摘要：該文對5G低頻網(wǎng)建設(shè)過程中4G/5G天饋的綜合解決方案進行了研究。不僅深入分析了5G低頻網(wǎng)的頻率特點及關(guān)鍵技術(shù)，確定了5G低頻網(wǎng)的建設(shè)需求，而且基于各運營商的網(wǎng)絡(luò)制式和建設(shè)方案不同，提出了各個頻段的5G低頻網(wǎng)天饋建設(shè)方案，緩解天面緊張的問題，并為運營商節(jié)省租金。

關(guān)鍵詞：4G/5G；低頻網(wǎng)；網(wǎng)絡(luò)融合；天面整合

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2024.10.005

中圖分類號：TN 929. 5 文獻標(biāo)志碼：A 文章編碼：1672-7274（2024）10-00-03

Research on Comprehensive Solution for 4G/5G Low Frequency Network Antenna Feed Construction

Abstract： This article studies the comprehensive solution of 4G/5G antenna feeder in the construction process of 5G low-frequency network. Firstly， an in-depth analysis was conducted on the frequency characteristics and key technologies of the 5G low-frequency network， and the construction requirements for the 5G low-frequency network were determined. Secondly， based on the different network standards and construction plans of various operators， a 5G low-frequency network antenna feeder construction plan for each frequency band has been proposed to alleviate the problem of sky tension and save rent for operators.

Keywords： 4G/5G; low frequency networkjLmo1X7BY4JBRsU79J0s/QiKx087vJFat3KdECflSp8=; network integration; antenna feed integration

0 引言

5G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)逐步從城市向農(nóng)村區(qū)域拓展。低頻段的無線電波具有覆蓋范圍廣、傳播損耗低、繞射能力強等特點，在農(nóng)村區(qū)域覆蓋中具有更大的成本優(yōu)勢，所以各個運營商都把目光放在了5G低頻網(wǎng)的建設(shè)上。但現(xiàn)有2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)制式的存在以及多運營商共址共天面的情況，使得有限的天面資源變得更為緊張。如何能利用有限的資源，最大力度地完成5G低頻網(wǎng)的天饋建設(shè)，是各運營商都要面對的問題。這就需要充分考慮天面的未來演進需求、建設(shè)成本及租金、網(wǎng)絡(luò)覆蓋效果、對現(xiàn)網(wǎng)的影響、4G/5G網(wǎng)絡(luò)融合等因素，制定綜合的天饋建設(shè)方案。

1 低頻網(wǎng)的頻譜

2020年4月，中國廣電獲得工信部批準，可以將700 MHz的30M頻率用于5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。2022年11月，中國聯(lián)通獲得工信部批準，可以在5G網(wǎng)絡(luò)中重耕使用900 MHz頻率資源。2023年8月，中國電信獲得工信部批準，可以在5G網(wǎng)絡(luò)中重耕使用800 MHz頻率資源。

當(dāng)前，四大運營商的4G/5G低頻頻段分配如表1所示。在4G/5G低頻的使用上，均存在現(xiàn)有運行系統(tǒng)與5G網(wǎng)絡(luò)共用低頻頻譜資源的情況，均需要進行清頻或者重耕的工作，才能釋放5G低頻頻譜資源，實現(xiàn)4G/5G網(wǎng)絡(luò)的融合組網(wǎng)和長期并存[1]。

2 4G/5G低頻網(wǎng)天饋建設(shè)方案

2.1 天饋建設(shè)原則

（1）向極簡天面演進。運營商多制式多頻段的無線網(wǎng)絡(luò)給天饋建設(shè)帶來了較大的困難，在部署低頻網(wǎng)時，一定要充分考慮多制式各系統(tǒng)新建、擴容天線需求，對于無用或即將退網(wǎng)的舊天線進行騰退，或者使用多頻多端口天線整合天線系統(tǒng)，向極簡天面方向演進，目標(biāo)是實現(xiàn)有源天線和無源天線各1個平臺[2]。

