5G網(wǎng)絡(luò)的頻率策略研究

◆藍海濤

5G網(wǎng)絡(luò)的頻率策略研究

◆藍海濤

（廣東省電信規(guī)劃設(shè)計院有限公司 廣東 510000）

5G網(wǎng)絡(luò)作為一種新的無線數(shù)據(jù)交互傳輸技術(shù)，憑借其在傳輸效率方面的優(yōu)勢，充分滿足了不同使用者的使用需求，為經(jīng)濟發(fā)展以及社會生活提供了諸多便利。本文基于5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展實際以及技術(shù)創(chuàng)新趨勢，將網(wǎng)絡(luò)頻率選擇作為研究重點，從已有頻率加速升級、FDD/TDD融合發(fā)展、分段規(guī)劃6GHz以下低段頻率等幾個層面出發(fā)，實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)頻率的科學選擇與高效使用，通過這種方式，推動5G網(wǎng)絡(luò)開發(fā)工作的深耕。

5G網(wǎng)絡(luò) ；頻率升級 ；FDD/TDD融合 ；非授權(quán)頻段

0 前言

4G網(wǎng)絡(luò)以數(shù)據(jù)傳輸速度、移動性能以及通信延時等幾個維度大大提升了人類無線數(shù)據(jù)通信服務(wù)能力，為國民經(jīng)濟發(fā)展模式、居民生活形態(tài)以及交流方式均產(chǎn)生了極為深遠的影響。為了進一步發(fā)掘無線數(shù)據(jù)通信服務(wù)潛能，不斷滿足無線網(wǎng)絡(luò)用戶的使用需求，世界主要國家圍繞著技術(shù)發(fā)展潮流、頻率以及訴求等幾個層面對5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行了深入探討。5G網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)需要基于現(xiàn)有頻率資源，在已有的頻率資源基礎(chǔ)上，持續(xù)開展頻率優(yōu)化，通過優(yōu)化頻率提升網(wǎng)服務(wù)能力。同時，從無線通信的發(fā)展來看，衛(wèi)星、廣播等業(yè)務(wù)頻率使用需求也在快速增加，因此5G網(wǎng)絡(luò)面臨的無線電環(huán)境將會更加復雜。基于頻率在5G網(wǎng)絡(luò)開發(fā)中的重要性，文章將5G網(wǎng)絡(luò)頻率優(yōu)化與創(chuàng)新作為研究重點，從多個層面出發(fā)，發(fā)掘已有頻率資源，提升無線頻率使用效率，同時依托現(xiàn)代化頻譜技術(shù)，努力實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星以及廣播業(yè)務(wù)頻率的共享與復用，通過這種方式最大程度地解決移動通信快速增長過程中出現(xiàn)的頻率使用矛盾，以期為后續(xù)技術(shù)研發(fā)以及網(wǎng)絡(luò)建設(shè)活動的開展準備條件。

1 現(xiàn)有頻率資源的開發(fā)與優(yōu)化

國際電聯(lián)在2007年無線電大會上，出于對無線通信技術(shù)發(fā)展訴求與無線網(wǎng)絡(luò)使用實際，將劃分出的IMT-2000技術(shù)頻譜進行復用處理，并努力通過IMT技術(shù)對已有的頻譜進行細化，經(jīng)過本次頻譜劃分過往的頻率，不再區(qū)分具體的通信技術(shù)，而是在IMT技術(shù)機制下進行統(tǒng)一化使用。但是從頻率本身性質(zhì)來看，已劃分的頻率大多為低頻段，這些低頻段具有良好的傳播性與穿透性，如果能夠進行頻率深入整合，必將成為5G頻率的重要組成，滿足用戶實時在線的需求。具體操作之中，技術(shù)人員要基于市場需求，著力推動頻率與技術(shù)耦合，以韓國政府為例，其在推動5G網(wǎng)絡(luò)頻率優(yōu)化與整合，基于本國4G網(wǎng)絡(luò)頻率使用的實際情況，對已開放的頻率進行復用。在此基礎(chǔ)上，相關(guān)運營商SKT以及KT對1.8GHz頻率段進行升級，LGU則獨立對2.1GHz頻率段進行升級，通過采取頻率升級的方式5G網(wǎng)絡(luò)運行的流暢度與高效性得到穩(wěn)步提升。從韓國經(jīng)驗的出發(fā)，為了確保移動用戶能夠隨時隨地接入網(wǎng)絡(luò)，并獲得優(yōu)質(zhì)的無線通信服務(wù)，我國在2.3GHz以及2.6GHz兩個4G頻率段上劃分出300MHz商用無線通信頻率，通過這種方式，來確保5G網(wǎng)絡(luò)頻率在傳播性以及穿透性等方面的優(yōu)勢。但是從實際情況來看，這些頻率段雖然在4G時代擁有較好的技術(shù)基礎(chǔ)，但是由于綜合對比來看其頻率的穿透性依舊無法真正滿足實際的使用需求。下表1為LTE承載12.2k語音服務(wù)時，不同頻率的覆蓋能力。

