基于全頻全網(wǎng)協(xié)同發(fā)展的融合組網(wǎng)技術及規(guī)劃部署策略研究

摘要：該文提出一種基于全頻全網(wǎng)協(xié)同發(fā)展的融合組網(wǎng)技術，可支持高、中、低無線頻段資源的智能編排和組合，能夠靈活滿足任何網(wǎng)絡場景的需求。該文還對全頻全網(wǎng)協(xié)同發(fā)展的融合組網(wǎng)規(guī)劃及部署策略進行了研究。基于全頻全網(wǎng)協(xié)同發(fā)展的融合組網(wǎng)技術可以解決現(xiàn)有多頻段網(wǎng)絡技術不靈活、低效率等痛點，建立全頻全網(wǎng)協(xié)同組網(wǎng)生態(tài)，賦能5G網(wǎng)絡更豐富多樣的新業(yè)務場景。

關鍵詞：全頻段；全網(wǎng)協(xié)同發(fā)展；融合組網(wǎng)；規(guī)劃部署策略

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2024.10.009

中圖分類號：TN 929.5 文獻標志碼：A 文章編碼：1672-7274（2024）10-00-03

Fusion Networking Technology Based on Full Frequency and Full Network Collaborative Development Research on Planning and Deployment Strategies

Abstract： This article proposes a fusion networking technology based on full frequency and full network collaborative development. It can support intelligent orchestration and combination of high， medium， and low wireless frequency band resources， and can flexibly meet the needs of any network scenario. The article also studied the integrated networking planning and deployment strategy for the coordinated development of the entire frequency and netYIEgpzbS2GKFqSLVoFnRx9IcXnTfWwFHVNiN076l+jM=work. The integrated networking technology based on the coordinated development of the entire frequency and network can overcome the pain points of existing multi band network technologies such as inflexibility and low efficiency， establish a collaborative networking ecosystem for the entire frequency and network， and empower 5G with more diverse new business scenarios.

Keywords： full frequency band; collaborative development across the entire network; fusion networking; planning and deployment strategy

1 研究背景

隨著未來5G新場景、新業(yè)務、新服務的引入，以及后續(xù)6G網(wǎng)絡的到來，無線通信網(wǎng)絡的建設思維已經(jīng)開始轉(zhuǎn)向，由原來的規(guī)劃決策轉(zhuǎn)向為網(wǎng)絡智能輔助自適應，網(wǎng)絡架構范式也朝著融合組網(wǎng)的模式大步前進。未來的融合組網(wǎng)架構能夠同時兼具靈活性與低碳節(jié)能，更為重要的是，它可以根據(jù)實際場景的需求匹配最適合的網(wǎng)絡模式。基于全頻全網(wǎng)協(xié)同發(fā)展的融合組網(wǎng)技術具有高價值，能夠完美迎合未來應用需求，具有很廣泛的應用空間。同時由于這一新的網(wǎng)絡架構也會帶來很多新的變化，針對這些新的變化，未來也將解決很多新的問題，在這一過程中實現(xiàn)技術進步[1]。

2 全頻全網(wǎng)協(xié)同發(fā)展

全頻全網(wǎng)協(xié)同發(fā)展是指在無線通信網(wǎng)絡的建設過程中，充分地利用各種無線頻段的資源（如低頻、中頻、高頻以及超高頻等），進而實現(xiàn)2G、4G、5G網(wǎng)絡深入、廣泛覆蓋，同時各頻段之間、各網(wǎng)絡之間做好無縫對接及協(xié)同工作，從而提供更為優(yōu)質(zhì)的無線網(wǎng)絡服務。

全頻全網(wǎng)協(xié)同發(fā)展能夠有效整合不同頻段的網(wǎng)絡資源，充分發(fā)揮各頻段的優(yōu)勢與特點，提升頻譜利用率，在頻譜資源有限的前提條件下獲得最好的整網(wǎng)性能，使頻譜價值實現(xiàn)最大化。

3 面向全頻全網(wǎng)協(xié)同發(fā)展的智能化融

合組網(wǎng)

我國現(xiàn)有的無線網(wǎng)絡主要是四大通信運營商建設、運營并優(yōu)化維護的靜態(tài)且相對封閉的網(wǎng)絡，該網(wǎng)絡的最大優(yōu)勢是性能強大、功能齊全，與此同時也存在規(guī)劃、建設、運行、維護、優(yōu)化等復雜且耗時的問題。在針對有特殊需求的垂直行業(yè)、家庭和用戶等情況時，分工不夠細致，這就為降低成本和能耗提供了優(yōu)化空間。