（2）TCO最優(yōu)原則。5G網(wǎng)絡(luò)天面和機房的租金是困擾運營商最大的成本難題。各運營商在天面資源競爭激烈的情況下，要充分利用現(xiàn)有的天面支撐物資源，考慮4G/5G的天面融合和與其他運營商的共建共享，堅持租金最節(jié)省的原則制定天饋建設(shè)方案。

天面建設(shè)時也要考慮節(jié)省工程建設(shè)費用，一方面要考慮網(wǎng)絡(luò)的需求，一方面要使天面整合工作量最少，在天線選型時一定要與需求相結(jié)合，選擇合理的天線類型，避免端口浪費。

（3）保證網(wǎng)絡(luò)覆蓋和質(zhì)量。在4G/5G低頻網(wǎng)建設(shè)時，天饋的建設(shè)方案要保證網(wǎng)絡(luò)建設(shè)后的覆蓋效果和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量?？紤]到未來網(wǎng)絡(luò)的演進，要盡量將5G網(wǎng)絡(luò)尤其是低頻網(wǎng)的天饋放置在高層平臺，保證天線的掛高。對于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進行天面整合時，要盡量保證替換前后的天線增益一致，天線的掛高、方位角、機械下傾角等參數(shù)也要綜合考慮制定，避免引起覆蓋收縮或越區(qū)覆蓋，加大網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)整難度。

（4）結(jié)合需求可預(yù)留端口。天面的重復(fù)整合、反復(fù)登高替換等，不但增加了工程復(fù)雜度，而且增加了工程實施費用，所以要結(jié)合場景及業(yè)務(wù)發(fā)展進行測算分析。對于有潛在建設(shè)需求的區(qū)域，可以考慮為未來建設(shè)的需求預(yù)留天線端口，以便于網(wǎng)絡(luò)的快速部署，減少施工量。

2.2 700 MHz建設(shè)方案

5G 700 MHz基站的建設(shè)要結(jié)合4G 700 MHz基站和5G 2.6 GHz基站的建設(shè)情況統(tǒng)籌考慮，參考場景、業(yè)務(wù)量等因素。在鄉(xiāng)鎮(zhèn)以上區(qū)域業(yè)務(wù)量較高，要綜合考慮2.6 GHz和700 MHz的建設(shè)需求，使用4448天線（700 MHz四端口、900 MHz四端口、1 800 MHz四端口、FA頻段八端口）對多制式混合天面進行整合，使用4+4+4天線（700 MHz四端口、900 MHz四端口、1 800 MHz四端口）對以FDD制式為主的天面進行整合。農(nóng)村區(qū)域業(yè)務(wù)量較低，2.6 GHz的建設(shè)必要性不大，主要的網(wǎng)絡(luò)覆蓋由700 MHz來承擔(dān)，可以使用4+4+4天線對其余的FDD制式天面進行整合，也可以新增單獨700 MHz的四端口天線[3]。

2.2.1 700 MHz基站在2.6 GHz基站的建成區(qū)建設(shè)

（1）現(xiàn)網(wǎng)僅有1套天面：現(xiàn)網(wǎng)已經(jīng)建設(shè)5G 2.6 GHz的AAU，或者使用了4488類型天線（900 MHz四端口、1 800 MHz四端口、FA頻段八端口、D頻段八端口），已經(jīng)無法再與700 MHz基站進行整合，需要新增天面建設(shè)單700 MHz的四端口天線。

（2）現(xiàn)網(wǎng)有2套天面（含AAU）：一套天面為5G 2.6 GHz AAU，另一套天面為純TDD 8通道天線或者4488天線，可以保留AAU，用4448天線替換掉4488天線。

（3）現(xiàn)網(wǎng)有2套及以上天面：一套天面為不含700 MHz的純FDD制式天線，其他天面為5G 2.6 GHz AAU或TDD 8通道天線等，則考慮用4+4+4天線替換整合純FDD制式的天線。

2.2.2 2.6 GHz和700 MHz基站同時建設(shè)

（1）現(xiàn)網(wǎng)僅有1套天面：要根據(jù)基站所在區(qū)域的場景和業(yè)務(wù)量綜合判定，但受頻率和制式的限制，必須要新增一套天面。對于高業(yè)務(wù)量場景，要保證2.6 GHz AAU獨占一套天面，700 MHz與現(xiàn)網(wǎng)天面用4448天線進行整合。對于低業(yè)務(wù)量場景，可使700 MHz獨占一套天面，2.6 GHz使用RRU設(shè)備，合路到原有4488天線上。