從圖表中的數(shù)據(jù)不難看出，900MHz頻率段的覆蓋能力相比較于1800HMz以及2600MHz具有明顯的差異，覆蓋范圍更廣，室內(nèi)室外覆蓋半徑差別更小，正是由于低頻率段在穿透性等方面的巨大優(yōu)勢，5G網(wǎng)絡(luò)頻率在劃定與使用的過程中，需要充分挖掘低頻率段[1]。由于現(xiàn)階段1GHz以下的頻率段沒有新頻率可供使用，為了應(yīng)對這種情況，可以充分利用2G技術(shù)所使用的850MHz以及900HMz兩種頻率段，電信運營商在獲得國家授權(quán)的基礎(chǔ)上，可以充分利用現(xiàn)有的技術(shù)手段，對850MHz以及900HMz兩種頻率段進行復用，通過對頻率的合理化選用，確保了5G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，構(gòu)建起高效、快捷的無線網(wǎng)絡(luò)運行機制。

表1 不同頻率的覆蓋能力

2 推動FDD/TDD的融合發(fā)展

從全球范圍來看，F(xiàn)DD/TDD融合發(fā)展是5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展主流，在4G網(wǎng)絡(luò)模式下，F(xiàn)DD技術(shù)與TDD技術(shù)不再是傳統(tǒng)意義上的兩種技術(shù)手段，而是在同一技術(shù)模式下2種不同頻率資源的使用方式。在4G向5G發(fā)展的過程中，F(xiàn)DD、TDD兩種技術(shù)進一步實現(xiàn)了深度整合，例如，利用FDD頻率對語音業(yè)務(wù)進行上行下行對稱業(yè)務(wù)，實現(xiàn)了5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的提升以及數(shù)據(jù)傳輸能力的增強[2]。同時使用TDD頻率對視頻播放等不對稱數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進行支持，激發(fā)出5G網(wǎng)絡(luò)在頻率配置使用方面的優(yōu)勢。現(xiàn)階段移動通信在小于1GHz的頻率段多使用FDD，而高于2GHz的頻率段多使用TDD，因而通過FDD/TDD的融合發(fā)展，能夠有效增強5G網(wǎng)絡(luò)自身對于頻率的使用效能，實現(xiàn)了現(xiàn)有頻率的全覆蓋與有效復用，為后續(xù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)活動以及技術(shù)研發(fā)活動的開展創(chuàng)造了極為便利的條件。具體來看，在深入融合的過程中，技術(shù)人員要在科學性原則的框架體系下開展融合工作[3]。FDD/TDD在5G網(wǎng)絡(luò)頻率中的實現(xiàn)必須要遵循科學性的原則。FDD/TDD安裝工作在5G網(wǎng)絡(luò)頻率中的開展，要全面體現(xiàn)科學性這一原則，只有從科學的角度出發(fā)，對5G網(wǎng)絡(luò)頻率的基本特點、FDD/TDD的定位以及具體落實方式，進行全面考慮與科學評估，才能夠最大限度地保證FDD/TDD融合方案能夠滿足5G網(wǎng)絡(luò)頻率運行的基本要求，增強了5G網(wǎng)絡(luò)頻率融合工作的針對性與有效性，從而避免了不必要的資源浪費與成本支出，對于增加電信運營商經(jīng)濟收益有著一定的積極作用。在科學性原則的指導下，使用載波聚合技術(shù)，低頻率段FDD用于廣域覆蓋，同時采取共站或者射頻拉遠的方式，確保上行與下行數(shù)據(jù)的高速性；在用戶中心或者熱點區(qū)域，設(shè)置高頻率段TDD進行數(shù)據(jù)承載，這種操作方式兼顧了用戶移動性與數(shù)據(jù)承載要求[3]。現(xiàn)階段主要的5G網(wǎng)絡(luò)研發(fā)企業(yè)積極推動FDD/TDD融合，并在融合過程中，不斷積累技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗，形成了體系化的頻率使用機制。

