4G/5G無線網融合和協(xié)同的規(guī)劃與建設研究

王 偉，狄文遠

（中國移動通信集團陜西有限公司，陜西 西安 710077）

1 建設4G/5G協(xié)同組網方案分析

1.1 核心網切換

現(xiàn)階段5G運行模式主要采用Standalone模式，為避免業(yè)務出現(xiàn)中斷情況，需要借助核心網相互切換操作的方式，實現(xiàn)4G/5G融合組網。在此過程中，合并設置網元時，需間EPC當中的各網元包括HSS以及PCRF等，與5GC當中的網元如UDM等進行合并設置。網元合設并不會影響EPC與5GC分別與LTE及NR進行有效連接。在選擇接口時，需要將Nx接口設置在AMF中，AMF位于MME、5GC之間，在核心網互切操作當中，Nx接口始終處于可選狀態(tài)。從直接映射角度看，4G/5G協(xié)同組網中，5GC和EPC中主要利用PCF+PCR直接映射各項信息，包括UE信息以及Qos信息等，實現(xiàn)對交互頻率的有效控制[1]。

1.2 無線網雙連接

當5G網絡技術在我國已經實現(xiàn)廣泛普及應用，覆蓋面相對較廣時，其可以在無線網雙連接的基礎上，實現(xiàn)4G與5G的協(xié)同組網。在此過程中，4G基站負責分擔少部分業(yè)務流量。結合具體控制方案，以無線網雙連接形式為基礎的4G/5G協(xié)同組網中的控制方式，主要包括EPC與5GC控制，工作人員需要立足實際情況對其進行合理選擇。例如在NR Standalone方案中，采用無線網雙連接下的4G/5G協(xié)同組網方案時，首先需要為eMBB提供所需的支持服務。即采用5GC控制方式對核心網進行有效控制，并借助5G NAS信令將核心網和UE進行相互連接，再經由5G gNB信令實現(xiàn)與網絡的相互連接，從而有效形成LTE、5GRAN雙連接的效果。其次，該協(xié)同組網方案要求對4G容量進行及時補充。為此，相關工作人員需要及時升級原4G基站eNB，利用Evolved eNB將其和5GC進行相互連接。在使用N3接口下令5GC接入其中即可，另外工作人員也可根據(jù)實際情況，借助N3接口，實現(xiàn)Evolved eNB、gNB和5GC的相互連接。

2 4G/5G無線網融合與協(xié)同規(guī)劃建設分析

2.1 無線網規(guī)劃融合與協(xié)同

在實現(xiàn)4G/5G無線網規(guī)劃的相互融合與有機協(xié)同的過程中，工作人員首先需要對4G與5G的網絡定位進行統(tǒng)一明確。前者的網絡定位為4G容量層與VoLTE基礎覆蓋層相互結合，同時結合窄帶物聯(lián)網NB-IoT，后者的網絡定位主要為室外主力承載層，其更多被應用在對信息數(shù)據(jù)傳輸速率要求極高的行業(yè)如航天、軍事等行業(yè)中。因此工作人員需要在對5G與4G網絡業(yè)務需求進行充分了解下，確定目標市場并進行精準定位，以此為基礎有針對性地建設即可。其次，為防止二次回落情況的出現(xiàn)，而影響5G用戶的語音體驗，要求5G語音需回落至4G VoLTE，以此有效控制語音接通的時間延遲。

2.2 無線網建設融合與協(xié)同

2.2.1 室內

在我國網絡技術水平的逐步提升下，室分網絡開始由以往的無源和光分形式逐漸過渡至有源數(shù)字化微站，其支持的頻段越來越多樣化，并有效避免出現(xiàn)額外衰減的情況。在直接依托既有有源數(shù)字化微站的基礎上便可以進行擴容，在實現(xiàn)端端有效控制與室內精準定位的同時，可為ICT服務提供具有較高開放性的網絡增長業(yè)務。因此在4G/5G室內無線網建設融合與協(xié)同中，采用數(shù)字化室分網絡部署方式，可以在有效提升網絡部署靈活性，為移動通信用戶提供便利之余，也有助于其進一步優(yōu)化業(yè)務體驗。在此過程中，對于原本已有的4G RRU，工作人員可級聯(lián)加入5G RRU，若原本不存在4G RRU或是有且僅有無源器件，則工作人員需要直接間5G RRU加入其中即可。在高密場景中，建議部署4T4R PRRU即分布式皮基站，日后根據(jù)實際需要可演進至虛擬8T8R。其余場景則進行2T2R PRRU的科學部署即可。

