江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 胡劍飛 苗 瀅

中國(guó)移動(dòng)GSM網(wǎng)絡(luò)退頻及重耕策略研究

江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 胡劍飛 苗 瀅

本文對(duì)GSM網(wǎng)絡(luò)的退頻策略以及頻率的重耕策略進(jìn)行綜合分析，為更好更快地建設(shè)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)，降低優(yōu)化維護(hù)難度，降本增效，提供了有益的參考。

中國(guó)移動(dòng)；GSM退頻；頻率重耕

1.背景

隨著中國(guó)移動(dòng)4G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)以及GSM用戶向4G網(wǎng)絡(luò)的遷移，中國(guó)移動(dòng)的GSM用戶及所承載的業(yè)務(wù)量也迅速下降，2G網(wǎng)絡(luò)在整個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的地位逐漸降低，其退頻重耕成為可能。GSM網(wǎng)絡(luò)的退頻及重耕，為更好的建設(shè)4G和NB-IOT網(wǎng)絡(luò)，拓展其可用頻段資源，降低運(yùn)維成本具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2.現(xiàn)狀分析

2.12G頻譜資源現(xiàn)網(wǎng)使用現(xiàn)狀

中國(guó)移動(dòng)目前在GSM900上上行使用890—909MHz，下行使用935—954MHz共19MHz×2帶寬。GSM1800系統(tǒng)在頻段上上行使用1710—1735MHz，下行使用1805—1830MHz，共有25MHz×2帶寬。

2.22G網(wǎng)絡(luò)用戶及規(guī)?，F(xiàn)狀

截止到2015年年底，中國(guó)移動(dòng)全網(wǎng)2G基站約為94萬(wàn)個(gè)。隨著4G網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模建設(shè)，2G用戶及業(yè)務(wù)持續(xù)向4G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遷移。中國(guó)移動(dòng)2015年2G用戶數(shù)月增長(zhǎng)情況如圖1所示：

圖1　中國(guó)移動(dòng)2015年2G用戶數(shù)增長(zhǎng)情況分析

2G用戶數(shù)連續(xù)下降，截止到2015年底2G用戶數(shù)約為3.45億，與年初相比下降約25.13%，環(huán)比下降3.9%。且隨著4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和相關(guān)市場(chǎng)策略的推廣，2G向4G的遷移將進(jìn)一步加快。

3.2G退頻策略研究

3.12G網(wǎng)絡(luò)退頻影響分析

1）退網(wǎng)時(shí)間點(diǎn)的選擇

中國(guó)移動(dòng)語(yǔ)音業(yè)務(wù)增長(zhǎng)比率如圖2所示。

隨著4G業(yè)務(wù)的發(fā)展，以及VoLTE的商用，中國(guó)移動(dòng)語(yǔ)音業(yè)務(wù)增長(zhǎng)比率下降較快，預(yù)計(jì)在2016年即將達(dá)到拐點(diǎn)，語(yǔ)音業(yè)務(wù)量即將呈現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)狀態(tài)。

目前，2G的用戶向4G遷移明顯加快，后期存量用戶基本為2G低價(jià)值用戶以及部分3/4G用戶的回落需求。同時(shí)2016年上半年VoLTE手機(jī)新機(jī)型滲透率已近50%，后續(xù)2G單模終端銷售量不會(huì)太大。因此綜合上述角度分析，2G網(wǎng)絡(luò)基本具備在2016年開(kāi)始退頻的條件。

圖2　中國(guó)移動(dòng)語(yǔ)音業(yè)務(wù)增長(zhǎng)比率（2010-2015）

2）2G退頻對(duì)3G、4G網(wǎng)絡(luò)及NB-IOT網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的影響

隨著3G用戶和業(yè)務(wù)向4G網(wǎng)絡(luò)的遷移，3G存量終端回落到2G網(wǎng)絡(luò)上的業(yè)務(wù)量會(huì)越來(lái)越少，同時(shí)2G網(wǎng)絡(luò)部分退頻后仍能有效支撐3G終端的回落業(yè)務(wù)量，不會(huì)影響3G網(wǎng)絡(luò)的退網(wǎng)。

