葉新斌+段飛+羅哲

【摘 要】在4G網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展背景下，為了更好地應(yīng)對全球2G網(wǎng)絡(luò)停用的趨勢，通過對2G/3G網(wǎng)絡(luò)減頻減容的背景、頻率演進進行分析，得出中國聯(lián)通2G/3G減頻減容的方法和后評估辦法，為移動網(wǎng)絡(luò)演進及無線頻率使用提供指引。

【關(guān)鍵詞】2G清頻退網(wǎng) 減頻 減容 后評估

1 引言

2014年至2016年，全球主流運營商2G/3G用戶占比持續(xù)降低，其中亞太地區(qū)的2G用戶減少27%，3G用戶減少7%；西歐地區(qū)2G用戶減少60%以上，3G用戶減少了18%。與此同時，全球4G產(chǎn)業(yè)鏈日趨完善，商用進度加快推動了4G用戶終端占比持續(xù)提升，國際主流運營商從2009年起陸續(xù)停止了對2G投資，并相繼關(guān)閉2G網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)行業(yè)分析預(yù)測，2G網(wǎng)絡(luò)將于2020年左右在全球范圍內(nèi)全面停用。亞太和西歐地區(qū)2G/3G/4G用戶規(guī)模如圖1所示。

從中國聯(lián)通目前2G/3G/4G多網(wǎng)運營角度分析，在現(xiàn)網(wǎng)仍存在大量2G用戶和終端的背景下，建議采取精簡網(wǎng)絡(luò)、重耕頻率、大力推進用戶簽轉(zhuǎn)的方式，對2G/3G進行“瘦身”減頻，從而有效降低運營成本，這是網(wǎng)絡(luò)演進的未來趨勢。

2 網(wǎng)絡(luò)演進

2.1 2G/3G的選擇

中國聯(lián)通現(xiàn)網(wǎng)正處于2G/3G/4G多網(wǎng)運營的模式，這種現(xiàn)狀帶來了一些問題：1）同時存在多個廠家、多個系統(tǒng)和多套設(shè)備，結(jié)構(gòu)冗余且能效低下；2）2G老舊設(shè)備多，能耗壓力較大，不利于節(jié)能減排；3）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復雜，增加了維護和優(yōu)化難度，對企業(yè)運營成本形成嚴重負擔。因此在減頻過程中，如何平衡2G/3G頻率的使用將是一個重要課題，思考角度如下：

（1）從所承載業(yè)務(wù)的角度看，全球趨勢顯示數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是未來給運營商帶來增量增收的根本所在，語音業(yè)務(wù)雖然存量較大，但總體上是穩(wěn)中有降，且收入會隨著時間的推移逐步下降，語音業(yè)務(wù)需求不會成為未來的焦點。2G網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)在和未來的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)競爭中不具備優(yōu)勢，3G具有同時滿足數(shù)據(jù)與話音業(yè)務(wù)的能力，若在2G和3G中選擇清退一張網(wǎng)絡(luò)，3G無疑會被優(yōu)先保留。

（2）從所承載用戶的角度分析，中國聯(lián)通當前3G/4G出賬用戶有超過50%的語音業(yè)務(wù)均承載在3G網(wǎng)絡(luò)上，這些用戶屬于中國聯(lián)通的優(yōu)質(zhì)用戶，而承載在2G網(wǎng)絡(luò)上的基本為低端用戶。從優(yōu)先保證高端優(yōu)質(zhì)用戶的高質(zhì)量語音業(yè)務(wù)感知考慮，2G與3G中無疑要優(yōu)先選擇保留3G。

（3）從終端趨勢的角度，隨著國內(nèi)純2G終端出貨量不斷降低、物聯(lián)網(wǎng)模塊向NB等技術(shù)轉(zhuǎn)變、全網(wǎng)通手機的出現(xiàn)，2G手機占比逐漸降低。有數(shù)據(jù)顯示，截至2016年11月，純2G手機出貨量占比已降至不足6%，4G手機出貨量中全網(wǎng)通手機占比71.5%。故從網(wǎng)絡(luò)制式本身的技術(shù)優(yōu)勢角度看，優(yōu)先清退2G網(wǎng)絡(luò)是必然選擇。國內(nèi)手機具體出貨量如圖2所示。

