梁月 鄧安達(dá) 寇新忠

【摘? 要】如何處理好4G/5G在資源上的矛盾，解決好二者之間的協(xié)同，是當(dāng)前無線網(wǎng)規(guī)劃與工程建設(shè)面臨的新課題。首先結(jié)合中國移動(dòng)5G 2.6 GHz頻率使用策略，提出面向4G/5G協(xié)同的工程建設(shè)方案，隨后聚焦4G/5G天面協(xié)同，以中國移動(dòng)現(xiàn)網(wǎng)多制式多頻段天饋現(xiàn)狀為出發(fā)點(diǎn)，提出“最佳三副、最少兩副”的天面目標(biāo)形態(tài)建議，并針對原有4G D頻段天饋調(diào)整、5G天饋建設(shè)給出分場景工程建設(shè)方案。

【關(guān)鍵詞】4G/5G協(xié)同;設(shè)備協(xié)同;天饋整合

How to deal with the resource contradiction of 4G/5G and solve the mutual coordination are the new issues faced by the current wireless network planning and engineering construction. This paper first combines China Mobiles 5G 2.6GHz frequency usage strategy， proposes a 4G/5G collaborative wireless network engineering construction solution， and then focuses on 4G/5G antenna panel coordination. Based on the current status of China Mobiles existing multi-mode and multi-band antenna， this paper proposes target form recommendations? for the antenna panel by "Best three， At least two"， and the engineering construction solutions in different scenarios are given for the original 4G D-band antenna feeder adjustment and 5G antenna feeder construction.

4G/5G collaboration; device collaboration; antenna feeder integration

0? ?引言

2019年6月，隨著工信部正式向中國移動(dòng)、中國聯(lián)通、中國電信、中國廣電四家運(yùn)營商發(fā)放5G商用牌照，我國進(jìn)入5G商用元年[1-2]。中國移動(dòng)獲得了2.6 GHz和4.9 GHz的5G商用頻譜資源，初期5G無線網(wǎng)主要以2.6 GHz頻段建設(shè)為主，由于使用頻率與現(xiàn)網(wǎng)4G部分頻段重合，需要4G騰挪2.6 GHz頻段資源用于5G建設(shè)，但是面對當(dāng)前流量爆炸式的增長，2.6 GHz頻段作為4G容量的主力頻段，未來4G與5G網(wǎng)絡(luò)將會(huì)長期共存、優(yōu)勢互補(bǔ)[3]，如何處理好4G/5G在資源上的矛盾，解決好二者之間的協(xié)同，是當(dāng)前無線網(wǎng)規(guī)劃與工程建設(shè)面臨的新課題。本文將主要圍繞2.6 GHz頻段的5G網(wǎng)絡(luò)在工程建設(shè)中如何實(shí)現(xiàn)與4G網(wǎng)絡(luò)資源共享、設(shè)備協(xié)同這一問題進(jìn)行展開，探索面向4G/5G協(xié)同的工程建設(shè)方案，并對天面分場景建設(shè)策略進(jìn)行研究。

1? ?中國移動(dòng)2.6 GHz頻率使用策略

如圖1所示，中國移動(dòng)5G網(wǎng)絡(luò)與4G共享2.6 GHz頻段，共2 515 MHz—2 675 MHz 160 MHz頻譜資源，一方面應(yīng)充分利用FDD 1800MHz部署和A頻段重耕增加4G系統(tǒng)容量[4]，另一方面，現(xiàn)有頻段用盡仍無法滿足場景，應(yīng)利用5G設(shè)備反向開通4G 3D MIMO載波，保障4G網(wǎng)絡(luò)容量需求。在5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期建議使用2 515 MHz—2 615 MHz共計(jì)100 MHz頻率，對于4G業(yè)務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域通過4G/5G載波共享技術(shù)解決4G用戶容量需求，后期5G逐漸開啟160 M全帶寬能力[5]。

