王家旭　畢健有　王浩年

【摘要】? ? 5G的地位在國內(nèi)已經(jīng)被上升到國家戰(zhàn)略層面，我國對5G建設(shè)發(fā)展的政策支持在全球領(lǐng)先。組建好5G網(wǎng)絡(luò)對運營商來說是接下來幾年公司發(fā)展的關(guān)鍵性問題。在5G階段新加入的中國廣電700MHz頻段可以說是核武器級別，但是廣電沒有通信行業(yè)的基礎(chǔ)，如果獨立從零開始起步太晚，跟不上5G發(fā)展不說，需要投入的成本也不是廣電可以承受的。所以廣電選擇與中國移動合作建設(shè)其5G網(wǎng)絡(luò)，依托與移動的雄厚基礎(chǔ)快速進入賽道，參與競爭。那么中國移動的5G頻段與廣電的700MHz頻段如何組網(wǎng)，配合建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)達到1+1>2的效果是本文研究重點。

【關(guān)鍵詞】? ? 5G? ? 700MHz? ? 2.6GHz/4.9GHz

引言：

2020年，中國廣電正式進入5G運營商行列，其核心資產(chǎn)5G 700MHz頻譜意義非凡。如此低的5G頻段能充分發(fā)揮低頻段的頻譜優(yōu)勢，大大加快我國5G網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)全國廣覆蓋的步伐，也可節(jié)省部分組網(wǎng)成本，對促進我國5G產(chǎn)業(yè)繁榮、實現(xiàn)5G引領(lǐng)全球起到重要作用。

頻譜資源是無線通信網(wǎng)絡(luò)的基石，是各大運營商的戰(zhàn)略性資源，與國際市場的頻譜拍賣不同，國內(nèi)的頻譜資源依靠于國家的規(guī)劃分配，回首國內(nèi)3大運營商的發(fā)展，每代網(wǎng)絡(luò)制式的頻譜分配都會引起各大運營商的市場份額大幅變動，極其重要關(guān)鍵。5G也不例外，從中國移動引入2.6GHz上的160M大帶寬及4.9GHz，再到電信聯(lián)通3.5GHz的200M帶寬共建共享，以及2.1GHz新NR頻段的引入，最近確定了中國廣電引入700MHz后與中國移動共建共享，國內(nèi)5G商用之路可謂跌宕起伏。未來更高頻段的分配是否還會有變局不可預(yù)測，但從當前5G發(fā)展格局來看，運營商各具優(yōu)勢，平分秋色。

一、700 MHz頻段分析

我們都知道目前國際上無線通信頻譜的低頻部分都早已分配殆盡，想要更高的無線通信網(wǎng)絡(luò)速率，頻譜帶寬是越大越好，根據(jù)現(xiàn)狀，只有高頻才有大帶寬，這也是美國5G早期提出發(fā)展毫米波的原因。高頻段的大帶寬滿足了5G網(wǎng)絡(luò)要點中的超高峰值速率指標，但根據(jù)電磁波頻率與波長的關(guān)系我們得知，頻率與波長成反比，頻率越高，波長越短。再考慮到無線信號在空間傳播過程中損耗與波長的關(guān)系，波長越短，損耗越大。因此，頻段越高，覆蓋范圍越小，這也是無線通信網(wǎng)絡(luò)隨著發(fā)展從2G到5G基站站間距越來越小的原因?；久芏却罅?，建網(wǎng)成本肯定也越高，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化也越復(fù)雜。另一方面，頻率越高，信號穿透能力越差，宏基站就無法打穿樓體，室內(nèi)就會產(chǎn)生弱覆蓋，目前無線通信業(yè)務(wù)大多發(fā)生在室內(nèi)，這種情況是不可忽視的。

目前，中國移動5G基站已開通115萬余，只完成了大城市的城區(qū)廣覆蓋，如要完成與4G相同的全國范圍內(nèi)的覆蓋，5G基站數(shù)量還要翻上幾倍，再考慮到5G基站每個幾十萬元的建站成本，組網(wǎng)成本將是一個驚人的數(shù)字。由此可見廣電700MHz 5G頻段的可貴之處，700MHz頻段甚至比2G的900MHz還要低，所以700MHz組網(wǎng)5G的站間距可以很大，節(jié)省了大量的建站數(shù)量，帶來的好處不言而喻。萬事都沒有完美無缺，由于700MHz的頻率低，所以其對應(yīng)天線振子會很大，在5G MIMO技術(shù)應(yīng)用下，支持700MHz的天線的和設(shè)備會很笨重，不符合當今無線通信網(wǎng)絡(luò)小型化、隱蔽性強的發(fā)展趨勢。

二、中國廣電與中國移動5G頻譜分析

中國移動目前有2.6GHz 160M和4.9GHz? 100M兩個NR頻段，而廣電則擁有700MHz 和4.9GHz 各60MHz 的帶寬。雙方應(yīng)充分利用頻譜特點，合理規(guī)劃組網(wǎng)。