2.2.2 室外

對于4G/5G室外無線網建設融合與協(xié)同，工作人員可立足實際，將上下行解耦引入至5G NR當中，在高頻段如3.5/4.9GHz等傳輸當中，對下行數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一定義，在與基站相鄰近的區(qū)域內，采用具有高速傳輸優(yōu)勢特性的5G網絡技術。低頻段如1.8GHz等當中則主要負責進行上行數(shù)據(jù)傳輸，使得上行覆蓋能夠在一定范圍內得到有效提高。在上下行解耦的作用下，密集城區(qū)內的5G站點總數(shù)可以得到明顯控制，進而有效節(jié)約5G網絡建設初期的成本費用。上下行解耦站點在4G/5G室外無線網建設的融合與協(xié)同當中，具有部署簡便、成本可控等優(yōu)勢特點，該方案可有效省略新增基帶板，對現(xiàn)有4G BBU進行充分利用，且并不會對現(xiàn)網硬件運行產生實質性的影響。

2.3 無線網工程協(xié)同建設

2.3.1 天面協(xié)同

在無線網工程協(xié)同建設時，首先需要實現(xiàn)天面協(xié)同。5G AAU獨占天面，將面臨點位多、空間緊等問題，能夠利用的資源有限。如果選擇新增天面，由于理想位置已經被占據(jù)，將造成工程建設效果受到影響。考慮到現(xiàn)網天面天線技術發(fā)展成熟，同時結合降本增效要求，可以對現(xiàn)有資源進行整合利用。針對D頻段、1800MHz等頻段擁有不同站址密度和覆蓋能力的情況，需要使制式天線完成不同方位角和下傾角設置。在單小區(qū)，可以配備FDD、5G和TDD三幅天面，對4G FDD和TDD進行整合。如果使用的TD-LTE擁有相同廠家，可以將D頻段與5G共模，F(xiàn)頻段保持獨立，完成FDD整合。如果廠家不同，分別對TDD和FDD進行整合，使5G保持獨立。在基站天面占據(jù)的空間有限的情況下，應采用兩幅天面，使4G和5G各自使用一幅，其中4G利用全頻天線進行整合。在廠家相同的情況下，完成FDD和TDL-F整合，使D頻段與5G共模。在廠家不同的情況下，使5G保持獨立，對TDD和FDD進行整合。在4G現(xiàn)有無線網絡中，使用D頻段頻率總共60MHz。在5G建設過程中，原本4G頻段中的D1和D2將被占據(jù)，設備難以為移頻提供支持。因此在同站址對5G的NR頻段和4G的D頻段進行配置時，如果采用共模AAU，需要將4G的3D-MIMO反向開通，并將原本D頻段設備關閉。如果更換新D頻段設備和天線，5G AAU只需要將100M開通。如果不對設備和天線進行調整，需要退出被占用的頻點，然后將D3開通，5G則僅對100M NR進行開通。相比較而言，使用共模AAU可以使無線網容量增加，為后續(xù)升級5G奠定基礎。對原本設備進行拆除后，可以直接在非5G覆蓋區(qū)使用。但在低容量場景，還應選擇退出被占用頻點的方式降低投資，如果遇到容量瓶頸可以進行FDD 1800M新建。

2.3.2 天饋建設

在保護增加天面的情況下建設5G天饋，需要結合配套資源情況和現(xiàn)有網絡結構等合理進行天饋部署。如果現(xiàn)有天饋能夠滿足設計要求，需要確認天饋數(shù)量，大于1組需要進一步確認是否存在獨立D或3D-MIMO天線，存在替換為5G AAU，否則需要完成整合，在騰退的空間中進行5G AAU安裝。如果無法滿足5G設計要求或天饋數(shù)小于1組，需要新建天饋。在天饋整合方面，應采用多頻多端口電調天線，使各系統(tǒng)保持獨立。在天饋覆蓋目標存在較大差距的情況下，應盡量避免整合。天饋建設應同時體現(xiàn)經濟性和科學性，在滿足同期其他工程天饋需求的同時，避免因過度整合造成網絡優(yōu)化的靈活性受到影響。在900M和1800M為獨立天線時，針對單制式的GSM，應拆除騰退天面，單制式的FDD應做好天面位置優(yōu)選，GSM和FDD均應進行天面騰退處理。在TD-LTE FA和D頻段獨立的情況下，廠家相同可以直接將D頻段替換為共模AUU，不同需要完成天線優(yōu)選與整合。在上述頻段全部共存的情況下，可以采用一低三高天線等實現(xiàn)頻段整合，使各種技術制式得到融合。各系統(tǒng)擁有較大的覆蓋目標差距，應分別對TDD和FDD進行整合，可以采用獨立電調天線，使各系統(tǒng)得到獨立優(yōu)化。在頻段有較高獨立優(yōu)化要求時，可以對其中三組天線進行保留，并加強比例控制。通過合理處理4G和5G的關系，能夠使網絡協(xié)同問題得到解決，實現(xiàn)優(yōu)勢互補。

3 結束語

總之，我國在實現(xiàn)4G/5G無線網融合與協(xié)同規(guī)劃、建設的過程中，相關工作人員需要立足實際情況，并認真依照國家相關規(guī)定要求，在對4G與5G網絡結構、網絡定位等進行統(tǒng)一明確下，制定出科學合理的無線網融合規(guī)劃與建設協(xié)同方案，為移動通信用戶提供更加優(yōu)質便捷的服務。