2? ?4G/5G設(shè)備協(xié)同

為充分發(fā)揮5G設(shè)備的能力，同時(shí)兼顧到4G業(yè)務(wù)需求，5G無線網(wǎng)設(shè)備應(yīng)支持160 MHz全帶寬，同時(shí)應(yīng)具備4G/5G共模、頻譜動(dòng)態(tài)共享等技術(shù)特性，以充分發(fā)揮單比特建設(shè)成本和運(yùn)營成本優(yōu)勢[6-7]。對于采用160 MHz 4G/5G共模設(shè)備反向開通4G 3D-MIMO的基站，根據(jù)其設(shè)備板件成熟度及支持情況，如圖2所示，可能設(shè)置方案如下[8]。

1）方案一：5G與4G 3D-MIMO分設(shè)基帶板，4G 3D-MIMO基帶板具備軟件升級支持5G能力，AAU支持4G/5G共模。

2）方案二：單基帶板同時(shí)支持5G與4G 3D-MIMO，AAU支持4G/5G共模。

3? ?4G/5G的天面協(xié)同建設(shè)方案

3.1? 天面建設(shè)目標(biāo)形態(tài)

5G AAU需單獨(dú)占用一副天面，對于中國移動(dòng)來說，現(xiàn)網(wǎng)經(jīng)過2G/3G/4G多年建設(shè)，天面普遍存在空間緊、點(diǎn)位多、資源受限的問題，即使新增天面，理想天線位置也已基本被現(xiàn)網(wǎng)天面占據(jù)。隨著“4488”、“2288”全頻段電調(diào)天線、“4+4”900 MHz/1800 MHz電調(diào)天線、FA/D電調(diào)天線的成熟和商用，并從節(jié)約鐵塔租金、降本增效的角度出發(fā)，需推動(dòng)現(xiàn)網(wǎng)天面進(jìn)行資源整合。

由于900 MHz、1800 MHz、FA頻段、D頻段各段頻段覆蓋能力差異大、站址密度不一。如圖3所示，在實(shí)際情況中，由于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可能會(huì)要求各制式天線設(shè)置差異化的方位角和下傾角，因此天面整合的最終目標(biāo)形態(tài)建議為單小區(qū)3副天面即FDD、TDD、5G各1副天面（4G FDD、TDD同制式分別整合）[9]：

1）方案一：4G TD-LTE與5G同廠家，F(xiàn)DD整合、TD-LTE F獨(dú)立，TD-LTE D與5G共模;

2）方案二：4G TD—LTE與5G異廠家，F(xiàn)DD、TDD分別整合，5G獨(dú)立。

如圖4所示，對于天面空間緊張的基站，應(yīng)至少保證單小區(qū)最少2副天面，即4G、5G各1副天面，4G采用全頻天線進(jìn)行整合：

1）方案一：4G TD-LTE與5G同廠家，“2288”、“4488”等全頻天線整合FDD與TDL-F，TD-LTE D與5G共模;

2）方案二：4G TD-LTE與5G異廠家，“2288”、“4488”等全頻天線整合FDD與TDD，5G獨(dú)立。

3.2? 原4G D頻段天饋調(diào)整策略

中國移動(dòng)4G現(xiàn)網(wǎng)D頻段使用頻率為2 575 MHz—635 MHz共計(jì)60 MHz頻率，由于5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期100 MHz頻段需占用原有4G D頻段D1和D2兩個(gè)頻點(diǎn)，且現(xiàn)網(wǎng)4G D頻段設(shè)備極少支持移頻，同站址配置4G D頻段與5G NR（2.6 GHz頻段）時(shí)，存在以下幾種方案：

1）方案一：利用4G、5G共模AAU反向開通4G 3D-MIMO，關(guān)閉原4G-D頻段設(shè)備;

2）方案二：替換新D頻段設(shè)備及天線（移頻支持D3/D7/D8），5G AAU只開通100M;