可利用700MHz低頻段良好的信號穿透和覆蓋特性，以中國移動現(xiàn)有站址資源為依托，快速實現(xiàn)城市深度覆蓋以及郊縣農(nóng)村的廣覆蓋部署。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、建設(shè)一步到位，城區(qū)和郊縣均衡發(fā)展，提升網(wǎng)絡(luò)性能及建設(shè)效率，降低建設(shè)成本。

700MHz與2.6GHz可以組成兩張相互協(xié)同優(yōu)勢互補的兩張5G網(wǎng)絡(luò)，在全國大范圍鋪開，完成5G網(wǎng)絡(luò)的廣覆蓋與深度覆蓋;4.9GHz 因頻段較高，穿透和覆蓋能力較差，可以在熱點區(qū)域作為容量補充網(wǎng)絡(luò)來部署，也可根據(jù)需求作為to B或to C等專網(wǎng)來使用，形成多層網(wǎng)絡(luò)立體覆蓋，共同應(yīng)對未來5G各種應(yīng)用的高速發(fā)展。在這種立體組網(wǎng)的5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，網(wǎng)間如何協(xié)同至關(guān)重要，既決定了網(wǎng)絡(luò)的性能，還決定了網(wǎng)絡(luò)運維的靈活性和效率。運營商在網(wǎng)絡(luò)全局策略上要避免700MHz與2.6GHz強耦合捆綁，這樣會影響網(wǎng)絡(luò)建設(shè)選擇的靈活性，并帶來全網(wǎng)范圍內(nèi)網(wǎng)絡(luò)間流量結(jié)算困難，還會提升未來網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化及運維的復(fù)雜度和增加成本;一些特殊場景，如體驗區(qū)域以及亟需上行能力提升的區(qū)域，可以考慮引入網(wǎng)絡(luò)能力增強技術(shù)，實現(xiàn)700MHz與2.6GHz甚至4.9GHz的能力協(xié)同，改善特殊場景下的網(wǎng)絡(luò)性能和用戶體驗。

三、700MHz與2.6GHz協(xié)同組網(wǎng)

700MHz在4G時代國外已有應(yīng)用，所以技術(shù)和配套產(chǎn)業(yè)都能滿足700MHz NR網(wǎng)絡(luò)快速獨立組網(wǎng)，可與中國移動2.6GHz NR形成雙層組網(wǎng)。如上文所述700MHz的低頻覆蓋優(yōu)勢明顯，如圖4-1所示，700MHz單位面積覆蓋能力約為2.6GHz網(wǎng)絡(luò)的3～4倍，我們在做網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時可以在城區(qū)按700MHz與2.6GHz站點1：3左右的比例部署，作為5G網(wǎng)絡(luò)廣覆蓋的主要承載，2.6GHz網(wǎng)絡(luò)具備容量和頻段優(yōu)勢，下行為700MHz的20倍左右，上行則在7倍以上，是作為5G容量為主的主要承載。

基于共建共享合作，廣電與中國移動的用戶共享網(wǎng)絡(luò)資源，分別優(yōu)先接入700MHz 與2.6GHz網(wǎng)絡(luò)，采用合理的小區(qū)駐留、切換等互操作策略即可滿足早期用戶的業(yè)務(wù)需求。隨著5G不斷發(fā)展，用戶數(shù)不斷增多，兩張網(wǎng)絡(luò)間可適時引入負載均衡技術(shù)，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，保障用戶體驗。采用這種解耦獨立建網(wǎng)方式的好處是避免強耦合綁定帶來的兩張網(wǎng)絡(luò)在規(guī)劃及后期網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的大量繁瑣工作，也避免因為單一網(wǎng)絡(luò)的升級改造帶來整網(wǎng)性能的急劇惡化，同時給運營商在設(shè)備商選擇上留有更大的空間。

四、5G時頻雙聚合

5G目前處于發(fā)展初級階段，短視頻直播等大火使得用戶對無線通信網(wǎng)絡(luò)速率更加敏感，在有限的帶寬下，想提高網(wǎng)絡(luò)速率除了MIMO技術(shù)的應(yīng)用外，載波聚合技術(shù)CA（Carrier Aggregation）也可以提升頻譜利用率提高網(wǎng)絡(luò)速率。廣電700MHz與移動2.6GHz組網(wǎng)輔以載波聚合技術(shù)CA技術(shù)可以充分發(fā)揮高低頻優(yōu)勢，提升網(wǎng)絡(luò)的上行覆蓋能力，改善邊緣用戶業(yè)務(wù)體驗，降低建網(wǎng)成本。對于一些亟需上行增強的區(qū)域的特殊場景，可引入載波聚合技術(shù)CA，提升網(wǎng)絡(luò)性能和競爭力。

5G時頻雙聚合是在載波聚合技術(shù)CA基礎(chǔ)上提出的一種體驗增強技術(shù)，把FDD和TDD頻譜在時域和頻域優(yōu)勢巧妙結(jié)合，在不增加終端成本的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新引入載波間協(xié)同與調(diào)度技術(shù)，使終端在小區(qū)近中點可利用FDD+TDD頻譜采用多天線輪發(fā)（UL Tx Switching）以及并發(fā)的方式進行上下行傳輸，獲得更大帶寬和更低時延，提升業(yè)務(wù)體驗。在小區(qū)邊緣，終端在上行方向則可切換到覆蓋更好的700MHz小區(qū)，從而解決2.6GHz及4.9GHz網(wǎng)絡(luò)的上行覆蓋受限問題。此外，還可以在下行方向繼續(xù)聚合700MHz和2.6GHz的下行帶寬，下行邊緣速率得到進一步提高。

