謝寧，堯文彬，陳勇輝，羅曉明

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司，北京 100080）

GSM/TD-SCDMA退頻策略研究

謝寧，堯文彬，陳勇輝，羅曉明

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司，北京 100080）

本文結(jié)合業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)、數(shù)據(jù)分析等手段，計(jì)算GSM、TD-SCDMA未來(lái)5年可清退的頻率資源，根據(jù)頻段特點(diǎn)編制計(jì)算方法，制定相應(yīng)的退頻演進(jìn)策略。

GSM；TD-SCDMA；退頻； LTE演進(jìn)

1 概述

隨著中國(guó)移動(dòng)4G工程的不斷建設(shè)，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)保持高速發(fā)展的趨勢(shì)。目前，全國(guó)已建成TD-LTE基站超過(guò)百萬(wàn)，發(fā)展4G用戶接近2億，4G網(wǎng)絡(luò)逐漸完善，用戶感知不斷提升，預(yù)計(jì)未來(lái)2G/3G用戶將加速向4G遷移，GSM和TD-SCDMA兩張網(wǎng)絡(luò)會(huì)出現(xiàn)大量的空閑載頻資源。如何更有效的利用這些頻率資源，彌補(bǔ)TD-LTE的技術(shù)缺陷，保持對(duì)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的適度領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，是未來(lái)需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。

本文結(jié)合業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)、數(shù)據(jù)分析等手段，根據(jù)GSM/ TD-SCDMA的頻段特點(diǎn)編制退頻思路和計(jì)算方法，并以G省為例，對(duì)GSM/TD-SCDMA未來(lái)5年可清退的頻率資源進(jìn)行分析，制定相應(yīng)的退頻演進(jìn)策略。

2 退頻思路分析

2.1GSM退頻思路分析

本文根據(jù)GSM頻段特點(diǎn)，提出兩種GSM退頻思路。第一種是根據(jù)GSM業(yè)務(wù)發(fā)展趨勢(shì)制定退頻時(shí)間點(diǎn)，在保障2G用戶話音業(yè)務(wù)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，結(jié)合業(yè)務(wù)下降后空閑載波的數(shù)量制定退頻策略，選擇合適的時(shí)間點(diǎn)向FDDLTE演進(jìn)；二是以FDD-LTE牌照發(fā)放時(shí)間作為退頻時(shí)間點(diǎn)。如果牌照發(fā)放時(shí)空閑的頻率資源不能滿足退頻要求，則需要通過(guò)提升網(wǎng)絡(luò)利用率、頻率復(fù)用度或者開(kāi)啟半速率等方法壓縮頻率占用資源，會(huì)犧牲話音質(zhì)量。

由于900 MHz和1 800 MHz頻段特點(diǎn)迥異，為全面考慮各種退頻方案的可能性，本文在兩條研究思路的基礎(chǔ) 上，分別研究?jī)煞N退頻順序及其優(yōu)劣。

退頻順序1：在初期根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展情況先退900 MHz頻段，利用1 800 MHz豐富的頻率資源承載2G業(yè)務(wù)；在退頻后期，900 MHz保留一層薄覆蓋網(wǎng)絡(luò)，作為話音業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)保障網(wǎng)絡(luò)，1 800 MHz逐步退頻并實(shí)現(xiàn)退網(wǎng)。此種退頻順序可彌補(bǔ)TD-LTE在農(nóng)村廣度覆蓋和城區(qū)深度覆蓋上的劣勢(shì)，提升4G網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。但考慮到DCS1800站址資源不夠豐富，且覆蓋能力不如900 MHz，可能會(huì)造成2G覆蓋空洞。

退頻順序2：先退1 800 MHz頻段，引導(dǎo)業(yè)務(wù)向900 MHz頻段遷移。在1 800 MHz完成退頻后，再逐步實(shí)現(xiàn)900 MHz退頻，并保留5 Mbit/s作為話音業(yè)務(wù)的基本保障網(wǎng)絡(luò)。此種退頻順序可迅速騰挪較多頻譜資源用于FDD-LTE，且1 800 MHz具備國(guó)際漫游的優(yōu)勢(shì)。但城區(qū)深度覆蓋及農(nóng)村廣度覆蓋無(wú)法解決。

2.2TD-SCDMA退頻思路分析

TD-SCDMA目前的頻譜資源包括F頻段（1 905～1 920 MHz）和A頻段（2 010～2 015 MHz）。其中A頻段是TD-SCDMA的主要承載頻段，F(xiàn)頻段主要在業(yè)務(wù)量需求較大的地市使用。由于大部分地市對(duì)F頻段使用頻點(diǎn)相對(duì)較少，因此在TD-SCDMA退頻時(shí)首先清退F頻段，等F頻段完全退頻后，再清退A頻段。

