4G/5G協同無線網工程建設方案研究

梁月 鄧安達 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同，是當前無線網規劃與工程建設面臨的新課題。首先結合中國移動5G 2.6 GHz頻率使用策略，提出面向4G/5G協同的工程建設方案，隨后聚焦4G/5G天面協同，以中國移動現網多制式多頻段天饋現狀為出發點，提出“最佳三副、最少兩副”的天面目標形態建議，并針對原有4G D頻段天饋調整、5G天饋建設給出分場景工程建設方案。

【關鍵詞】4G/5G協同;設備協同;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、中國聯通、中國電信、中國廣電四家運營商發放5G商用牌照，我國進入5G商用元年[1-2]。中國移動獲得了2.6 GHz和4.9 GHz的5G商用頻譜資源，初期5G無線網主要以2.6 GHz頻段建設為主，由于使用頻率與現網4G部分頻段重合，需要4G騰挪2.6 GHz頻段資源用于5G建設，但是面對當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網絡將會長期共存、優勢互補[3]，如何處理好4G/5G在資源上的矛盾，解決好二者之間的協同，是當前無線網規劃與工程建設面臨的新課題。本文將主要圍繞2.6 GHz頻段的5G網絡在工程建設中如何實現與4G網絡資源共享、設備協同這一問題進行展開，探索面向4G/5G協同的工程建設方案，并對天面分場景建設策略進行研究。

1? ?中國移動2.6 GHz頻率使用策略

如圖1所示，中國移動5G網絡與4G共享2.6 GHz頻段，共2 515 MHz—2 675 MHz 160 MHz頻譜資源，一方面應充分利用FDD 1800MHz部署和A頻段重耕增加4G系統容量[4]，另一方面，現有頻段用盡仍無法滿足場景，應利用5G設備反向開通4G 3D MIMO載波，保障4G網絡容量需求。在5G網絡建設初期建議使用2 515 MHz—2 615 MHz共計100 MHz頻率，對于4G業務熱點區域通過4G/5G載波共享技術解決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設備協同

為充分發揮5G設備的能力，同時兼顧到4G業務需求，5G無線網設備應支持160 MHz全帶寬，同時應具備4G/5G共模、頻譜動態共享等技術特性，以充分發揮單比特建設成本和運營成本優勢[6-7]。對于采用160 MHz 4G/5G共模設備反向開通4G 3D-MIMO的基站，根據其設備板件成熟度及支持情況，如圖2所示，可能設置方案如下[8]。

1）方案一：5G與4G 3D-MIMO分設基帶板，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：單基帶板同時支持5G與4G 3D-MIMO，AAU支持4G/5G共模。

3? ?4G/5G的天面協同建設方案

3.1? 天面建設目標形態

5G AAU需單獨占用一副天面，對于中國移動來說，現網經過2G/3G/4G多年建設，天面普遍存在空間緊、點位多、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網天面占據。隨著“4488”、“2288”全頻段電調天線、“4+4”900 MHz/1800 MHz電調天線、FA/D電調天線的成熟和商用，并從節約鐵塔租金、降本增效的角度出發，需推動現網天面進行資源整合。

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，在實際情況中，由于網絡結構復雜，可能會要求各制式天線設置差異化的方位角和下傾角，因此天面整合的最終目標形態建議為單小區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，FDD整合、TD-LTE F獨立，TD-LTE D與5G共模;

2）方案二：4G TD—LTE與5G異廠家，FDD、TDD分別整合，5G獨立。

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

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獨立。

3.2? 原4G D頻段天饋調整策略

中國移動4G現網D頻段使用頻率為2 575 MHz—635 MHz共計60 MHz頻率，由于5G網絡建設初期100 MHz頻段需占用原有4G D頻段D1和D2兩個頻點，且現網4G D頻段設備極少支持移頻，同站址配置4G D頻段與5G NR（2.6 GHz頻段）時，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，關閉原4G-D頻段設備;

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

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

從工程實施、網絡性能、設備投資、租賃成本以及向5G演進能力等5個方面對原有4G D頻段天面調整三個方案進行綜合評估，如表1所示。

對于現網4G高容量場景，推薦選用方案一，使用共模AAU設備反開4G 3D-MIMO，以期能獲得更大的容量能力，并且反開4G設備后續可升級演進為5G，現網D頻段設備可拆除利舊用于非5G覆蓋區域的4G網絡建設。對于現網4G中低容量場景，推薦方案三，投資最低，后期在4G容量出現瓶頸時可優先新建FDD 1800M分流容量壓力;對于方案二，因其設備投資高，并且后續無法向5G演進可能會造成投資的浪費，在實際工程場景中不推薦選用該方案。

3.3? 5G分場景天饋建設方案

（1）5G天饋建設原則

在建設5G天饋時，應以不新增天面為出發點，并同步結合網絡結構、天饋形態與系統數、配套資源等因素，建議5G天饋建設原則如下：

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

2）若無D頻段獨立天線，且現網天線大于1組情況，則通過整合現有天饋以騰出空間安裝5G AAU。

3）若現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、天線隔離度不達標、現網天饋無整合空間等，可通過新建5G天饋來滿足建設要求。

基于上述原則，5G天饋部署思路[10-11]如圖5所示。

（2）現網天饋分場景整合原則

現網天饋整合應與網絡結構相結合，優先采用多頻多端口電調天線整合現有系統，盡量保證各系統具備獨立優化條件，并且避免將覆蓋目標差異過大的不同系統天饋進行整合，同時考慮同期其它工程天饋需求盡量避免二次施工，同時由于在鐵塔租賃期內如果減少系統和天線，租金不減，而網絡優化靈活性降低，因此在天面整合中還應避免過度整合，分場景天面整合建議如下。

1）900 M、1800 M為獨立天線

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

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

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：優選FA/D天線獨立電調天線進行整合。

3）900M、1800M、FA、D共存情況

①通過“4488”天線、一低三高天線等形式，對現有技術制式與頻段進行收編整合;

②若各系統覆蓋目標差異較大時，應盡量避免過度整合，可用“4+4”天線、FA/D獨立電調天線將TDD與FDD分別整合以保證各系統獨立優化條件;

③若900 M、1800 M、FA/D均有獨立優化要求時，可酌情保留3組天線，此種情況應嚴格控制比例。

4? ?結束語

本文首先結合中國移動5G 2.6 GHz頻率使用策略，提出面向4G/5G協同的工程建設方案，隨后聚焦4G/5G天面協同，提出“最佳三副、最少兩副”的天面目標形態建議，并針對5G建設初期現網4G D頻段天饋調整方案、5G天饋部署原則給出分場景解決方案。中國移動4G與5G網絡將會長期共存、優勢互補，如何處理好4G/5G關系，解決好二者之間的協同，是當前無線網建設的重要課題。無線網絡工程建設從不同角度不同側重點出發，解決方案并不唯一，需結合實際情況進一步分析。

參考文獻：

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