中國(guó)移動(dòng)目前可用的頻率資源分為兩大類，分別是FDD頻率資源和TDD頻率資源。FDD頻率資源包括900MHz頻段和1800MHz頻段。為了充分發(fā)揮900MHz頻段的覆蓋優(yōu)勢(shì)以及LTE FDD在1800MHz頻段上的產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)，中國(guó)移動(dòng)有必要在FDD頻率上部署LTE FDD系統(tǒng)。

同時(shí)，窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（NB-IOT）是針對(duì)LPWA類業(yè)務(wù)“超深覆蓋、低功耗、低成本”需求設(shè)計(jì)的專有制式網(wǎng)絡(luò)，終端成本最低。在中國(guó)移動(dòng)目前擁有的頻段中，以900MHz進(jìn)行承載最為合理。

通過(guò)GSM退頻，為L(zhǎng)TE FDD的部署以及窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NBIOT）的商用騰出寶貴的頻率資源，可進(jìn)一步支撐TDD/FDD融合網(wǎng)絡(luò)和窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IOT）的發(fā)展。

3.22G網(wǎng)絡(luò)退頻策略

1）退網(wǎng)策略

（1）持續(xù)推進(jìn)2G用戶向4G網(wǎng)絡(luò)的遷移，進(jìn)一步降低2G網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量流量業(yè)務(wù)及語(yǔ)音業(yè)務(wù)的承載量；

（2）優(yōu)先減頻GSM1800，由于大部分GSM1800基站與GSM900物理站共站建設(shè)，且GSM1800基站以吸收容量為主，在業(yè)務(wù)量下降以后可以優(yōu)先清退；

（3）所有GSM900基站只退頻不退網(wǎng)，保證薄覆蓋能力；

（4）根據(jù)話務(wù)量和業(yè)務(wù)量預(yù)測(cè)，結(jié)合合理的PDCH承載效率、無(wú)線利用率以及頻率復(fù)用方式，計(jì)算可清退頻帶寬度；

以本地網(wǎng)為單位，根據(jù)話務(wù)量以及業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)，對(duì)可用頻譜進(jìn)行估算，首先根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)GSM頻點(diǎn)配置數(shù)量和區(qū)域平均復(fù)用度進(jìn)行可再用頻譜概算，隨后根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)忙時(shí)無(wú)線利用率判定現(xiàn)網(wǎng)載頻配置是否需要調(diào)整，并根據(jù)無(wú)線利用率的情況對(duì)概算結(jié)果進(jìn)行微調(diào)，得到對(duì)應(yīng)區(qū)域的可再用頻譜量。最后，匯總統(tǒng)計(jì)整體可再用頻譜情況。

（5）結(jié)合FDD牌照發(fā)放時(shí)間，提前為FDD的部署準(zhǔn)備頻率資源；

（6）結(jié)合NB-IOT技術(shù)發(fā)展情況，清退部分頻點(diǎn)給NB-IOT基站使用。

2）退頻步驟

近期（FDD未引入）：

900M：清退5MHz用于GSM-Hi，農(nóng)村無(wú)線寬帶快速接入；清退200KHz用于NB-IOT；

1800M：清退5MHz，用于城區(qū)及鄉(xiāng)鎮(zhèn)熱點(diǎn)區(qū)域覆蓋；

中期（引入FDD）：

900M：隨著FDD的引入，已清退的5MHz用于FDD，隨著GSM業(yè)務(wù)萎縮和900M終端普及逐步完善LTE900覆蓋；根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展，繼續(xù)按照載頻清退；

1800M：合計(jì)清退10MHz，吸收4G漫游話務(wù)和高端用戶；FDD1800頻率擴(kuò)展，用于城區(qū)提升容量，與TDD實(shí)現(xiàn)載波聚合和負(fù)荷分擔(dān)；

遠(yuǎn)期：

900M：合計(jì)清退10MHz，隨著GSM900減容，LTE900實(shí)現(xiàn)頻譜擴(kuò)展；

1800M：合計(jì)清退20MHz， FDD1800頻率擴(kuò)展，作為FDD熱點(diǎn)區(qū)域的承載主體；

2G退頻策略總結(jié)：依據(jù)未來(lái)業(yè)務(wù)量預(yù)測(cè)情況及FDD牌照發(fā)放時(shí)間，適時(shí)清退GSM頻率，只退頻不退網(wǎng)。900M可逐步翻頻5-15M，1800M可全部翻頻。最終形成一張使用900M頻段的薄網(wǎng)，長(zhǎng)期存在；GSM1800退出現(xiàn)網(wǎng)。