基于全頻全網(wǎng)協(xié)同發(fā)展的融合組網(wǎng)，需要將現(xiàn)有網(wǎng)絡改造為多模態(tài)網(wǎng)絡及組網(wǎng)生態(tài)，可以充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡，將其中一部分改造為多模態(tài)網(wǎng)絡的元網(wǎng)絡、另外部分改造為組網(wǎng)生態(tài)，改造后的網(wǎng)絡其組網(wǎng)生態(tài)包含垂直行業(yè)、家庭和用戶網(wǎng)絡。總的來說，改造后的多模態(tài)網(wǎng)絡主要包括以下兩點，一是開放多元化的組網(wǎng)平臺，二是多模態(tài)的網(wǎng)絡結(jié)構[2]。

3.1 開放多元化組網(wǎng)平臺

開放多元化組網(wǎng)平臺需要對現(xiàn)有網(wǎng)絡進行改造。由于網(wǎng)絡內(nèi)的各單元均有不相同的性能，現(xiàn)有的網(wǎng)絡結(jié)構內(nèi)部是一個整體，將各個單元與網(wǎng)絡連接耦合，這樣的網(wǎng)絡資源利用率不夠高，網(wǎng)絡靈活性不足。當現(xiàn)有網(wǎng)絡結(jié)構改變成平臺后，因為平臺結(jié)構的特性，平臺內(nèi)所有資源的利用整合能力都變得更為靈活和多樣，網(wǎng)絡內(nèi)部各單元之間能夠相互賦能，如在接入網(wǎng)側(cè)，通過多頻段合作，使一個基站代發(fā)一個或多個基站的系統(tǒng)消息，能夠有效地延長基站的休眠時間，從而有效地降低基站能源的消耗、提升網(wǎng)絡能效，整體上降低成本[3]。

3.2 多模態(tài)網(wǎng)絡結(jié)構

全頻全網(wǎng)協(xié)同發(fā)展的融合組網(wǎng)多模態(tài)網(wǎng)絡結(jié)構主要包括傳統(tǒng)網(wǎng)絡模式、垂直網(wǎng)絡模式、功能性網(wǎng)絡模式和用戶網(wǎng)絡模式四種。多模態(tài)網(wǎng)絡結(jié)構的網(wǎng)絡與服務可以通過集成的方式從一種模式向另一種模式轉(zhuǎn)換，集成后的網(wǎng)絡結(jié)構更加靈活，可以簡便地實現(xiàn)資源和服務的共建共享。

（1）傳統(tǒng)網(wǎng)絡模式包括通常意義上的宏覆蓋通信網(wǎng)絡，包括傳統(tǒng)蜂窩結(jié)構的宏基站網(wǎng)絡以及室內(nèi)信號覆蓋網(wǎng)絡，同時可支持To B（面向企業(yè)）或To C（面向消費者）業(yè)務。該網(wǎng)絡涵蓋中、高、低頻全頻段多載波的網(wǎng)絡資源，為上層業(yè)務的開展提供了靈活多樣的選擇。改造后的傳統(tǒng)網(wǎng)絡功能組件按用途將包括基礎功能和專有功能，其中基礎功能組件提供基礎的通信保障功能，而專有功能組件提供專有網(wǎng)絡的智能化服務內(nèi)容。對于具體場景，客戶側(cè)需要輸入基礎需求和信息，網(wǎng)絡側(cè)將這些信息搜集整理并提供分析模組，再使用數(shù)字孿生技術對結(jié)果反復模擬、迭代，最后生成最適合該使用場景的結(jié)果，并對參數(shù)進行鎖定，儲存為特定場景的網(wǎng)絡切片資源。

（2）垂直網(wǎng)絡模式區(qū)別于其他模式的最大特點就是業(yè)務要與網(wǎng)絡高度契合，網(wǎng)絡使用的通信協(xié)議棧、網(wǎng)元和資源根據(jù)業(yè)務特征按需生成。相對于傳統(tǒng)網(wǎng)絡模式，垂直網(wǎng)絡更多的是服務于大型企事業(yè)單位或政府機構。例如，垂直網(wǎng)絡的核心網(wǎng)可以應用5G無線網(wǎng)絡技術，而物聯(lián)網(wǎng)則采用更為節(jié)能的窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術，即NB-IoT。這種結(jié)構可以有效地降低垂直網(wǎng)絡單獨部署成本，充分利用傳統(tǒng)網(wǎng)絡資源，實現(xiàn)類似功能不重復建設的目的，充分發(fā)揮網(wǎng)絡資源能效。另外，相較于網(wǎng)絡結(jié)構，垂直網(wǎng)絡與傳統(tǒng)網(wǎng)絡的頻段關系可以更加的靈活[4]。

