4G/5G低頻網天饋建設綜合解決方案研究

摘要：該文對5G低頻網建設過程中4G/5G天饋的綜合解決方案進行了研究。不僅深入分析了5G低頻網的頻率特點及關鍵技術，確定了5G低頻網的建設需求，而且基于各運營商的網絡制式和建設方案不同，提出了各個頻段的5G低頻網天饋建設方案，緩解天面緊張的問題，并為運營商節省租金。

關鍵詞：4G/5G；低頻網；網絡融合；天面整合

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2024.10.005

中圖分類號：TN 929. 5 文獻標志碼：A 文章編碼：1672-7274（2024）10-00-03

Research on Comprehensive Solution for 4G/5G Low Frequency Network Antenna Feed Construction

Abstract： This article studies the comprehensive solution of 4G/5G antenna feeder in the construction process of 5G low-frequency network. Firstly， an in-depth analysis was conducted on the frequency characteristics and key technologies of the 5G low-frequency network， and the construction requirements for the 5G low-frequency network were determined. Secondly， based on the different network standards and construction plans of various operators， a 5G low-frequency network antenna feeder construction plan for each frequency band has been proposed to alleviate the problem of sky tension and save rent for operators.

Keywords： 4G/5G; low frequency networkjLmo1X7BY4JBRsU79J0s/QiKx087vJFat3KdECflSp8=; network integration; antenna feed integration

0 引言

5G網絡已經逐步從城市向農村區域拓展。低頻段的無線電波具有覆蓋范圍廣、傳播損耗低、繞射能力強等特點，在農村區域覆蓋中具有更大的成本優勢，所以各個運營商都把目光放在了5G低頻網的建設上。但現有2G/3G/4G網絡制式的存在以及多運營商共址共天面的情況，使得有限的天面資源變得更為緊張。如何能利用有限的資源，最大力度地完成5G低頻網的天饋建設，是各運營商都要面對的問題。這就需要充分考慮天面的未來演進需求、建設成本及租金、網絡覆蓋效果、對現網的影響、4G/5G網絡融合等因素，制定綜合的天饋建設方案。

1 低頻網的頻譜

2020年4月，中國廣電獲得工信部批準，可以將700 MHz的30M頻率用于5G網絡建設。2022年11月，中國聯通獲得工信部批準，可以在5G網絡中重耕使用900 MHz頻率資源。2023年8月，中國電信獲得工信部批準，可以在5G網絡中重耕使用800 MHz頻率資源。

當前，四大運營商的4G/5G低頻頻段分配如表1所示。在4G/5G低頻的使用上，均存在現有運行系統與5G網絡共用低頻頻譜資源的情況，均需要進行清頻或者重耕的工作，才能釋放5G低頻頻譜資源，實現4G/5G網絡的融合組網和長期并存[1]。

2 4G/5G低頻網天饋建設方案

2.1 天饋建設原則

（1）向極簡天面演進。運營商多制式多頻段的無線網絡給天饋建設帶來了較大的困難，在部署低頻網時，一定要充分考慮多制式各系統新建、擴容天線需求，對于無用或即將退網的舊天線進行騰退，或者使用多頻多端口天線整合天線系統，向極簡天面方向演進，目標是實現有源天線和無源天線各1個平臺[2]。

（2）TCO最優原則。5G網絡天面和機房的租金是困擾運營商最大的成本難題。各運營商在天面資源競爭激烈的情況下，要充分利用現有的天面支撐物資源，考慮4G/5G的天面融合和與其他運營商的共建共享，堅持租金最節省的原則制定天饋建設方案。

天面建設時也要考慮節省工程建設費用，一方面要考慮網絡的需求，一方面要使天面整合工作量最少，在天線選型時一定要與需求相結合，選擇合理的天線類型，避免端口浪費。

（3）保證網絡覆蓋和質量。在4G/5G低頻網建設時，天饋的建設方案要保證網絡建設后的覆蓋效果和網絡質量。考慮到未來網絡的演進，要盡量將5G網絡尤其是低頻網的天饋放置在高層平臺，保證天線的掛高。對于現有網絡進行天面整合時，要盡量保證替換前后的天線增益一致，天線的掛高、方位角、機械下傾角等參數也要綜合考慮制定，避免引起覆蓋收縮或越區覆蓋，加大網絡優化調整難度。