以G省為例，目前TD-SCDMA現(xiàn)網(wǎng)主要配置R4載波承載話音業(yè)務(wù)、HSDPA載波承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。當(dāng)TD-SCDMA的業(yè)務(wù)量下降時(shí)，考慮數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)優(yōu)先由4G網(wǎng)絡(luò)承載，先清退HSDPA載頻，保留R4載頻承載業(yè)務(wù)和保障覆蓋。隨著業(yè)務(wù)進(jìn)一步下降，再清退R4載頻。本文將分別分析現(xiàn)網(wǎng)中兩類載波的需求，再根據(jù)總載波需求制定退頻方案。

3 退頻計(jì)算方法

3.1GSM退頻計(jì)算方法

GSM退頻計(jì)算方法如圖1所示，是以2G現(xiàn)網(wǎng)話務(wù)量、數(shù)據(jù)流量、載波配置、業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)等信息作為輸入，以Erl B表?yè)Q算、PDCH速率等效為計(jì)算方法，輸出現(xiàn)網(wǎng)載波需求，制定退頻方案。

圖1　GSM退頻計(jì)算方法示意圖

話務(wù)量等效方法：查Erl B表得到小區(qū)話務(wù)量對(duì)應(yīng)信道數(shù)，由信道數(shù)換算為載波。根據(jù)2G現(xiàn)網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，平均每載波配置的業(yè)務(wù)信道數(shù)為7個(gè)，則支撐話音業(yè)務(wù)需要的載波數(shù)=信道數(shù)/7。

數(shù)據(jù)流量等效方法：根據(jù)2G現(xiàn)網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，GSM單信道承載速率約為13 kbit/s，用小區(qū)忙時(shí)速率除以13 kbit/s得到支撐信道數(shù)，由信道數(shù)/7得到載波數(shù)。

將2G話音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分別占用的載波資源相加得到業(yè)務(wù)占用的總載波資源，結(jié)合GSM頻譜復(fù)用度就可以得到GSM可退頻的頻率資源。

3.2TD-SCDMA退頻計(jì)算方法

TD-SCDMA退頻計(jì)算方法如圖2所示，是在TD-SCDMA載波擴(kuò)容計(jì)算方法的基礎(chǔ)上變形得到。該方法結(jié)合無(wú)線資源利用率，由業(yè)務(wù)量需求推出載波配置需求，再根據(jù)頻率占用情況制定退頻方案。

根據(jù)公式，載波需求=BRU占用數(shù)/無(wú)線資源利用率/單載波支持BRU數(shù)。

公式中，無(wú)線資源利用率=載頻業(yè)務(wù)允許占用的BRU數(shù)/（載波可用BRU總數(shù)×K）；K值為保證一定的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量前提下（GoS=2%），系統(tǒng)承載能力與系統(tǒng)可用信道數(shù)的比值。本文取值為75%。

分別求出R4、HSDPA載波需求后，再結(jié)合TDSCDMA 頻譜資源，制定TD-SCDMA退頻退網(wǎng)策略。

4 G省退頻分析

本文以G省為例，首先分析GSM/TDSCDMA的網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀，再結(jié)合退頻思路和退頻計(jì)算方法，輸出十三五規(guī)劃期GSM/TD-SCDMA的退頻策略。

4.1GSM現(xiàn)網(wǎng)分析

截止到2015年6月，G省的2G用戶數(shù)、話音及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)從同比和環(huán)比呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。無(wú)線利用率發(fā)展趨勢(shì)平緩。全省2G話音質(zhì)量為95.58%，高于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，高質(zhì)差和高干擾小區(qū)比例保持穩(wěn)定。

圖2　TD-SCDMA退頻計(jì)算方法示意圖

在載波占用方面，目前城區(qū)內(nèi)一類、二類地市網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)較重，10載波以上配置的小區(qū)占比依然較高。三類地市小區(qū)的載波配置明顯低于一類、二類地市，退頻潛力相對(duì)較大。城區(qū)外高載波配置的小區(qū)比城區(qū)內(nèi)明顯減少。但由于城區(qū)外站點(diǎn)覆蓋面積大，吸收話務(wù)量多，其單小區(qū)的載波配置與城區(qū)內(nèi)相比有所下降，但區(qū)分度不明顯。

4.2GSM退頻計(jì)算結(jié)果分析

根據(jù)G省2G現(xiàn)網(wǎng)實(shí)際情況，本文采用第一種退頻思路，即以業(yè)務(wù)發(fā)展趨勢(shì)為主線，結(jié)合兩種退頻順序分析未來(lái)5年GSM的退頻策略。

退頻順序1：先退900 MHz。在規(guī)劃期初期優(yōu)先清退900 MHz頻段，2018年可完成900 MHz大部分頻率的清退，只保留5 MHz保障基本的話音業(yè)務(wù)需求。1800MHz頻段在2016、2017年暫不退頻，作為2G業(yè)務(wù)的主要支撐網(wǎng)絡(luò)；2018年后隨著業(yè)務(wù)的減少逐步退頻，預(yù)計(jì)在2020年可實(shí)現(xiàn)1 800 MHz的退網(wǎng)。