（3）功能性網(wǎng)絡模型包括節(jié)能環(huán)保基站與低成本建設基站，此類網(wǎng)絡模式可以提供即時、動態(tài)的數(shù)據(jù)小區(qū)，不提供廣播或信令發(fā)送服務，而只提供更強的數(shù)據(jù)傳輸和更大范圍的覆蓋性能，從而使功能性網(wǎng)絡成為了運營商節(jié)能降耗的主體基站，實現(xiàn)綠色基站、節(jié)能減排的目標。功能網(wǎng)絡是對傳統(tǒng)網(wǎng)絡模型的有效補充，提供即插即用且動態(tài)開啟的數(shù)據(jù)小區(qū)，只提供數(shù)據(jù)傳輸加強服務或覆蓋范圍提升服務，廣播或信令發(fā)送服務由傳統(tǒng)網(wǎng)絡來承擔。功能性網(wǎng)絡基站更加靈活的特性具有獨特的優(yōu)勢，在網(wǎng)絡服務上可以只保留上行業(yè)務，也可以只保留下行業(yè)務，甚至也可以上下行業(yè)務不對等。在數(shù)據(jù)傳輸方面，功能性網(wǎng)絡基站同樣可以選擇靈活開閉，其他時候可以通過傳統(tǒng)網(wǎng)基站共同傳輸。功能性網(wǎng)絡的最大特點就是節(jié)能降耗，對比傳統(tǒng)網(wǎng)絡，其網(wǎng)絡功能簡單，更方便后期的優(yōu)化與維護，可以提供即時、動態(tài)的數(shù)據(jù)小區(qū)服務，是低碳節(jié)能的主力基站。

（4）用戶網(wǎng)絡模式是在用戶間組成的網(wǎng)絡，使用分布式網(wǎng)絡結(jié)構，建立用戶之間的分布式連接。此種類型的網(wǎng)絡易于部署，可以充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡資源，不局限于公共網(wǎng)絡，也可以是辦公網(wǎng)絡或家庭網(wǎng)絡，只需在網(wǎng)絡的功能分配上設置一個中央調(diào)度點即可。這種類型的網(wǎng)絡也可以是參與者的協(xié)作網(wǎng)絡，即在戶外或緊急情況下，當公共網(wǎng)絡無覆蓋或無法提供調(diào)度節(jié)點時，可以由參與者進行協(xié)作。這種分布式連接帶來靈活性的同時也存在安全風險，因此該網(wǎng)絡內(nèi)用戶均需認證才能使用。可利用區(qū)塊鏈實現(xiàn)網(wǎng)絡認證、服務計費等必要功能，用戶則可通過智能合約相互保障執(zhí)行交易。全頻全網(wǎng)協(xié)同多模態(tài)融合組網(wǎng)形態(tài)如圖1所示：傳統(tǒng)網(wǎng)絡作為基礎網(wǎng)絡，可以提供基礎信息感知、智能化網(wǎng)絡調(diào)動、資源和組件的編排，向垂直、功能性、用戶這三種網(wǎng)絡提供基礎服務。四種網(wǎng)絡模式間服務共享開放，形成數(shù)據(jù)資源的有效交換。各網(wǎng)絡按需獲取網(wǎng)絡資源和服務[5]。

4 全頻段全網(wǎng)融合組網(wǎng)規(guī)劃及部署策略

4.1 全頻段全網(wǎng)融合組網(wǎng)規(guī)劃

（1）網(wǎng)絡需求分析。根據(jù)不同場景和應用需求，分析所需的網(wǎng)絡性能指標，比如帶寬大小、網(wǎng)絡延遲、網(wǎng)絡可靠性等。

（2）多網(wǎng)合一、全頻段覆蓋。通過技術手段實現(xiàn)不同網(wǎng)絡系統(tǒng)的數(shù)據(jù)融合，減少業(yè)務及數(shù)據(jù)集成的壓力，從而提高網(wǎng)絡系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。支持從400 MHz到7 GHz的全頻段工作，適應不同的通信需求和環(huán)境條件。

（3）促進網(wǎng)絡技術的進步。融合組網(wǎng)技術的發(fā)展同樣能夠推動相關網(wǎng)絡技術的進步，如統(tǒng)一的空口技術、統(tǒng)一的頻率技術、智能動態(tài)協(xié)作的新型無線組網(wǎng)架構等。