4.2G頻率重耕策略研究

4.1900MHz向窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IOT）的重耕

窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IOT）采用獨(dú)立部署方式，即將部分GSM頻點(diǎn)騰出用于窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IOT）部署：

初始部署NB-IOT工作帶寬占用200KHz，與GSM系統(tǒng)間預(yù)期預(yù)留保護(hù)帶左右各占用100～300KHz；后續(xù)擴(kuò)容NB-IOT工作帶寬占用n*200KHz，保護(hù)帶左右各占用100～300KHz。

4.2900MHz和1800MHz頻段向FDD的重耕

（1）GSM網(wǎng)900M及1800M頻段為上下行對(duì)稱頻段，而900M較1800M穿透、繞射能力強(qiáng)，因此可以首選在900M，次選在1800M上開(kāi)展LTE FDD建設(shè)。

獲取FDD牌照前，優(yōu)先發(fā)展TDD，并從翻頻可行性、FDD組網(wǎng)性能、GSM/TDS/TDL/FDL多網(wǎng)協(xié)同、終端等角度提前做好FDD部署技術(shù)準(zhǔn)備；

獲取FDD牌照后，綜合終端產(chǎn)業(yè)鏈、4G覆蓋以及電信、聯(lián)通FDD網(wǎng)絡(luò)部屬情況與競(jìng)爭(zhēng)需求等，則可考慮整網(wǎng)翻頻900M，提升VoLTE及 MBB用戶感知；同時(shí)，翻頻1800M，用以滿足FDD容量需求；

隨著LTE網(wǎng)絡(luò)的成熟，VoLTE的商用、業(yè)務(wù)吸收能力的增強(qiáng)，GSM網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)占比將逐漸下降，此時(shí)在不影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的前提下，GSM網(wǎng)絡(luò)配置可以進(jìn)一步降低，可以空出更多的頻率資源，以支持LTE更大帶寬的組網(wǎng)需求。

在農(nóng)村區(qū)域900M負(fù)荷較低；在城市區(qū)域900M負(fù)荷較高，1800M負(fù)荷相對(duì)較低，因此開(kāi)展LTE FDD網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，考慮到900M較1800M穿透、繞射能力強(qiáng)，在農(nóng)村建議首選900M，在城市建議首選1800M。

中長(zhǎng)期考慮TDD/FDD融合，低成本高效提升LTE上/下行承載能力，滿足多種場(chǎng)景需求；遠(yuǎn)期GSM1800全部重耕到FDD，用于容量需求；GSM900重耕10MHz到FDD，重耕4MHz到NB-IOT，剩余5MHz作為GSM薄網(wǎng)長(zhǎng)期存在；

（2）每次翻頻最低為5MHz：由于1.4M/3M帶寬過(guò)小，無(wú)法兼顧VoLTE語(yǔ)音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，在業(yè)務(wù)均衡、組網(wǎng)干擾等方面明顯不足，5M帶寬是FDD組網(wǎng)的最低要求，因此在LTE FDD建設(shè)時(shí)，可以根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)頻率使用情況，采用5M或10M進(jìn)行組網(wǎng)建設(shè)。

5.小結(jié)

本文通過(guò)目前網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)以及用戶習(xí)慣改變的趨勢(shì)，分析了GSM網(wǎng)絡(luò)未來(lái)承載用戶及業(yè)務(wù)量的變化，以及對(duì)3G、4G以及NB-IOT網(wǎng)絡(luò)的影響，總結(jié)出其退頻策略及重耕策略。為后期中國(guó)移動(dòng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化整合，實(shí)現(xiàn)以4G網(wǎng)絡(luò)為核心的精品無(wú)線網(wǎng)絡(luò)提供了有益的參考。（注：文中所有中國(guó)移動(dòng)相關(guān)用戶及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等均來(lái)自于網(wǎng)上公開(kāi)資料）

[1]工信部.2015年通信運(yùn)營(yíng)業(yè)統(tǒng)計(jì)公報(bào).

[2]工信部.通信業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行情況.

胡劍飛（1982－），中級(jí)工程師，現(xiàn)供職于江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，主要負(fù)責(zé)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)。

苗瀅（1982－），國(guó)際項(xiàng)目管理師（PMP），現(xiàn)供職于江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，主要負(fù)責(zé)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)。