退頻順序2：先退1 800 MHz。在規(guī)劃初期優(yōu)先清退1 800 MHz頻段， 2016年由于2G業(yè)務(wù)量較大暫不退頻，到2018年可實(shí)現(xiàn)1 800 MHz的退網(wǎng)。之后開(kāi)始900 MHz的清退，預(yù)計(jì)到2020年可實(shí)現(xiàn)退頻15 MHz，保留5 MHz作為2 G話音基礎(chǔ)覆蓋網(wǎng)絡(luò)。

在退頻計(jì)算過(guò)程中，只有當(dāng)剩余載波資源可以滿足95%以上小區(qū)的業(yè)務(wù)需求時(shí)才可以退頻。

4.3TD-SCDMA現(xiàn)網(wǎng)分析

目前G省TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)用戶、話音業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)環(huán)比開(kāi)始下降，在使用部分臨時(shí)、租賃載波的情況下網(wǎng)絡(luò)壓力不大。結(jié)合未來(lái)業(yè)務(wù)、終端發(fā)展策略以及4G網(wǎng)絡(luò)的完善，TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷預(yù)計(jì)將逐步下降。同時(shí)，TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)最差小區(qū)比例、小區(qū)退服率等指標(biāo)均較優(yōu)；TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)利用率整體比較穩(wěn)定，高擁塞小區(qū)比例近期有所下降。

表1　先退900MHz時(shí)G省退頻策略

表2　先退1 800 MHz時(shí)G省退頻策略

表3　G省TD-SCDMA退頻策略　

在TD-SCDMA現(xiàn)網(wǎng)載波資源占用方面，本文分R4載波和HSDPA載波兩個(gè)維度統(tǒng)計(jì)。根據(jù)對(duì)R4載波的統(tǒng)計(jì)，配置1個(gè)R4載波的小區(qū)在一二三類地市均超過(guò)近70%，大于3個(gè)R4載波配置的占比極低；根據(jù)對(duì)HSDPA載波的統(tǒng)計(jì)，一類地市配置4個(gè)以上HSDPA載頻的占比遠(yuǎn)高于二類、三類地市，相反，配置1～2個(gè)載頻的小區(qū)在三類地市在占比遠(yuǎn)高于與一二類地市，符合現(xiàn)網(wǎng)話務(wù)及資源利用分配情況。

4.4TD-SCDMA退頻計(jì)算結(jié)果分析

G省TD-SCDMA退頻方案如表3所示。計(jì)算結(jié)果顯示，在2016年一類地市城區(qū)內(nèi)仍有對(duì)F頻段的需求，需要全部A頻段資源和F頻段一個(gè)頻點(diǎn)承載業(yè)務(wù)；二類、三類地市在2016年需要的載頻資源相對(duì)較少，可實(shí)現(xiàn)F頻段的退頻。

隨著2017年TD-SCDMA業(yè)務(wù)大幅下降，全部地市最多需要A頻段5 MHz來(lái)承載業(yè)務(wù)，預(yù)計(jì)到2018年底TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)將實(shí)現(xiàn)退網(wǎng)。

在退頻計(jì)算過(guò)程中，只有當(dāng)TDSCDMA剩余載波資源可以滿足95%以上小區(qū)的業(yè)務(wù)需求時(shí)才可以退頻。

5 小結(jié)

本文主要介紹了GSM和TD-SCDMA的退頻思路和計(jì)算方法，并以G省為例詳細(xì)展示了退頻方案的編制過(guò)程，分別介紹了GSM和TD-SCDMA的退頻計(jì)算方法。該方法根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)小區(qū)話務(wù)量和數(shù)據(jù)流量，結(jié)合業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)分析，計(jì)算業(yè)務(wù)占用的載波，輸出規(guī)劃期內(nèi)每年的空閑載波資源，為退頻方案的編制提供依據(jù)。

［1］ 王映民，孫韶輝. TD-LTE技術(shù)原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)［M］. 北京：人民郵電出版社

GSM/TD-SCDMA frequency band return strategy research

XIE Ning， YAO Wen-bin， CHEN Yong-hui， LUO Xiao-ming
（China Mobile Group Design Institute Co.， Ltd.， Beijing 100080， China）

This paper provides an estimate on the possible carrier frequencies to become available over the next 5 years. Then based on the estimation and the characteristics of those carrier frequencies， a strategy is proposed to gradually withdraw the carrier frequencies from the GSM and TD-SCDMA network.

GSM； TD-SCDMA； frequency band return； LTE evolution

TN929.5

A

1008-5599（2016）09-0067-04

2015-12-25