3 新頻率資源的發(fā)掘

新頻率資源發(fā)掘在5G網(wǎng)絡(luò)頻率的開展必須要遵循實用性的原則，由于5G網(wǎng)絡(luò)頻率類型多樣，涵蓋了諸多不同的領(lǐng)域，對于安裝活動有著多樣性的要求。為了適應(yīng)這一現(xiàn)實狀況，新頻率資源發(fā)掘操作在5G網(wǎng)絡(luò)頻率中的落實，就要盡可能地增加新頻率資源發(fā)掘安裝應(yīng)用方案的兼容性，減少復雜冗余環(huán)節(jié)對5G網(wǎng)絡(luò)頻率中新頻率資源發(fā)掘安裝工作的不利影響[1]。因此新頻率資源發(fā)掘安裝流程必須進行簡化處理，降低操作的難度，提升新頻率資源發(fā)掘應(yīng)用方案的實用性能，使得在較短時間內(nèi)，進行有效化操作，保證5G網(wǎng)絡(luò)頻率順利開展，提升現(xiàn)階段5G網(wǎng)絡(luò)頻率質(zhì)量與水平[4]。在資源開發(fā)的過程中，技術(shù)人員需要將組網(wǎng)站點分布進行計算，通過高精度評估，提升網(wǎng)絡(luò)覆蓋率，為網(wǎng)絡(luò)運營提供合理高效的空間。同時對5G網(wǎng)絡(luò)使用路測等方式，對宏基組網(wǎng)使用效果進行分析，通過這種方式，在設(shè)計環(huán)節(jié)，避免了網(wǎng)絡(luò)頻率資源使用方案設(shè)計的高成本，減少了頻率資源開發(fā)過程中的時間成本，并在在一過程中采取小區(qū)無信號測試的方式，對整個頻率的覆蓋范圍進行準確估算，對組網(wǎng)設(shè)計過程中出現(xiàn)的問題進行分析，針對出現(xiàn)的問題，采取有效措施，推動5G宏基站組網(wǎng)設(shè)計工作的有效性[5]。使得宏基站組網(wǎng)設(shè)計能夠與后續(xù)施工建設(shè)與設(shè)計活動的展開奠定良好的技術(shù)基礎(chǔ)，提升了組網(wǎng)設(shè)計的有效性。

4 結(jié)語

5G網(wǎng)絡(luò)的頻率優(yōu)化與實現(xiàn)是一個系統(tǒng)化流程，文章基于頻率在5G網(wǎng)絡(luò)研發(fā)中的重要性，借鑒國外5G網(wǎng)絡(luò)頻率建設(shè)的有益經(jīng)驗，從多個維度出發(fā)，采取針對性的技術(shù)手段，實現(xiàn)了5G網(wǎng)絡(luò)頻率的準確選擇，為網(wǎng)絡(luò)體系的完善與發(fā)展提供了極為便利的條件。

[1]丁海煜.從4G邁向5G的創(chuàng)新發(fā)展[J].移動通信，2016.

[2]柳虔林. 5G移動通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展探究[J].數(shù)字通信世界，2017.

[3]劉影帆，孫斌.5G移動通信技術(shù)及發(fā)展探究[J].通信技術(shù)，2017.

[4]郭正平，楊慧，羅康寧.5G移動通信技術(shù)發(fā)展探究及其對基站配套影響研究[J].信息記錄材料，2017.

[5]徐云和.5G移動通信技術(shù)及發(fā)展探究[J].商品與質(zhì)量，2017.