5G網絡的頻率策略研究

◆藍海濤

5G網絡的頻率策略研究

◆藍海濤

（廣東省電信規劃設計院有限公司 廣東 510000）

5G網絡作為一種新的無線數據交互傳輸技術，憑借其在傳輸效率方面的優勢，充分滿足了不同使用者的使用需求，為經濟發展以及社會生活提供了諸多便利。本文基于5G網絡發展實際以及技術創新趨勢，將網絡頻率選擇作為研究重點，從已有頻率加速升級、FDD/TDD融合發展、分段規劃6GHz以下低段頻率等幾個層面出發，實現5G網絡頻率的科學選擇與高效使用，通過這種方式，推動5G網絡開發工作的深耕。

5G網絡 ；頻率升級 ；FDD/TDD融合 ；非授權頻段

0 前言

4G網絡以數據傳輸速度、移動性能以及通信延時等幾個維度大大提升了人類無線數據通信服務能力，為國民經濟發展模式、居民生活形態以及交流方式均產生了極為深遠的影響。為了進一步發掘無線數據通信服務潛能，不斷滿足無線網絡用戶的使用需求，世界主要國家圍繞著技術發展潮流、頻率以及訴求等幾個層面對5G網絡技術進行了深入探討。5G網絡的實現需要基于現有頻率資源，在已有的頻率資源基礎上，持續開展頻率優化，通過優化頻率提升網服務能力。同時，從無線通信的發展來看，衛星、廣播等業務頻率使用需求也在快速增加，因此5G網絡面臨的無線電環境將會更加復雜。基于頻率在5G網絡開發中的重要性，文章將5G網絡頻率優化與創新作為研究重點，從多個層面出發，發掘已有頻率資源，提升無線頻率使用效率，同時依托現代化頻譜技術，努力實現5G網絡、衛星以及廣播業務頻率的共享與復用，通過這種方式最大程度地解決移動通信快速增長過程中出現的頻率使用矛盾，以期為后續技術研發以及網絡建設活動的開展準備條件。

1 現有頻率資源的開發與優化

國際電聯在2007年無線電大會上，出于對無線通信技術發展訴求與無線網絡使用實際，將劃分出的IMT-2000技術頻譜進行復用處理，并努力通過IMT技術對已有的頻譜進行細化，經過本次頻譜劃分過往的頻率，不再區分具體的通信技術，而是在IMT技術機制下進行統一化使用。但是從頻率本身性質來看，已劃分的頻率大多為低頻段，這些低頻段具有良好的傳播性與穿透性，如果能夠進行頻率深入整合，必將成為5G頻率的重要組成，滿足用戶實時在線的需求。具體操作之中，技術人員要基于市場需求，著力推動頻率與技術耦合，以韓國政府為例，其在推動5G網絡頻率優化與整合，基于本國4G網絡頻率使用的實際情況，對已開放的頻率進行復用。在此基礎上，相關運營商SKT以及KT對1.8GHz頻率段進行升級，LGU則獨立對2.1GHz頻率段進行升級，通過采取頻率升級的方式5G網絡運行的流暢度與高效性得到穩步提升。從韓國經驗的出發，為了確保移動用戶能夠隨時隨地接入網絡，并獲得優質的無線通信服務，我國在2.3GHz以及2.6GHz兩個4G頻率段上劃分出300MHz商用無線通信頻率，通過這種方式，來確保5G網絡頻率在傳播性以及穿透性等方面的優勢。但是從實際情況來看，這些頻率段雖然在4G時代擁有較好的技術基礎，但是由于綜合對比來看其頻率的穿透性依舊無法真正滿足實際的使用需求。下表1為LTE承載12.2k語音服務時，不同頻率的覆蓋能力。

從圖表中的數據不難看出，900MHz頻率段的覆蓋能力相比較于1800HMz以及2600MHz具有明顯的差異，覆蓋范圍更廣，室內室外覆蓋半徑差別更小，正是由于低頻率段在穿透性等方面的巨大優勢，5G網絡頻率在劃定與使用的過程中，需要充分挖掘低頻率段[1]。由于現階段1GHz以下的頻率段沒有新頻率可供使用，為了應對這種情況，可以充分利用2G技術所使用的850MHz以及900HMz兩種頻率段，電信運營商在獲得國家授權的基礎上，可以充分利用現有的技術手段，對850MHz以及900HMz兩種頻率段進行復用，通過對頻率的合理化選用，確保了5G網絡的覆蓋范圍，構建起高效、快捷的無線網絡運行機制。

