qū)動(dòng)頻譜規(guī)劃的方向，頻譜規(guī)劃影響業(yè)務(wù)需求和發(fā)展，兩者是辯證統(tǒng)一關(guān)系。頻譜規(guī)劃是產(chǎn)業(yè)的起點(diǎn)，也將在很大程度上決定產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向、節(jié)奏和格局。借鑒以往網(wǎng)絡(luò)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，以中國(guó)移動(dòng)為例，推測(cè)未來(lái)5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展存在3個(gè)階段：

階段1：5G初期階段（2020年），5G網(wǎng)絡(luò)時(shí)代來(lái)臨；

階段2：5G快速發(fā)展階段（2021年～2022年），伴隨5G產(chǎn)業(yè)鏈的逐步成熟進(jìn)入5G快速發(fā)展階段。

階段3：5G成熟階段（2023年以后），5G網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的日趨成熟，5G網(wǎng)絡(luò)功能繼續(xù)增強(qiáng)和完善，滿足各種新場(chǎng)景網(wǎng)絡(luò)需求。

在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中需要結(jié)合5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的三個(gè)階段，前瞻性制定分場(chǎng)景分階段的頻率演進(jìn)策略，引導(dǎo)5G向極簡(jiǎn)目標(biāo)網(wǎng)演進(jìn)。

3.2 城區(qū)場(chǎng)景頻率演進(jìn)規(guī)劃

如圖3所示，城區(qū)場(chǎng)景通過(guò)FDD結(jié)構(gòu)調(diào)整、頻率能力發(fā)揮、低效頻點(diǎn)退網(wǎng)，制定出5G初期、5G快速發(fā)展期、5G成熟期的頻率演進(jìn)策略。

（1）5G發(fā)展初期

隨著城區(qū)D1、D2頻點(diǎn)退頻和電信擴(kuò)頻對(duì)F頻段的干擾，城區(qū)原本的D頻段/F頻段打底網(wǎng)質(zhì)量面臨挑戰(zhàn)，伴隨著NSA網(wǎng)絡(luò)FDD1800錨點(diǎn)建設(shè)，F(xiàn)DD1800將成為新的4G網(wǎng)絡(luò)打底層，通過(guò)覆蓋優(yōu)化、升功率、分層參數(shù)、效果評(píng)估、TOP小區(qū)處理等舉措開(kāi)展FDD1800連續(xù)覆蓋區(qū)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，重點(diǎn)以3D MIMO/D頻段作為容量層，減少F頻段負(fù)荷，優(yōu)化業(yè)務(wù)分層，實(shí)現(xiàn)市區(qū)優(yōu)質(zhì)打底網(wǎng)絡(luò)。

（2）5G快速發(fā)展

隨著GSM網(wǎng)絡(luò)承載的語(yǔ)音和流量急劇減少，通過(guò)GSM頻率壓縮，騰出的頻率資源用于FDD900擴(kuò)頻將是大勢(shì)所趨。未來(lái)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)保留F頻段的覆蓋能力，但針對(duì)低利用率、高干擾等低效F2頻點(diǎn)，后續(xù)將開(kāi)展F2頻點(diǎn)的清退減容工作，通過(guò)5G反開(kāi)3D MIMO補(bǔ)充容量。

（3）5G成熟期

5 G網(wǎng)絡(luò)已成為容量的主力承載，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)演進(jìn)為5G（700M+2.6G全頻段+4.9 G），4 G（FDD900+F+FDD/NR1800），GSM語(yǔ)音薄網(wǎng)，三網(wǎng)長(zhǎng)期共存。

3.3 農(nóng)村場(chǎng)景頻率演進(jìn)規(guī)劃

如圖4所示，在5G網(wǎng)絡(luò)初期，農(nóng)村區(qū)域通過(guò)FDD結(jié)構(gòu)調(diào)整、D頻段平滑升級(jí)、低效頻點(diǎn)退網(wǎng)，制定出農(nóng)村場(chǎng)景5G初期、5G快速發(fā)展期、5G成熟期的頻率演進(jìn)策略。

（1）農(nóng)村5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展初期

通過(guò)城區(qū)低效FDD900拆閑方式進(jìn)行補(bǔ)點(diǎn)農(nóng)村FDD900建設(shè)，加大GSM降低配置演進(jìn)到FDD900力度，降低2G頻譜資源需求，提升FDD900小區(qū)承載能力。結(jié)合GSM/LTE頻譜共享等輔助手段，降低900M復(fù)用度，釋放頻譜效能；盤(pán)活市區(qū)D1、D2退頻資源，推進(jìn)城區(qū)D頻段利舊到農(nóng)村區(qū)域，將低效能FDD1800資源搬遷至縣城以上區(qū)域?qū)崿F(xiàn)FDD結(jié)構(gòu)調(diào)整。