2.2 頻率演進

中國聯(lián)通目前2G/3G/4G主要使用頻段為：2G（900 MHz）僅有6 MHz，且城市區(qū)域干擾較大；2G（1800 MHz）使用10 MHz，4G（1800 MHz）使用20 MHz；2100 MHz共有資源25 MHz，目前3G使用20 MHz帶寬，剩余5 MHz預(yù)留4G擴容，主要頻段分布如表1所示：

考慮目前2G網(wǎng)絡(luò)的頻率使用現(xiàn)狀，GSM900網(wǎng)絡(luò)是一張全局性網(wǎng)絡(luò)，覆蓋絕大部分區(qū)域，仍承擔著廣覆蓋的作用。現(xiàn)有GSM900網(wǎng)絡(luò)相對具有頻率優(yōu)勢和覆蓋優(yōu)勢，在保障現(xiàn)有2G語音業(yè)務(wù)基本穩(wěn)定的前提下，基于對4G擴容可選頻率進行對比分析，重點考慮頻率滿足度及清頻難度，建議優(yōu)先清退2100 MHz頻率，次選1800 MHz頻率。LTE擴容頻率選擇對比如表2所示。

2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)整體演進目標對分階段進行無線頻段釋放及使用具有參考作用：

（1）4G網(wǎng)絡(luò)：定位為中國聯(lián)通主力承載網(wǎng)，現(xiàn)處于持續(xù)投入階段，全面覆蓋省市目標場所，在高流量區(qū)部署多載波。

（2）3G網(wǎng)絡(luò)：在2018年VoLTE成熟前為主要語音承載網(wǎng)，將逐步做薄網(wǎng)絡(luò)，在城市區(qū)域保留雙載頻，外圍保留單載頻，從而騰出頻率給4G。2100 MHz（3G）在2017年先退5 MHz，2018年再退5 MHz，用于4G擴容。

（3）2G網(wǎng)絡(luò)減頻退網(wǎng)：同一物理站點保留單一頻段，視900 MHz和1800 MHz具體區(qū)域使用情況，原則上城區(qū)騰退G900M，保留G1800M；郊區(qū)騰退G1800M，保留G900M。2017年將2G基站減容至一個載頻，從而降低網(wǎng)絡(luò)運營成本。2019年前GSM現(xiàn)有在用頻率全部退出，釋放頻率用于4G擴容。

1800 MHz（2G）在2017年退出5 MHz，剩余頻率在2019年前全部退出；900 MHz（2G）頻率在2019年前全部退出，具體時間分布如圖3所示。

3 2G/3G減頻減容方法

無線網(wǎng)絡(luò)減頻工作應(yīng)在保證業(yè)務(wù)需求和用戶感知的基礎(chǔ)上循序進行。為減少2G/3G減容對現(xiàn)網(wǎng)重要區(qū)域及用戶帶來的影響，對包括軍政機關(guān)、集團客戶、重要展館、旅游景點、重要會議中心等重點場所滿足減容標準的基站，謹慎進行減頻減容。

3.1 2G減頻減容方法

（1）2G（900 MHz）減頻減容目標：城市場景下G900網(wǎng)絡(luò)主要用來配合G1800網(wǎng)絡(luò)的減頻，而暫不考慮減頻。鄉(xiāng)村場景下，根據(jù)實際話務(wù)情況，衡量G900網(wǎng)絡(luò)是否具備減頻條件，部署U900區(qū)域的G900網(wǎng)絡(luò)維持2 MHz不變，在滿足用戶業(yè)務(wù)需求的前提下，根據(jù)2G用戶簽轉(zhuǎn)及網(wǎng)絡(luò)負荷變化情況，逐步關(guān)閉載頻直至退網(wǎng)；未部署U900區(qū)域的G900網(wǎng)絡(luò)可根據(jù)減頻條件逐步減頻直至退網(wǎng)。