3）方案三：原D頻段設(shè)備及天線不調(diào)整退出D1/D2頻段，只開通D3，5G AAU只開通100M NR。

從工程實(shí)施、網(wǎng)絡(luò)性能、設(shè)備投資、租賃成本以及向5G演進(jìn)能力等5個(gè)方面對原有4G D頻段天面調(diào)整三個(gè)方案進(jìn)行綜合評估，如表1所示。

對于現(xiàn)網(wǎng)4G高容量場景，推薦選用方案一，使用共模AAU設(shè)備反開4G 3D-MIMO，以期能獲得更大的容量能力，并且反開4G設(shè)備后續(xù)可升級演進(jìn)為5G，現(xiàn)網(wǎng)D頻段設(shè)備可拆除利舊用于非5G覆蓋區(qū)域的4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。對于現(xiàn)網(wǎng)4G中低容量場景，推薦方案三，投資最低，后期在4G容量出現(xiàn)瓶頸時(shí)可優(yōu)先新建FDD 1800M分流容量壓力;對于方案二，因其設(shè)備投資高，并且后續(xù)無法向5G演進(jìn)可能會(huì)造成投資的浪費(fèi)，在實(shí)際工程場景中不推薦選用該方案。

3.3? 5G分場景天饋建設(shè)方案

（1）5G天饋建設(shè)原則

在建設(shè)5G天饋時(shí)，應(yīng)以不新增天面為出發(fā)點(diǎn)，并同步結(jié)合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、天饋形態(tài)與系統(tǒng)數(shù)、配套資源等因素，建議5G天饋建設(shè)原則如下：

1）對于可采用160 MHz 4G/5G共模AAU的情形，若現(xiàn)網(wǎng)4G TD-LTE D頻段為獨(dú)立天線，且5G與現(xiàn)網(wǎng)4G（TD-LTE）共廠家，在天面承重滿足要求的情況下，優(yōu)先將4G D頻段天線替換為4G、5G共模AAU。

2）若無D頻段獨(dú)立天線，且現(xiàn)網(wǎng)天線大于1組情況，則通過整合現(xiàn)有天饋以騰出空間安裝5G AAU。

3）若現(xiàn)有天面資源通過改造仍無法滿足5G AAU的安裝，如抱桿承重不滿足、天線隔離度不達(dá)標(biāo)、現(xiàn)網(wǎng)天饋無整合空間等，可通過新建5G天饋來滿足建設(shè)要求。

基于上述原則，5G天饋部署思路[10-11]如圖5所示。

（2）現(xiàn)網(wǎng)天饋分場景整合原則

現(xiàn)網(wǎng)天饋整合應(yīng)與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相結(jié)合，優(yōu)先采用多頻多端口電調(diào)天線整合現(xiàn)有系統(tǒng)，盡量保證各系統(tǒng)具備獨(dú)立優(yōu)化條件，并且避免將覆蓋目標(biāo)差異過大的不同系統(tǒng)天饋進(jìn)行整合，同時(shí)考慮同期其它工程天饋需求盡量避免二次施工，同時(shí)由于在鐵塔租賃期內(nèi)如果減少系統(tǒng)和天線，租金不減，而網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化靈活性降低，因此在天面整合中還應(yīng)避免過度整合，分場景天面整合建議如下。

1）900 M、1800 M為獨(dú)立天線

①GSM單制式（GSM900&1800）：建議拆除GSM1800騰退天面給5G，用“4+4”電調(diào)天線替換GSM900天線進(jìn)行整合;

②FDD單制式（FDD900&1800）：建議優(yōu)選最佳天面位置給5G，用“4+4”電調(diào)天線進(jìn)行整合;

③GSM與FDD：建議拆除GSM天面位置騰退給5G。

2）TD-LTE FA、D頻段為獨(dú)立天線

①與5G同廠家：將4G D頻段天線替換為4G、5G共模AAU;