（2）現(xiàn)網(wǎng)有2套天面：對于高業(yè)務(wù)量場景，要保證2.6 GHz AAU獨占一套天面，并采用4448將現(xiàn)網(wǎng)的2套天面全部替換。對于低業(yè)務(wù)量場景，采用4+4+4天線整合FDD頻段的天線，2.6 GHz使用RRU設(shè)備，根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)天線支持頻段的情況，決定是否用FA/D天線替換現(xiàn)網(wǎng)的TDD 8通道天線。

（3）現(xiàn)網(wǎng)有3套天面：保留1套純TDD 8通道天線，將其余2套天面用2.6 GHz AAU和4+4+4天線進行替換。

2.2.3 700 MHz基站單獨建設(shè)

現(xiàn)網(wǎng)僅有1套天面（F頻段）：對于普通地面塔站，2套及以內(nèi)的天面租金是不變的，如果基站在農(nóng)村區(qū)域，業(yè)務(wù)需求較小，不用考慮預(yù)留端口，可以新增1套單700 MHz的四端口天線；如果在非農(nóng)區(qū)域，則需要新增4+4+4天線，為后期需求預(yù)留端口。對于其他類型的天線架設(shè)物，可以使用4448天線將所有制式整合到一套天面上。如果現(xiàn)網(wǎng)為高增益、窄波束等特殊類型的天線，則只能考慮新增1套天面，結(jié)合業(yè)務(wù)預(yù)測使用單700 MHz的四端口天線或4+4+4天線。

現(xiàn)網(wǎng)僅有1套天面（900 MHz）：不新增天面，使用4+4+4天線將所有頻段整合到這一套天面上。

現(xiàn)網(wǎng)有2套天面：不新增天面，保持F頻段天線不變，其他頻段用4+4+4天線整合到一套天面上。

2.3 800 MHz建設(shè)方案

中國電信在部署5G 800 MHz基站時，優(yōu)先考慮利用現(xiàn)網(wǎng)4G基站資源進行升級改造，要充分考慮現(xiàn)有4G基站的RRU設(shè)備類型、現(xiàn)有天線的端口數(shù)和頻譜寬度，綜合制定800 MHz NR的天饋建設(shè)方案。

中國電信現(xiàn)有的800 MHz天線大多為11 Mbps帶寬，如果利用現(xiàn)網(wǎng)RRU，則天面可以利舊；如果將現(xiàn)網(wǎng)RRU替換為15 Mbps帶寬RRU，則需要將天線替換為單頻四端口15 Mbps帶寬的天線。在替換時還要注意天線的增益需保持一致。

2.4 900 MHz建設(shè)方案

中國聯(lián)通在部署5G 900 MHz基站時，充分考慮了與中國電信站址的共建共享，從節(jié)省租金、保證質(zhì)量的角度，制定綜合型的天饋解決方案。

2.4.1 聯(lián)通或電信僅有一方站址

現(xiàn)有天面僅有聯(lián)通或電信一方天饋系統(tǒng)，分析共址基站天饋系統(tǒng)，以確定整合方案，最終形成共址1套5G 900 MHz天饋、1套其他制式天饋的組合模式。

（1）共址僅有1套天饋系統(tǒng)：無法整合現(xiàn)有天面，需選取高度適宜的天線架設(shè)物來建設(shè)900 MHz四端口天線。

（2）共址有2套天饋系統(tǒng)：分析現(xiàn)有天饋系統(tǒng)支持能力，已下掛網(wǎng)絡(luò)制式和空余端口情況。若現(xiàn)有天饋支持直接整合，應(yīng)拆除被整合系統(tǒng)所屬天線，騰空抱桿用于900 MHz建設(shè)。若需新購多端口天線進行天面整合，應(yīng)評估雙方平臺5G覆蓋效果，將900 MHz優(yōu)選平臺的無線系統(tǒng)整合到另一方所屬平臺，以確保900 MHz網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)勢。