（2）2G（1800 MHz）減頻減容目標：在900 MHz/

1800 MHz基站共同覆蓋的情況下，如具備條件，則實施1800 MHz退網(wǎng)，否則將1800 MHz由10 MHz減頻為5 MHz，直至S111站型的薄網(wǎng)完成。

實施GSM網(wǎng)絡(luò)的減容減頻，需要對GSM網(wǎng)絡(luò)的語音話務(wù)量進行核算評估，并根據(jù)GSM每個扇區(qū)的語音話務(wù)量情況確定相應(yīng)扇區(qū)的減頻配置。根據(jù)優(yōu)先保障語音業(yè)務(wù)的原則，建議每個小區(qū)配置1條靜態(tài)PDCH信道，半速率100%開啟，并取小區(qū)級語音忙時的統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行評估分析。

（3）GSM網(wǎng)絡(luò)減頻減容核算分析方法大致分為六步：

1）判斷該扇區(qū)所在站址是否為G900和G1800共站。如果是，則統(tǒng)計該扇區(qū)覆蓋范圍下G900和G1800所有載頻的語音話務(wù)量之和；反之則統(tǒng)計該扇區(qū)覆蓋范圍下G900或G1800所有載頻的語音話務(wù)量。

2）通過愛爾蘭表對比各扇區(qū)載頻配置的語音話務(wù)量，城市場景選擇2%呼損率中30%容量余量的取值，鄉(xiāng)村場景選擇5%呼損率中30%容量余量的取值。

3）選擇出能夠滿足統(tǒng)計語音話務(wù)量的最小載頻配置，如果最小載頻配置小于實際載頻配置，則標記該扇區(qū)為可減頻扇區(qū)。

4）如果可減頻扇區(qū)數(shù)量占目標減頻區(qū)域內(nèi)全部扇區(qū)的比例達到門限值（例如95%），則可對該區(qū)域?qū)嵤p容減頻工作。

5）在G1800減頻至5 MHz帶寬后，可根據(jù)每個扇區(qū)的承載業(yè)務(wù)量情況將G1800配置成2載波或者3載波。在G1800減頻至2.4 MHz后，G1800每個扇區(qū)應(yīng)配置為S1載波。

6）如存在GSM900和GSM1800共站，在覆蓋和容量同等的前提下，城市場景優(yōu)先關(guān)閉G900小區(qū)，鄉(xiāng)村場景優(yōu)先關(guān)閉G1800小區(qū)。

3.2 3G減頻減容方法

在當前無線網(wǎng)絡(luò)中，3G網(wǎng)絡(luò)還承擔著相當比例的語音話務(wù)量和數(shù)據(jù)流量，因此，在開展2100 MHz減頻減容工作的過程中，必須確?，F(xiàn)有3G用戶業(yè)務(wù)體驗及網(wǎng)絡(luò)KPI保持穩(wěn)定。減容目標為將具備條件的高于3載波的小區(qū)逐步減頻至3載波，3載波及以下的小區(qū)減頻至2載波，精簡下的頻率資源用于后續(xù)LTE載波聚合及4G擴容工程，同時達到節(jié)能減排的目的。為了保證DC雙載波帶來的系統(tǒng)增益和用戶體驗的變化，短期內(nèi)不建議將WCDMA扇區(qū)減頻至單載波。

WCDMA網(wǎng)絡(luò)的減容減頻應(yīng)首先針對WCDMA網(wǎng)絡(luò)的承載業(yè)務(wù)量進行核算評估，并根據(jù)WCDMA扇區(qū)資源利用率的情況確定相應(yīng)扇區(qū)的減頻配置。為確?，F(xiàn)有3G用戶業(yè)務(wù)體驗及網(wǎng)絡(luò)KPI的穩(wěn)定，減容目標為將具備條件的高于2載波的小區(qū)逐步減頻至2載波，精簡下的頻率資源用于后續(xù)LTE載波聚合及4G擴容。

