4G、5G網絡共存規劃與優化

郭本英

（中通服咨詢設計研究院有限公司，江蘇 南京 210019）

0 引 言

2019年是5G網絡建設的元年，各大運營商均在積極部署5G網絡規劃。進入2020年之后，5G網絡建設如火如荼，尤其在當前新基建大環境下，基礎網絡建設更是納入國計民生項目行列。但在近一段時期甚至相當長一段時期內，4G網絡仍然是網絡承載的主流。4G、5G網絡共存將是長期存在的局面，在4G、5G兩張網絡共存背景下，建設初期的組網方式、網絡建設規劃、頻段選擇、技術參數選擇等顯得尤其重要。下面以中國移動為例探討4G、5G網絡共存時的網絡部署規劃。

1 4G網絡部署策略

1.1 4G網絡厚覆蓋部署策略

容量保障是4G網絡建設的重中之重，隨著不限量套餐的不斷推出，網絡容量負荷急劇增加，為保障用戶感知，高負荷小區占比必須保持在合理范圍內，以既能滿足用戶容量需求又不會導致網絡資源大面積閑置為前提。

就4G網絡擴容而言，首先應實時監控業務發展和網絡負荷，緊密跟蹤、重點分析、及時預警，基站負荷一旦達到擴容標準即啟動擴容工作，以確保網絡能力滿足流量業務發展需求；其次應根據現網負荷情況，按照優先級由高到低順序，重點保障高優先級擴容需求，暫緩偶發性高負荷小區的擴容工作，并重點監控高負荷小區及多層網利用率小區變化情況，從資源均衡配置角度客觀合理地分配擴容資源；最后，在多層網建設過程中，要確保TDD/FDD不同制式之間、TDD/FDD系統內不同頻段之間負載均衡，不斷優化客戶頻段駐留策略，使各制式、各頻點小區“各負其責、各盡其用”，切實發揮擴容載頻流量吸收能力。

由于中國移動5G部分頻段同樣在2.6 GHz頻段[1]，因此在4G網絡擴容過程中，應嚴控新增D頻段基站，以LTE FDD 1 800 MHz為主要力量。而天饋改造應綜合考慮已有天面數量、工程復雜度、實際覆蓋需求、優化要求及成本等因素，合理選擇天饋建設方式。同時，天饋建設應充分考慮5G網絡的演進需要，統籌進行無線配套以及天面資源的改造和整合，盡可能避免二次改造。

1.2 4G網絡深度覆蓋部署策略

對于城區的深度覆蓋，盡量避免使用TD-LTE D頻段微基站。TD-LTE E頻段為室內專用頻段，室內外異頻組網易于干擾控制，且E頻段50 MHz頻率資源豐富、容量較大，因此當前4G室內覆蓋系統建設原則上應首選TD-LTE E頻段，室內外隔離較好、TD-LTE容量不足時可采用LTE FDD 1 800 MHz作為補充覆蓋擴容手段。

在滿足業務量需求的情況下，分場景優先選擇低成本建設方案。例如，高校、商圈、交通樞紐等新增高價值大型建筑物的室內覆蓋，宜采用數字化新型室分開展室分系統建設，嚴格評估各類場景業務量、流量增長趨勢，對于地下超市、小型酒店、賓館、辦公樓等室內結構較復雜、業務量較小的場所，優先選擇建設擴展型皮基站進行覆蓋，努力降低該類場景建設成本。對于地下室、電梯等業務量極小，僅以確保VoLTE業務暢通的場景，可采用微室分等放大器類技術保證網絡覆蓋。對于居民區、普通建筑物等室內弱覆蓋場景，可優先采用“室外打室內”方式。對于高校場景中的宿舍樓、教學樓等話務熱點區域，適宜采用數字化新型室分替換現有傳統分布系統，硬件一次部署到位，后期根據流量增長情況可靈活擴容。對于極小的獨立場景，可使用一體化皮基站解決，具有建站速度快、方便協調、開通快等特點。對于深度覆蓋建設中的4G網絡建設，工程中需同步綜合考慮后續5G覆蓋的必要性，可根據設備支持情況合理選擇多模設備，避免后續設備演進改造引起的二次投入，同時對涉及的配套資源進行同步改造。