（4）結合需求可預留端口。天面的重復整合、反復登高替換等，不但增加了工程復雜度，而且增加了工程實施費用，所以要結合場景及業務發展進行測算分析。對于有潛在建設需求的區域，可以考慮為未來建設的需求預留天線端口，以便于網絡的快速部署，減少施工量。

2.2 700 MHz建設方案

5G 700 MHz基站的建設要結合4G 700 MHz基站和5G 2.6 GHz基站的建設情況統籌考慮，參考場景、業務量等因素。在鄉鎮以上區域業務量較高，要綜合考慮2.6 GHz和700 MHz的建設需求，使用4448天線（700 MHz四端口、900 MHz四端口、1 800 MHz四端口、FA頻段八端口）對多制式混合天面進行整合，使用4+4+4天線（700 MHz四端口、900 MHz四端口、1 800 MHz四端口）對以FDD制式為主的天面進行整合。農村區域業務量較低，2.6 GHz的建設必要性不大，主要的網絡覆蓋由700 MHz來承擔，可以使用4+4+4天線對其余的FDD制式天面進行整合，也可以新增單獨700 MHz的四端口天線[3]。

2.2.1 700 MHz基站在2.6 GHz基站的建成區建設

（1）現網僅有1套天面：現網已經建設5G 2.6 GHz的AAU，或者使用了4488類型天線（900 MHz四端口、1 800 MHz四端口、FA頻段八端口、D頻段八端口），已經無法再與700 MHz基站進行整合，需要新增天面建設單700 MHz的四端口天線。

（2）現網有2套天面（含AAU）：一套天面為5G 2.6 GHz AAU，另一套天面為純TDD 8通道天線或者4488天線，可以保留AAU，用4448天線替換掉4488天線。

（3）現網有2套及以上天面：一套天面為不含700 MHz的純FDD制式天線，其他天面為5G 2.6 GHz AAU或TDD 8通道天線等，則考慮用4+4+4天線替換整合純FDD制式的天線。

2.2.2 2.6 GHz和700 MHz基站同時建設

（1）現網僅有1套天面：要根據基站所在區域的場景和業務量綜合判定，但受頻率和制式的限制，必須要新增一套天面。對于高業務量場景，要保證2.6 GHz AAU獨占一套天面，700 MHz與現網天面用4448天線進行整合。對于低業務量場景，可使700 MHz獨占一套天面，2.6 GHz使用RRU設備，合路到原有4488天線上。

（2）現網有2套天面：對于高業務量場景，要保證2.6 GHz AAU獨占一套天面，并采用4448將現網的2套天面全部替換。對于低業務量場景，采用4+4+4天線整合FDD頻段的天線，2.6 GHz使用RRU設備，根據現網天線支持頻段的情況，決定是否用FA/D天線替換現網的TDD 8通道天線。

（3）現網有3套天面：保留1套純TDD 8通道天線，將其余2套天面用2.6 GHz AAU和4+4+4天線進行替換。

2.2.3 700 MHz基站單獨建設

現網僅有1套天面（F頻段）：對于普通地面塔站，2套及以內的天面租金是不變的，如果基站在農村區域，業務需求較小，不用考慮預留端口，可以新增1套單700 MHz的四端口天線；如果在非農區域，則需要新增4+4+4天線，為后期需求預留端口。對于其他類型的天線架設物，可以使用4448天線將所有制式整合到一套天面上。如果現網為高增益、窄波束等特殊類型的天線，則只能考慮新增1套天面，結合業務預測使用單700 MHz的四端口天線或4+4+4天線。

現網僅有1套天面（900 MHz）：不新增天面，使用4+4+4天線將所有頻段整合到這一套天面上。

現網有2套天面：不新增天面，保持F頻段天線不變，其他頻段用4+4+4天線整合到一套天面上。

2.3 800 MHz建設方案

中國電信在部署5G 800 MHz基站時，優先考慮利用現網4G基站資源進行升級改造，要充分考慮現有4G基站的RRU設備類型、現有天線的端口數和頻譜寬度，綜合制定800 MHz NR的天饋建設方案。

中國電信現有的800 MHz天線大多為11 Mbps帶寬，如果利用現網RRU，則天面可以利舊；如果將現網RRU替換為15 Mbps帶寬RRU，則需要將天線替換為單頻四端口15 Mbps帶寬的天線。在替換時還要注意天線的增益需保持一致。