選取小區(qū)級基站資源忙時的統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行評估分析：

（1）選取U2100單站站點統(tǒng)計該扇區(qū)下所有載波的業(yè)務(wù)量，從最小載波配置為單載波開始迭代計算該扇區(qū)無線資源利用率，直至計算至N載波時無線資源利用率剛好小于40%為止。如果N小于扇區(qū)實際載頻配置n，則標記該扇區(qū)為可減頻扇區(qū)，可減載頻數(shù)為兩者差值的絕對值：|n-N|。

（2）為保證用戶數(shù)據(jù)體驗，對核心城區(qū)建議最多減容至2載波為止。

（3）為減少2G/3G減容對現(xiàn)網(wǎng)重要區(qū)域的影響，對減容小區(qū)實施白名單管理，即滿足減容標準但是在白名單內(nèi)的小區(qū)，最多減容至2載波為止，或謹慎對其減容。白名單包括校園、重要展館、旅游景點、重要會議中心、軍政機關(guān)、集團客戶等重點場所的主覆蓋小區(qū)。

（4）為避免減容后，由于話務(wù)波動但又滿足擴容門限的情況，建議將3G減容門限設(shè)置為減容后扇區(qū)總體無線資源利用率不超過40%。

3.3 2G/3G減容的后評估辦法

網(wǎng)絡(luò)減頻工作應(yīng)在保證業(yè)務(wù)需求和用戶感知的基礎(chǔ)上循序進行，對于具備減容條件的扇區(qū)在拆除載頻或其他硬件前，要求鎖掉載頻后觀察1個月，期間如出現(xiàn)擁塞、語音質(zhì)量下降明顯或較大面積用戶投訴的情況時，需恢復至減容前狀態(tài)。

網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模減容后，對2G/3G減頻區(qū)域需進行后評估，后評估主要從測試類網(wǎng)絡(luò)指標、后臺類網(wǎng)絡(luò)指標和投訴情況等3個方面考慮，具體指標如表3所示。

4 結(jié)束語

隨著4G用戶的增長和視頻等高數(shù)據(jù)量業(yè)務(wù)的推廣，對4G網(wǎng)絡(luò)擴容需求更為迫切，因此需要及時進行2G/3G頻率重耕，進一步釋放1800 MHz及2100 MHz頻率資源，有效提升頻率資源使用效率，降低運營成本。但同時，在網(wǎng)頻率清退必將對用戶體驗帶來一定程度的影響，故需網(wǎng)業(yè)聯(lián)動，結(jié)合2G/3G/4G用戶結(jié)構(gòu)、資費套餐、終端政策、客戶服務(wù)等，進行前后線聯(lián)動，才能有效推動2G清頻退網(wǎng)的落實，最終實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)演進目標和經(jīng)營效益目標的有效結(jié)合。

參考文獻：

[1] 曾召華. LTE基礎(chǔ)原理與關(guān)鍵技術(shù)[M]. 西安： 西安電子科技大學出版社， 2010.

[2] 竇中兆，雷湘. WCDMA系統(tǒng)原理與無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化原理[M]. 北京： 清華大學出版社， 2009.

[3] 韓斌杰，杜新顏，張建斌. GSM原理及其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化[M]. 北京： 機械工業(yè)出版社， 2010.

[4] 蘇華鴻，孫孺石，薛鋒章，等. 蜂窩移動通信·射頻工程[M]. 2版. 北京： 人民郵電出版社， 2007.

[5] 楊燕. 淺析移動通信網(wǎng)絡(luò)中的QoE[J]. 電信科學， 2007（8）： 34-38.

[6] 華為技術(shù)有限公司. GSM語音質(zhì)量（MOS）優(yōu)化手冊[Z]. 2011.

[7] 華為技術(shù)有限公司. WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)特性與算法[Z]. 2012.

[8] 3GPP TS26.190 V 10.0.0A. Adaptive Multi-Rate-Wideband（AMR-WB） speech co-dec. transcoding unctions （Release 10）[S]. 2011.

[9] 3GPP. 3RD generation partnership project[Z]. 2012.

[10] ITU-T. Advanced video coding for generic audiovisual services， ITU-T H.264[Z]. 2003.