5G時頻雙聚合是載波間的協(xié)同技術(shù)，700MHz和2.6G/4.9GHz載波都有獨立的上下行鏈路，能夠支持標準的鄰區(qū)測量，并支持載波獨立調(diào)度，網(wǎng)絡(luò)測量和功控功能完備，終端可以同時接入多載波，選擇最佳載波進行聚合。因此在商用組網(wǎng)時700MHz與2.6G/4.9GHz完全可以支持跨站獨立建設(shè)，相比業(yè)界其他類似技術(shù)，時頻雙聚合方案組網(wǎng)更加靈活，網(wǎng)絡(luò)部署更便捷。

五、700MHz與2.6GHz共建共享的優(yōu)勢

廣電和中國移動共建共享是雙方共贏的互利合作，在面對中國電信與聯(lián)通的合作可以擴大優(yōu)勢：

（一）天面資源

現(xiàn)在鐵塔的天面資源緊張，好的天面資源早已被占用，700MHz 可以替換掉退網(wǎng)的900M Hz 天線，擁有更好的天面資源，取得更好的覆蓋效果。

（二）傳輸資源

5G網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)相比于無線側(cè)的建設(shè)傳輸建設(shè)更加困難，中國移動在整合了鐵通的資源后在傳輸資源方面已經(jīng)非常完善，廣電與其合作700MHz不僅可以快速開通投入使用，組網(wǎng)成本還較低。

（三）容量共享

廣電的700MHz NR帶寬只有60M，5G發(fā)展到中后期容量會相形見絀，且廣電沒有無線通信網(wǎng)絡(luò)用戶基礎(chǔ);中國移動2.6GHz在有160M，帶寬大但是頻段高，覆蓋不足，5G用戶方面不需贅述，用戶量全國第一。雙方合作各取所需，相得益彰。

（四）組網(wǎng)成本

5G設(shè)備價格還是較高，每站成本在幾十萬元左右，且眾所周知5G設(shè)備時耗電大戶，電費在成本占比要高出4G很多，考慮到5G的組網(wǎng)成本無論是廣電和中國移動還是聯(lián)通和電信的合作都是降低成本的無奈之舉。

（五）加速5G發(fā)展

廣電在傳統(tǒng)廣播電視的用戶基礎(chǔ)可以在今后5G應(yīng)用中起到快速推廣的作用，可加快推進5G產(chǎn)業(yè)成熟。傳統(tǒng)媒體與無線通信網(wǎng)絡(luò)會碰撞出更多的火花，共同進步。

六、結(jié)束語

中國移動作為國內(nèi)三家運營商中的龍頭無線用戶數(shù)眾多，與鐵通整合后發(fā)力與有線寬帶及廣播電視等領(lǐng)域，但始終成效甚微。廣電作為國家新批準的5G運營商，還是初生牛犢，前途未卜，如無新意斷無法與其他三大運營商競爭。廣電有廣播電視的夯實基礎(chǔ)，可在5G? eMBMS（增強的多媒體廣播多播業(yè)務(wù)）上優(yōu)先發(fā)力，而這方面正是移動所求不可得的領(lǐng)域。所以廣電與中國移動合作5G是各有所求，優(yōu)勢互補。廣電700M將與中國移動2.6G/4.9G網(wǎng)絡(luò)相融共進，共同推動5G產(chǎn)業(yè)的繁榮發(fā)展。

參? 考? 文? 獻

[1]唐興權(quán)、莫若. 700M與2.6G合作的必要性研究[J].? 電子技術(shù)與軟件工程，2021（5）.

[2]羅新軍. 基于廣電5G的多運營商共建共享組網(wǎng)策略[J]. 通信技術(shù)，2019（12）.

[3]胡煜華、王鑫炎、李貝. 5G網(wǎng)絡(luò)上行覆蓋增強研究[J]. 電信科學，2020（8）.

[4]王文成、孫鵬飛. 淺談700MHz在移動5G網(wǎng)絡(luò)中的規(guī)劃及應(yīng)用[J]. 中國新通信，2020（11）.

[5]張強、于克衍. 淺談中國移動與廣電700M 5G共享方案[J]. 中國新通信，2020（9）.

王家旭（1987-），男，學士學位，高級工程師，項目經(jīng)理， 2020年被評為沈陽高層次人才;

畢健有（1976-），男，漢族，遼寧沈陽，本科，高級工程師，無線設(shè)計部經(jīng)理，研究方向：4G、5G等無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃優(yōu)化及工程咨詢設(shè)計;

王浩年（1987-），男，漢族，遼寧沈陽，本科，高級工程師，入選遼寧省百千萬人才工程，研究方向：LTE、5G移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃優(yōu)化及工程咨詢設(shè)計。