（4）網(wǎng)絡架構設計及模塊化。根據(jù)不同網(wǎng)絡的特點和需求，設計合理的網(wǎng)絡架構、網(wǎng)絡拓撲結(jié)構。

（5）網(wǎng)絡頻率資源分配。合理分配和利用各種網(wǎng)絡頻段資源，實現(xiàn)最佳的網(wǎng)絡覆蓋和性能。

（6）設備選型與配置。選擇合適的網(wǎng)絡設備，并進行合理配置，適應不同網(wǎng)絡環(huán)境和業(yè)務的需求。

（7）數(shù)據(jù)融合與治理。通過網(wǎng)絡數(shù)據(jù)采集、融合、治理、服務和資產(chǎn)管理等核心功能，實現(xiàn)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。

（8）網(wǎng)絡測試與優(yōu)化。在網(wǎng)絡部署后進行測試，根據(jù)測試結(jié)果進行必要的調(diào)整和優(yōu)化，定期對網(wǎng)絡進行維護，從而提高網(wǎng)絡性能和服務質(zhì)量。

4.2 全頻段全網(wǎng)融合組網(wǎng)部署策略

（1）提升網(wǎng)絡覆蓋和深度滲透能力。融合組網(wǎng)技術是使不同類型的網(wǎng)絡系統(tǒng)融合在一起，實現(xiàn)更廣泛的覆蓋范圍和更深的滲透能力。例如，通過公共網(wǎng)絡與垂直網(wǎng)絡融合組網(wǎng)，可以實現(xiàn)大型自動化工廠的全方位覆蓋，達到熱點區(qū)域不擁塞、偏僻角落低延時的目的。

（2）支撐多樣化的應用場景。融合組網(wǎng)技術能夠適應多種應用場景的需求，可為個人、企業(yè)及政府提供的多種服務。例如，廣域、微域的融合技術能夠拓展網(wǎng)絡應用的邊界與功能，滿足5G網(wǎng)絡差異化、定制化和沉浸式性能要求。

（3）促進網(wǎng)絡技術的進步。融合組網(wǎng)技術的發(fā)展同樣能夠推動相關網(wǎng)絡技術的進步，如統(tǒng)一的空口、統(tǒng)一的頻率技術研究，以及智能動態(tài)協(xié)作的新型無線組網(wǎng)架構等。

（4）增強網(wǎng)絡韌性和抗毀能力。融合組網(wǎng)技術能夠有效提升網(wǎng)絡的韌性和抗毀能力，在面對自然災害或其他緊急情況時，能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡的快速恢復并保持網(wǎng)絡穩(wěn)定運行。

（5）推動網(wǎng)絡產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。融合組網(wǎng)技術的發(fā)展將推動產(chǎn)業(yè)鏈相關技術迅猛發(fā)展，包括網(wǎng)絡設備制造、軟件開發(fā)、服務提供等，有助于提升我國網(wǎng)絡產(chǎn)業(yè)的競爭力。

4.3 全頻段全網(wǎng)融合組網(wǎng)遠景目標

（1）天地一體融合組網(wǎng)。它指將地面網(wǎng)絡、衛(wèi)星網(wǎng)絡以及其他空中網(wǎng)絡（如無人機、飛機等）融合起來，融合成統(tǒng)一的網(wǎng)絡體系。通過衛(wèi)星、空中網(wǎng)絡實現(xiàn)對荒漠山林等偏遠地區(qū)，以及海上和空中的按需覆蓋。

（2）宏微融合組網(wǎng)。它是指將宏基站和微基站智能化融合，形成一個層次分明、結(jié)構統(tǒng)一的網(wǎng)絡結(jié)構。宏基站通常對較大區(qū)域進行覆蓋，微基站則通過自身特點用來補充宏基站覆蓋盲區(qū)，而智能化融合可以結(jié)合AI技術對網(wǎng)絡需求進一步細化。

（3）異構融合組網(wǎng)。它是指將不同類型的網(wǎng)絡系統(tǒng)，如蜂窩網(wǎng)絡、Wi-Fi、藍牙等融合在一起，從而實現(xiàn)更對廣泛區(qū)域的覆蓋，更重要的是能夠?qū)崿F(xiàn)對建筑更深層次的滲透能力能力。異構融合組網(wǎng)可以通過多無線電協(xié)作、協(xié)議轉(zhuǎn)換、安全認證等方式實現(xiàn)。

5 結(jié)束語

文中所述的技術及應用對于構建高性能、高效率的網(wǎng)絡系統(tǒng)至關重要，它們能夠滿足未來通信需求的多樣化和復雜化，為實現(xiàn)全球無縫覆蓋和高效通信提供技術支持。全頻全網(wǎng)協(xié)同發(fā)展的融合組網(wǎng)技術將推動網(wǎng)絡向更高頻段、更大規(guī)模、更高效率的方向發(fā)展，它也將促進網(wǎng)絡設備制造商、軟件開發(fā)商和服務提供商之間更加深入的合作，從而推動整個網(wǎng)絡產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新和發(fā)展。

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