②與5G異廠家：優(yōu)選FA/D天線獨(dú)立電調(diào)天線進(jìn)行整合。

3）900M、1800M、FA、D共存情況

①通過“4488”天線、一低三高天線等形式，對現(xiàn)有技術(shù)制式與頻段進(jìn)行收編整合;

②若各系統(tǒng)覆蓋目標(biāo)差異較大時(shí)，應(yīng)盡量避免過度整合，可用“4+4”天線、FA/D獨(dú)立電調(diào)天線將TDD與FDD分別整合以保證各系統(tǒng)獨(dú)立優(yōu)化條件;

③若900 M、1800 M、FA/D均有獨(dú)立優(yōu)化要求時(shí)，可酌情保留3組天線，此種情況應(yīng)嚴(yán)格控制比例。

4? ?結(jié)束語

本文首先結(jié)合中國移動(dòng)5G 2.6 GHz頻率使用策略，提出面向4G/5G協(xié)同的工程建設(shè)方案，隨后聚焦4G/5G天面協(xié)同，提出“最佳三副、最少兩副”的天面目標(biāo)形態(tài)建議，并針對5G建設(shè)初期現(xiàn)網(wǎng)4G D頻段天饋調(diào)整方案、5G天饋部署原則給出分場景解決方案。中國移動(dòng)4G與5G網(wǎng)絡(luò)將會(huì)長期共存、優(yōu)勢互補(bǔ)，如何處理好4G/5G關(guān)系，解決好二者之間的協(xié)同，是當(dāng)前無線網(wǎng)建設(shè)的重要課題。無線網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)從不同角度不同側(cè)重點(diǎn)出發(fā)，解決方案并不唯一，需結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)一步分析。

參考文獻(xiàn)：

[1]? ? ?董愛先，王學(xué)軍. 第5代移動(dòng)通信技術(shù)及發(fā)展趨勢[J]. 通信技術(shù)， 2014，47（3）： 235-240.

[2]? ? ?A Osseiran， J F Monserrat， P Marsch. 5G移動(dòng)無線通信技術(shù)[M]. 陳明，繆慶育，劉愔，譯. 北京： 人民郵電出版社， 2017.

[3]? ? 程琳琳. 解決4G與5G協(xié)同發(fā)展的問題 提升網(wǎng)絡(luò)價(jià)值[J]. 通信世界， 2018（9）： 33.

[4]? ?朱東照，史俊瀟，余毅. 我國移動(dòng)通信頻譜重耕的價(jià)值探討和實(shí)施策略[J]. 電信科學(xué)， 2015，31（1）： 128-133.

[5]? ? 程鋒，張海濤. 5G演進(jìn)及網(wǎng)絡(luò)部署策略思考[J]. 中國電信業(yè)， 2017（7）： 30-32.

[6]? ? ?任馳. 4G與5G融合組網(wǎng)及互操作技術(shù)研究[J]. 移動(dòng)通信， 2018，42（1）： 87-90.

[7]? ? 劉柳，李文苡，吳錦蓮. 5G和4G融合組網(wǎng)部署方案淺析[J]. 移動(dòng)通信， 2017，41（17）： 23-27.

[8]? ? 王迎春. 中國移動(dòng)5G前傳承載方案探討[C]//5G網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新研討會(huì)（2018）. 北京： TD產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟， 《移動(dòng)通信》雜志社， 2018： 32-35.

[9]? ? 鄧安達(dá)，王韜，梁月，等. 面向5G的天饋線解決方案研究[J]. 電信科學(xué)， 2019，35（S1）： 22-28.

[10]? 龔戈勇，丁遠(yuǎn). 5G基站天饋系統(tǒng)解決建設(shè)方案的研究[J]. 信息技術(shù)與信息化， 2019（1）： 141-143.

[11]? ?崔波，張帆，孫兵，等. 5G Massive MIMO天饋建設(shè)方案探討[J]. 廣東通信技術(shù)， 2019，39（12）： 39-43.