三大運(yùn)營(yíng)商頻譜演進(jìn)之路

喬雅莉，丁 遠(yuǎn)

（1.中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司，廣東 廣州 510623；2.中通服咨詢?cè)O(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇 南京 210009）

1 概 述

移動(dòng)通信的發(fā)展離不開(kāi)頻譜的合理規(guī)劃，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)越來(lái)越復(fù)雜。當(dāng)前，三大運(yùn)營(yíng)商都經(jīng)營(yíng)著2G、3G、4G、NB以及5G“五世同堂”的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。如表1所示，三大運(yùn)營(yíng)商在網(wǎng)運(yùn)營(yíng)的網(wǎng)絡(luò)基本上集中在900 MHz、1 800 MHz和2 100 MHz三個(gè)頻段，另中國(guó)移動(dòng)還有2 600 MHz頻段。復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)使基站電源、機(jī)房空間、天饋桿體、承載容量以及核心網(wǎng)資源不堪重負(fù)，同時(shí)給頻譜資源帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)[1]。

2 2G頻譜演進(jìn)之路

中國(guó)電信之前無(wú)2G網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過(guò)2008年六大運(yùn)營(yíng)商重組為三大運(yùn)商后，聯(lián)通將CDMA2000出售給電信，因此形成了三大運(yùn)營(yíng)商均有2G網(wǎng)絡(luò)的局面，即中國(guó)移動(dòng)和中國(guó)聯(lián)通均有GSM900和DCS1800網(wǎng)絡(luò)，中國(guó)電信有CDMA網(wǎng)絡(luò)。

表1 三大運(yùn)營(yíng)商目前在網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)制式

中國(guó)聯(lián)通GSM900只有6 MHz帶寬，但2019年開(kāi)始，中國(guó)移動(dòng)將騰退904～909 MHz/949～954 MHz頻段給聯(lián)通（聯(lián)通將TDD頻段騰退給移動(dòng)），補(bǔ)齊了其900 MHz低頻資源短板，更利于實(shí)現(xiàn)其“4G+5G”兩張網(wǎng)的5G網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)期演進(jìn)目標(biāo)[2]。2018年開(kāi)始，不限流量套餐的推廣帶來(lái)了流量指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，原來(lái)的4G網(wǎng)絡(luò)和頻譜已經(jīng)無(wú)法滿足市場(chǎng)的需求。于是，聯(lián)通開(kāi)始將GSM900和GSM1800網(wǎng)絡(luò)改造升級(jí)重耕用于FDD和NB網(wǎng)絡(luò)。

中國(guó)電信接手CDMA網(wǎng)絡(luò)后大搞建設(shè)，網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況與中國(guó)移動(dòng)不相上下，并不斷升級(jí)改造網(wǎng)絡(luò)，將CDMA 2G網(wǎng)絡(luò)逐漸演進(jìn)為CDMA2000 1x 3G網(wǎng)絡(luò)，再演進(jìn)為CDMA2000 1x EV-DO，同時(shí)支持2G語(yǔ)音和3G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。隨著4G和NB網(wǎng)絡(luò)的深入布局，將此頻段再次復(fù)用，使2G、3G、4G以及NB共模復(fù)用此段頻譜[3]。

中國(guó)移動(dòng)2G網(wǎng)絡(luò)采用分層網(wǎng)絡(luò)，即利用GSM900網(wǎng)絡(luò)滿足覆蓋需求，DCS1800網(wǎng)絡(luò)成為吸收話務(wù)量的主流。隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展，將GSM900劃分5 MHz給EDGE網(wǎng)絡(luò)（熟稱2.5G網(wǎng)絡(luò)）。2018年中國(guó)移動(dòng)獲得了FDD 4G牌照，開(kāi)始了重耕此段頻譜，即將GSM、FDD和NB共模復(fù)用（簡(jiǎn)稱GNF）。三大運(yùn)營(yíng)商2G頻譜應(yīng)用，如表2所示。

隨著運(yùn)營(yíng)商大力推廣Vo-LTE，2G終端退出歷史舞臺(tái)。目前，三大運(yùn)營(yíng)商均出臺(tái)相關(guān)計(jì)劃在未來(lái)幾年將2G清頻退網(wǎng)。

表2 三大運(yùn)營(yíng)商2G頻譜應(yīng)用

3 3G頻譜演進(jìn)之路

3G三大國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)WCDMA、CDMA2000和TDSCDMA在我國(guó)均有運(yùn)營(yíng)，即中國(guó)聯(lián)通運(yùn)營(yíng)WCDMA網(wǎng)絡(luò)、中國(guó)電信運(yùn)營(yíng)CDMA2000網(wǎng)絡(luò)和中國(guó)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)。其中，WCDMA為國(guó)際主流制式，技術(shù)和應(yīng)用更為成熟。而TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)由我國(guó)自主研制，催生了一大批通信產(chǎn)業(yè)快速成長(zhǎng)，為我國(guó)通信追趕歐美國(guó)家做出了巨大貢獻(xiàn)。