（3）共址有3套及以上天饋系統(tǒng)：評估共址網(wǎng)絡(luò)制式生命周期，優(yōu)先將短生命周期網(wǎng)絡(luò)獨立天饋，其他網(wǎng)絡(luò)制式整合為一套天饋系統(tǒng)；或者升級共址4G基站為混模設(shè)備，以合并網(wǎng)絡(luò)制式，減少天饋端口數(shù)量，利于天面整合，用于騰空抱桿建設(shè)900 MHz網(wǎng)絡(luò)。待短生命周期系統(tǒng)退網(wǎng)后，可減少租金，降低運營成本壓力。

2.4.2 聯(lián)通與電信共址

現(xiàn)有天面同時存在聯(lián)通和電信雙方網(wǎng)絡(luò)制式的天饋系統(tǒng)，需同時分析雙方天饋整合能力，以確定最優(yōu)天饋建設(shè)方案。

（1）不整合天面：一方或雙方新建天饋系統(tǒng)可不增加站址租金時，可評估新建抱桿掛高是否滿足5G覆蓋需求，在滿足5G覆蓋需求的前提下，可不考慮現(xiàn)有天線系統(tǒng)整合方案，新建900 MHz保證現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)和5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋效果。

（2）僅一方可整合天面：聯(lián)通或電信一方可整合現(xiàn)有天面，本著對現(xiàn)網(wǎng)影響最小原則，參照僅一方站址整合原則進行天饋整合方案制定。

（3）雙方均可整合天面：聯(lián)通與電信均現(xiàn)存兩套及以上天饋系統(tǒng)，且同時可進行天饋整合。此時應(yīng)比對雙方可騰空平臺高度和覆蓋方位，優(yōu)選利于900 MHz網(wǎng)絡(luò)覆蓋的平臺所屬方進行現(xiàn)有天面整合。

（4）雙方均無法整合天面：在雙方均僅有一套天饋系統(tǒng)或自身無法進行天面整合時，需考慮整合雙方天面以騰空抱桿用于900 MHz網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。本著對現(xiàn)網(wǎng)影響最小原則，需比對雙方現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)覆蓋方向和覆蓋目標(biāo)情況，確保雙方覆蓋目標(biāo)一致，現(xiàn)網(wǎng)方向角偏差不超過5°，方可考慮實施整合，以防止造成其中一方網(wǎng)絡(luò)投訴激增，影響現(xiàn)網(wǎng)覆蓋的現(xiàn)象出現(xiàn)，應(yīng)將900 MHz優(yōu)選平臺所屬系統(tǒng)向另一方所在平臺整合，以保證900 MHz網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)勢。

3 結(jié)束語

本文對低頻網(wǎng)的頻譜分配及應(yīng)用、5G低頻網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)等進行了深入分析，從運營商的價值角度分析了5G低頻網(wǎng)的天饋建設(shè)時需重點考慮的因素，并依據(jù)分析結(jié)果，結(jié)合各個運營商現(xiàn)網(wǎng)的不同頻段、不同網(wǎng)絡(luò)制式，提出了5G低頻網(wǎng)建設(shè)時的天饋綜合解決方案，既考慮了4G/5G網(wǎng)絡(luò)的融合，又注重保障5G低頻網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，為5G低頻網(wǎng)的建設(shè)提供了有效的參考。但在工程建設(shè)過程中，因為多運營商、多制式及不同環(huán)境天面的復(fù)雜性，上述方案肯定無法涵蓋全部的場景。希望本文中提出的天饋綜合解決方案，能夠為5G低頻網(wǎng)絡(luò)的部署和發(fā)展，提供有益的啟示。

參考文獻

[1] 鄧安達，李浩，程日濤，馬春．5G 2.6 GHz與700 MHz頻段基站天線建設(shè)策略[J]．移動通信，2021，45（2）：29-32．

[2] 呂熾能．基于5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的天面改造方案研究經(jīng)驗分析[J]．中國新通信，2023，25（23）：16-18．

[3] 趙志斌．無線基站天饋系統(tǒng)改造應(yīng)用[J]．?dāng)?shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2023，41（6）：158-160．