1.3 4G網絡廣覆蓋部署策略

對于4G網絡的廣域覆蓋，城區、縣城區域及工礦區、景區等區域，宜優先采用1 800 MHz LTE FDD方式覆蓋4G網絡空洞；而農村區域，建議采用900 MHz LTE FDD方式建設，同時充分依托現有站址及配套資源，有效降低建站成本。對于農村區域的廣覆蓋，共址2G基站建設LTE FDD 900 MHz時可同步替換2G設備（反向開通GSM 900 MHz），共址TD-LTE基站建設LTE FDD 900 MHz時可考慮拆除原站址利用率較低的TD-LTE設備，以降低電費、鐵塔租金等運維成本。同時，為降低建設成本，新建基站可采用RRU拉遠方式，合理規劃塔桿類型及天線掛高，按照“共站、共框、共板、共天線”方式實現資源共享。

2 5G網絡部署原則

2.1 5G網絡建設范圍

5G網絡建設初期應薄覆蓋與厚覆蓋相結合，按照“先主城區、后一般城區，先室外、后室內”次序，聚焦高價值區域和用戶群體，有節奏開展5G網絡建設，對關鍵城市實現主城區連續覆蓋、部分重點城市實現主城區部分覆蓋。在5G網絡建設初期尤其是投資規模有限的前提下，應嚴格限定在主城區的核心區域內帶有標志性、示范性的局部連片或街道沿線區域。

2.2 5G網絡站址選擇

5G站址的選擇應充分利用現有基站站址資源，結合4G網絡流量熱點區域，可有效節約投資，加快建站速度，兼顧宣傳與示范作用，快速形成品牌效應。對于主設備的選擇，應全面部署擁有160 MHz頻譜資源的2.6 GHz主設備，以減少后期硬件更新替換頻次，節約投資。

2.3 C-RAN組網

以C-RAN為目標，按照一次規劃、分步實施為原則，開展5G組網架構規劃，統籌考慮5G基站建設與4G基站的搬遷改造，實現4G/5G C-RAN組網。C-RAN的BBU集中度以5～15個為宜，城區接入半徑控制在1 km，縣城接入半徑控制在2 km內，C-RAN區域內的物理站應保證連續覆蓋，不能形成無覆蓋交集的基站插花組網。同時，為實現降本增效，在BBU堆疊的同時應依據主設備廠商單機框處理能力，合理實現單BBU機框的多載頻配置。

2.4 4G與5G協同

加大推進1 800 MHz FDD建設力度，做好頻段規劃，平衡好4G與5G的資源投放力度，實際建設中加快4G與5G網絡的共模部署、網絡建設及優化工作，并且做好5G不同站型設備與場景的適配，根據實際需要精準實施5G基站反向開通4G。同時，通過充分挖掘現網資源，實現資源動態調度。

3 5G組網方式及NSA方式下的錨點選擇原則

3.1 組網方式

5G網絡以SA作為目標架構，同步推進NSA、SA發展與成熟。移動5G基站支持NSA/SA雙模工作模式，基站全部與EPC+連接，按需開啟SA模式的基站與5GC連接。

3.2 NSA方式下的錨點選擇原則

NSA方式下5G基站需錨定4G網絡開通，且5G網絡建設初期[2]只能采用4G/5G同廠家部署，可以選擇LTE FDD 1 800 MHz或TD-LTE 1.9 GHz作為錨點網絡，錨點網絡應覆蓋良好，滿足5G建設需要。同等情況下，優先錨定1 800 MHz，5G以1 800 MHz作為錨點，上下行峰值速率、上下行邊緣速率均好于F頻段，錨定1 800 MHz網絡性能優勢明顯。另外，錨點網絡選擇應有利于提升競爭力。

3.3 設備選型

為了簡化網絡結構、降低后期網絡維護的復雜性，連續覆蓋區域廠家數量建議不超過2家；非連續覆蓋區域，初期建設規模較小，建議只選擇1個廠家，后續如存在多片覆蓋需求、跨現網多廠家區域等情形，可增加廠家數量，以保證網絡組網結構簡潔及維護便捷。