2.4 900 MHz建設方案

中國聯通在部署5G 900 MHz基站時，充分考慮了與中國電信站址的共建共享，從節省租金、保證質量的角度，制定綜合型的天饋解決方案。

2.4.1 聯通或電信僅有一方站址

現有天面僅有聯通或電信一方天饋系統，分析共址基站天饋系統，以確定整合方案，最終形成共址1套5G 900 MHz天饋、1套其他制式天饋的組合模式。

（1）共址僅有1套天饋系統：無法整合現有天面，需選取高度適宜的天線架設物來建設900 MHz四端口天線。

（2）共址有2套天饋系統：分析現有天饋系統支持能力，已下掛網絡制式和空余端口情況。若現有天饋支持直接整合，應拆除被整合系統所屬天線，騰空抱桿用于900 MHz建設。若需新購多端口天線進行天面整合，應評估雙方平臺5G覆蓋效果，將900 MHz優選平臺的無線系統整合到另一方所屬平臺，以確保900 MHz網絡覆蓋優勢。

（3）共址有3套及以上天饋系統：評估共址網絡制式生命周期，優先將短生命周期網絡獨立天饋，其他網絡制式整合為一套天饋系統；或者升級共址4G基站為混模設備，以合并網絡制式，減少天饋端口數量，利于天面整合，用于騰空抱桿建設900 MHz網絡。待短生命周期系統退網后，可減少租金，降低運營成本壓力。

2.4.2 聯通與電信共址

現有天面同時存在聯通和電信雙方網絡制式的天饋系統，需同時分析雙方天饋整合能力，以確定最優天饋建設方案。

（1）不整合天面：一方或雙方新建天饋系統可不增加站址租金時，可評估新建抱桿掛高是否滿足5G覆蓋需求，在滿足5G覆蓋需求的前提下，可不考慮現有天線系統整合方案，新建900 MHz保證現有網絡和5G網絡覆蓋效果。

（2）僅一方可整合天面：聯通或電信一方可整合現有天面，本著對現網影響最小原則，參照僅一方站址整合原則進行天饋整合方案制定。

（3）雙方均可整合天面：聯通與電信均現存兩套及以上天饋系統，且同時可進行天饋整合。此時應比對雙方可騰空平臺高度和覆蓋方位，優選利于900 MHz網絡覆蓋的平臺所屬方進行現有天面整合。

（4）雙方均無法整合天面：在雙方均僅有一套天饋系統或自身無法進行天面整合時，需考慮整合雙方天面以騰空抱桿用于900 MHz網絡建設。本著對現網影響最小原則，需比對雙方現有網絡覆蓋方向和覆蓋目標情況，確保雙方覆蓋目標一致，現網方向角偏差不超過5°，方可考慮實施整合，以防止造成其中一方網絡投訴激增，影響現網覆蓋的現象出現，應將900 MHz優選平臺所屬系統向另一方所在平臺整合，以保證900 MHz網絡覆蓋優勢。

3 結束語

本文對低頻網的頻譜分配及應用、5G低頻網的關鍵技術等進行了深入分析，從運營商的價值角度分析了5G低頻網的天饋建設時需重點考慮的因素，并依據分析結果，結合各個運營商現網的不同頻段、不同網絡制式，提出了5G低頻網建設時的天饋綜合解決方案，既考慮了4G/5G網絡的融合，又注重保障5G低頻網的網絡質量，為5G低頻網的建設提供了有效的參考。但在工程建設過程中，因為多運營商、多制式及不同環境天面的復雜性，上述方案肯定無法涵蓋全部的場景。希望本文中提出的天饋綜合解決方案，能夠為5G低頻網絡的部署和發展，提供有益的啟示。

參考文獻

[1] 鄧安達，李浩，程日濤，馬春．5G 2.6 GHz與700 MHz頻段基站天線建設策略[J]．移動通信，2021，45（2）：29-32．

[2] 呂熾能．基于5G網絡建設的天面改造方案研究經驗分析[J]．中國新通信，2023，25（23）：16-18．

[3] 趙志斌．無線基站天饋系統改造應用[J]．數字技術與應用，2023，41（6）：158-160．