（2）農(nóng)村5G網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展階段

利舊部分D頻段資源平滑演進(jìn)為5G網(wǎng)絡(luò)，基于業(yè)務(wù)熱點(diǎn)及競(jìng)對(duì)情況，通過(guò)開(kāi)通NR2.6G 60M（8T8R），部署700M5G網(wǎng)絡(luò)。4G網(wǎng)絡(luò)由FDD900頻段和F頻段提供覆蓋和容量，并進(jìn)行F2頻點(diǎn)及A頻段減容精簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)頻率結(jié)構(gòu)。

（3）農(nóng)村5G網(wǎng)絡(luò)成熟期階段

5 G網(wǎng)絡(luò)基于業(yè)務(wù)熱點(diǎn)及競(jìng)對(duì)開(kāi)通2.6 G（32TR）頻段網(wǎng)絡(luò)，并逐步形成FDD700M覆蓋打底網(wǎng)絡(luò)，4G網(wǎng)絡(luò)保留F1頻段及FDD900M資源，清退低效F2和A頻段資源，重耕FDD1800應(yīng)以5G網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)低效頻點(diǎn)退網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)向5G（2.6G 8T8R/32T32R+700M）、4G（FDD900+F）和GSM語(yǔ)音薄網(wǎng)的方向演進(jìn)。

3.4 頻率長(zhǎng)期演進(jìn)規(guī)劃

5G無(wú)線網(wǎng)規(guī)劃應(yīng)“以終為始、統(tǒng)籌考慮”，采用獨(dú)立組網(wǎng)SA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，延續(xù)“宏微皮飛”立體組網(wǎng)架構(gòu)，分階段分節(jié)奏建設(shè)，打造最優(yōu)5G無(wú)線目標(biāo)網(wǎng)。

（1）做好2.6G和4.9G雙頻統(tǒng)籌規(guī)劃：2.6G方面，硬件上提前規(guī)劃具備160M NR能力，后期按照4G/5G業(yè)務(wù)需求逐步引入動(dòng)態(tài)頻譜共享和5G載波聚合能力。最大化發(fā)揮4.9G能力，4.9G重點(diǎn)定位面向高服務(wù)質(zhì)量等級(jí)垂直行業(yè)需求，通過(guò)獨(dú)立專網(wǎng)規(guī)劃（建設(shè)2.6G和4.9G兩套物理獨(dú)立的無(wú)線網(wǎng)）、半共享專網(wǎng)（兩套物理無(wú)線網(wǎng)BBU共享、RRU獨(dú)立）規(guī)劃，打造極具競(jìng)爭(zhēng)力的行業(yè)應(yīng)用支撐能力。

（2）面向競(jìng)對(duì)加速推進(jìn)5G載波聚合能力：促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈盡快實(shí)現(xiàn)2.6G+4.9G載波聚合能力，通過(guò)260M大帶寬提升5G整體業(yè)務(wù)承載能力。

（3）探索5G毫米波的部署應(yīng)用：毫米波具有帶寬大、速率高的優(yōu)勢(shì)，通信速率高達(dá)10Gbps，主要面向大帶寬場(chǎng)景，目前在美國(guó)等地區(qū)已有成熟的商業(yè)應(yīng)用案例。長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮5G熱點(diǎn)容量擴(kuò)容、小范圍極致速率體驗(yàn)等場(chǎng)景，需提前開(kāi)展毫米波設(shè)備測(cè)試應(yīng)用。

4 結(jié)束語(yǔ)

頻率規(guī)劃演進(jìn)直接影響網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)規(guī)劃，指導(dǎo)無(wú)線資源的精準(zhǔn)投入。本文從目前三家運(yùn)營(yíng)商移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的頻率使用現(xiàn)狀出發(fā)，通過(guò)應(yīng)用頻率策略對(duì)標(biāo)，結(jié)合4G流量拐點(diǎn)、5G業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)和用戶發(fā)展趨勢(shì)及運(yùn)營(yíng)商對(duì)5G終端發(fā)展規(guī)劃，提出面向5G場(chǎng)景化頻率資源規(guī)劃策略，為后續(xù)5G資源投入提供參考，助力運(yùn)營(yíng)商打造極簡(jiǎn)的5G精品目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)?！?/p>