隨著3G終端退出市場(chǎng)，3G網(wǎng)絡(luò)亦退出歷史，未來(lái)將過(guò)渡升級(jí)至4G網(wǎng)絡(luò)，如中國(guó)移動(dòng)TD網(wǎng)絡(luò)大部分都已直接軟件升級(jí)至TDD-F頻，其他3G設(shè)備正有續(xù)清頻退網(wǎng)用于TDD或FDD網(wǎng)絡(luò)。據(jù)悉，2020年中國(guó)移動(dòng)將完成全部3G網(wǎng)絡(luò)的退網(wǎng)[4]。

4 4G頻譜演進(jìn)之路

2013年工信部給三大運(yùn)營(yíng)商均發(fā)放了TDD商用牌照，但由于系統(tǒng)兼容性和TDD的性能特點(diǎn)，中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)電信并未真正建立整個(gè)TDD網(wǎng)絡(luò)。

中國(guó)移動(dòng)能夠由TD-SCDMA完美地演進(jìn)至LTETDD，需要大力建立和發(fā)展TDD網(wǎng)絡(luò)。目前，它劃分為E頻段（室內(nèi)使用）、F頻段（室外使用）和D頻段（室外使用）。2018年中國(guó)移動(dòng)獲得了FDD牌照，開(kāi)始大范圍建立FDD900M系統(tǒng)和FDD1800系統(tǒng)。

中國(guó)聯(lián)通獲得FDD牌照后，開(kāi)始大力部署FDD網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)亦復(fù)用GSM900（加上移動(dòng)置換的5 MHz，共計(jì)11 MHz帶寬）用于FDD網(wǎng)絡(luò)。TD-LTE頻段將清頻給移動(dòng)5G使用。

中國(guó)電信使用FDD1800建設(shè)4G網(wǎng)絡(luò)，其中1 875～1 880 MHz共5 MHz用做TDD和FDD的隔離帶，因此實(shí)際下行只有15 MHz。而后期與移動(dòng)頻譜置換計(jì)劃填補(bǔ)了這一缺憾。

三大運(yùn)營(yíng)商4G頻譜應(yīng)用，如表3所示。

表3 三大運(yùn)營(yíng)商4G頻譜應(yīng)用

5 5G頻譜劃分與置換計(jì)劃

2018年12月6日，三大運(yùn)營(yíng)商5G頻普分配方案終于落定。5G頻譜具體分配如圖1所示。

5G頻譜劃分方案的確定，給5G建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。全國(guó)范圍5G系統(tǒng)試驗(yàn)頻率使用許可的發(fā)放，有力保障了各基礎(chǔ)電信運(yùn)營(yíng)企業(yè)在全國(guó)范圍開(kāi)展5G系統(tǒng)組網(wǎng)試驗(yàn)所必須使用的頻率資源[5]。另外，中國(guó)廣電已獲得5G商用牌照，將采用700 MHz的黃金頻段獨(dú)立組網(wǎng)。

由于移動(dòng)獲得的2.6 GHz中160 MHz帶寬的頻譜中較為復(fù)雜，不僅包含自身D頻，還包括中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)電信（以下簡(jiǎn)稱“電聯(lián)”）的TDD頻段。因此，為使移動(dòng)獲得完整的160 MHz帶寬資源，電聯(lián)必須清頻。作為交換條件，移動(dòng)將自身一部分優(yōu)勢(shì)頻段清頻給電聯(lián)，具體為：（1）中國(guó)移動(dòng)將騰退904～909 MHz/949～954 MHz給予中國(guó)聯(lián)通；（2）中國(guó)移動(dòng)將騰退1 880～1 885 MHz給予中國(guó)電信，中國(guó)電信將這5 MHz用于TD和FDD的隔離帶，從而使中國(guó)電信1 860～1 880 MHz有完整的20 MHz帶寬；（3）中國(guó)聯(lián)通將騰退2 555～2 575 MHz給予中國(guó)移動(dòng)；（4）中國(guó)電信將騰退2 635～2 655 MHz給予中國(guó)移動(dòng)；（5）原小靈通占用的1 900～1 920 MHz頻段清退給中國(guó)移動(dòng)，從而使移動(dòng)擁有完整的從1 885～1 920 MHz的35 MHz頻段[6]。本次頻率置換和調(diào)整不僅是為5G商用鋪路，也是三方各取所需的整合過(guò)程。

圖1 國(guó)內(nèi)5G頻譜分配

6 結(jié) 論

即將步入2020年，迎來(lái)5G時(shí)代。2G語(yǔ)音將逐漸被4G-VoLTE代替，3G不久后將退網(wǎng)。未來(lái)的10年，三大運(yùn)營(yíng)商的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)均將只有4G+5G兩種網(wǎng)絡(luò)共存。匯總總結(jié)上述三大運(yùn)營(yíng)商頻譜的演進(jìn)、置換之路及目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)如表4所示。

表4 運(yùn)營(yíng)商頻譜應(yīng)用總結(jié)

續(xù)表4