表1 不同頻率的覆蓋能力

2 推動FDD/TDD的融合發展

從全球范圍來看，FDD/TDD融合發展是5G網絡技術的發展主流，在4G網絡模式下，FDD技術與TDD技術不再是傳統意義上的兩種技術手段，而是在同一技術模式下2種不同頻率資源的使用方式。在4G向5G發展的過程中，FDD、TDD兩種技術進一步實現了深度整合，例如，利用FDD頻率對語音業務進行上行下行對稱業務，實現了5G網絡覆蓋范圍的提升以及數據傳輸能力的增強[2]。同時使用TDD頻率對視頻播放等不對稱數據業務進行支持，激發出5G網絡在頻率配置使用方面的優勢。現階段移動通信在小于1GHz的頻率段多使用FDD，而高于2GHz的頻率段多使用TDD，因而通過FDD/TDD的融合發展，能夠有效增強5G網絡自身對于頻率的使用效能，實現了現有頻率的全覆蓋與有效復用，為后續網絡建設活動以及技術研發活動的開展創造了極為便利的條件。具體來看，在深入融合的過程中，技術人員要在科學性原則的框架體系下開展融合工作[3]。FDD/TDD在5G網絡頻率中的實現必須要遵循科學性的原則。FDD/TDD安裝工作在5G網絡頻率中的開展，要全面體現科學性這一原則，只有從科學的角度出發，對5G網絡頻率的基本特點、FDD/TDD的定位以及具體落實方式，進行全面考慮與科學評估，才能夠最大限度地保證FDD/TDD融合方案能夠滿足5G網絡頻率運行的基本要求，增強了5G網絡頻率融合工作的針對性與有效性，從而避免了不必要的資源浪費與成本支出，對于增加電信運營商經濟收益有著一定的積極作用。在科學性原則的指導下，使用載波聚合技術，低頻率段FDD用于廣域覆蓋，同時采取共站或者射頻拉遠的方式，確保上行與下行數據的高速性；在用戶中心或者熱點區域，設置高頻率段TDD進行數據承載，這種操作方式兼顧了用戶移動性與數據承載要求[3]。現階段主要的5G網絡研發企業積極推動FDD/TDD融合，并在融合過程中，不斷積累技術應用經驗，形成了體系化的頻率使用機制。

3 新頻率資源的發掘

新頻率資源發掘在5G網絡頻率的開展必須要遵循實用性的原則，由于5G網絡頻率類型多樣，涵蓋了諸多不同的領域，對于安裝活動有著多樣性的要求。為了適應這一現實狀況，新頻率資源發掘操作在5G網絡頻率中的落實，就要盡可能地增加新頻率資源發掘安裝應用方案的兼容性，減少復雜冗余環節對5G網絡頻率中新頻率資源發掘安裝工作的不利影響[1]。因此新頻率資源發掘安裝流程必須進行簡化處理，降低操作的難度，提升新頻率資源發掘應用方案的實用性能，使得在較短時間內，進行有效化操作，保證5G網絡頻率順利開展，提升現階段5G網絡頻率質量與水平[4]。在資源開發的過程中，技術人員需要將組網站點分布進行計算，通過高精度評估，提升網絡覆蓋率，為網絡運營提供合理高效的空間。同時對5G網絡使用路測等方式，對宏基組網使用效果進行分析，通過這種方式，在設計環節，避免了網絡頻率資源使用方案設計的高成本，減少了頻率資源開發過程中的時間成本，并在在一過程中采取小區無信號測試的方式，對整個頻率的覆蓋范圍進行準確估算，對組網設計過程中出現的問題進行分析，針對出現的問題，采取有效措施，推動5G宏基站組網設計工作的有效性[5]。使得宏基站組網設計能夠與后續施工建設與設計活動的展開奠定良好的技術基礎，提升了組網設計的有效性。

4 結語

5G網絡的頻率優化與實現是一個系統化流程，文章基于頻率在5G網絡研發中的重要性，借鑒國外5G網絡頻率建設的有益經驗，從多個維度出發，采取針對性的技術手段，實現了5G網絡頻率的準確選擇，為網絡體系的完善與發展提供了極為便利的條件。

[1]丁海煜.從4G邁向5G的創新發展[J].移動通信，2016.

[2]柳虔林. 5G移動通信網絡發展探究[J].數字通信世界，2017.

[3]劉影帆，孫斌.5G移動通信技術及發展探究[J].通信技術，2017.

[4]郭正平，楊慧，羅康寧.5G移動通信技術發展探究及其對基站配套影響研究[J].信息記錄材料，2017.

[5]徐云和.5G移動通信技術及發展探究[J].商品與質量，2017.