4 5G網絡建設初期頻率使用方案建議

為保證建設初期5G網絡覆蓋效果，移動5G初期可使用2.6 GHz的100 MHz頻譜，即2 515～2 615 MHz，同時需開展現網D頻段清頻工作。

目前，在中國移動現網中，多數城區均已部署兩三個D頻段載波，當前可采用多種手段保障D頻段清頻工作的順利開展。例如，采用1 800 MHz、A頻段重耕，轉移D頻段流量；或在4G/5G同廠商區域內部署4G/5G雙模設備（支持160 MHz工作帶寬，并支持4G/5G在160 MHz帶寬內靈活配置，以利于滿足5G建設初期時4G容量需求），開啟4G/5G頻率共享技術（4G/5G通過時分復用的方式動態共享帶寬，可提升5G帶寬內的頻譜利用率，緩解4G退頻壓力），反向開通4G以吸收4G流量；如仍難以滿足4G容量需求，部分熱點區域5G可僅開啟80 MHz帶寬，從而為4G多留一個頻點。

5 與電信F頻段干擾整理改

2014年年底，工信部調整了移動公司F頻段頻率范圍，將起始頻點由1 880 MHz調整為1 885 MHz，電信F頻段的頻點控制到1 875 MHz，并同意電信在2020年可將FDD 1 800 MHz頻段擴頻到1 880 MHz。根據工信部這一許可，2020年電信公司可進行FDD 1 800 MHz頻點擴頻，屆時中國移動部分F頻段設將面臨干擾風險，尤其是2014年以前建設的基站設備（濾波器通帶起始頻點為1 880 MHz，電信擴頻后可能出現阻塞、雜散干擾）。

對于中國移動來說，需要與電信公司協商，將現網全部FDD 1 800 MHz基站進行擴頻，持續2～3 h后進行回退。移動可根據擴頻后2～3 h的網絡數據確定干擾扇區，進行整改工作。開啟和回退可以選擇凌晨實施，對現網影響較小，通過實測干擾數據可以更精準地確定整改目標。

6 NB-IoT網絡與4G/5G網絡協同發展

工信部印發了《關于深入推進移動物聯網全面發展的通知》，推動2G/3G物聯網業務遷移轉網，建立NB-IoT（窄帶物聯網）、4G（含LTE-Cat1，即速率類別1的4G網絡）和5G協同發展的移動物聯網綜合生態體系，在深化4G網絡覆蓋、加快5G網絡建設的基礎上，以NB-IoT滿足大部分低速率場景需求，以LTE-Cat1（以下簡稱Cat1）滿足中等速率物聯需求和話音需求，以5G技術滿足更高速率、低時延聯網需求。

6.1 建設原則

加快完善NB-IoT網絡覆蓋，加速2G物聯網業務向NB-IOT網絡轉移，有力推進2G退頻退網、900 MHz頻率重耕。

（1）保持領先、打造網絡優勢。網絡規模超過競爭伙伴，市縣城區、鄉鎮駐地NB-IoT信號覆蓋、網絡質量保持行業領先，有效承接2G物聯網業務，提升客戶體驗、確保質量優勢。

（2）網隨業動、精準投入資源。堅持網隨業動、按需建設，結合業務發展現狀、網絡承載效率，依據業務發展目標客戶、重點區域、應用場景，合理規劃建設方案、精準開展網絡覆蓋，提升業務價值、確保投資效益。

（3）基于場景、有效拓展覆蓋。加強市區、縣城之連續、深度覆蓋，有效拓展鄉鎮廣覆蓋；在確保業務價值、投資效益前提下，合理管控、按需開展農村廣覆蓋、城區室內覆蓋。

6.2 建設策略

（1）已完成900 MHz新型硬件改造的，可直接加載NB-IoT功能。

（2）無新型900 MHz硬件但原GSM 900 MHz設備可通過插板方式升級支持NB-IoT的，可直接升級，同時將原有GSM 900 MHz功能退服。

（3）對于室外信號屏蔽嚴重的深度覆蓋場景，據業務發展需求，對室外宏基站無法覆蓋室內的建筑物，按需建設NB-IoT室分基站；對地下室、停車場、電梯等場景，按需建設物聯小站。

（4）積極整合NB-IoT和2G/3G/4G站址天面資源，優先采用多系統共天線的建設方式，實現天面整合，降低天面租賃成本。

7 結 論

雖然5G牌照已經發放，但是由于5G網絡頻段的限制、設備的成熟程度、用戶終端產業鏈的形成及大規模應用的落地，均需要一段時間的積淀。在很長一段時間內4G的數據網絡覆蓋區域要大于5G，而作為主要數據承載網絡的4G也就不會輕易被淘汰，提前做好網絡建設規劃、優化部署、頻率規劃、站址配套資源規劃等，是5G網絡建設初期必須要做的準備工作。