夏 皛，黃亞洲，鄢 勤（中訊郵電咨詢設(shè)計院有限公司上海分公司，上海 200082）

0 前言

5G 網(wǎng)絡(luò)已啟動建設(shè)，中國聯(lián)通現(xiàn)運營2G/3G/4G/5G 4 張網(wǎng)絡(luò)，并在高中低頻均有頻段部署。本文將結(jié)合中國聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)頻率現(xiàn)狀、4G 業(yè)務(wù)拐點預(yù)測、產(chǎn)業(yè)鏈進展，研究面向5G演進的網(wǎng)絡(luò)頻率資源使用策略。

1 移動網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

1.1 頻率對標

1.1.1 1 GHz以下頻段

中國移動：現(xiàn)有GSM900 上行/下行890～909/935～954 MHz，共計38 MHz；工信部要求其加快900 MHz 頻段的騰退工作，并將騰退904～909 和949～954 MHz 的2×5 MHz頻率資源分配給中國聯(lián)通。

中國聯(lián)通：現(xiàn)有GSM900 上行/下行909～915/954～960 MHz，共計12 MHz。獲得中國移動騰退的10 MHz后有22 MHz。

中國電信：現(xiàn)有CDMA800 上行/下行825～835/870～880 MHz，共計20 MHz。

900 MHz 重分配后，1 GHz 以下頻譜3 家基本均衡。

1.1.2 1～2.6 GHz頻譜

中國移動：現(xiàn)有GSM1800M上行/下行1 710～1 720/1 805～1 815 MHz（20 MHz），3G TDD 1 905～1 915、2 010～2 025 MHz（25 MHz），4G TD-LTE 1 880～1 900、2 320～2 370、2 575～2 635 MHz（130 MHz），共計175 MHz。

中國聯(lián)通：現(xiàn)有GSM1800 上行/下行1 735～1 745/1 830～1 840 MHz（20 MHz），3G FDD 上行/下行1 940～1 955/2 13～2 145 MHz（30 MHz），F(xiàn)DD-LTE 上行/下行1 745～1 765/1 840～1 860 MHz（40 MHz），TD-LTE 2 300～2 320 MHz（20 MHz），共計110 MHz。

中國電信：現(xiàn)有3G FDD上行/下行1 920～1 935/2 110～2 125MHz（30 MHz），F(xiàn)DD-LTE 1 765～1 780，1 860～1 875 MHz（30 MHz），TD-LTE 2 370～2 390 MHz（20 MHz），共計80 MHz。

2019 年12 月9 日至12 月13 日，3GPP RAN 第86次全會在西班牙的錫切斯舉行。在本次會議上，中國聯(lián)通、中國電信聯(lián)合牽頭的在2.1 GHz 頻段上增加50 MHz 帶寬的項目成功立項。相關(guān)工作在2020 年3 月完成。中國聯(lián)通早在2019 年9 月，已經(jīng)成功完成在2.1 GHz 頻段增加25 MHz 帶寬的立項，這次中國聯(lián)通聯(lián)手中國電信將50 MHz帶寬加入到該項目中。

在1～2.6 GHz 頻譜，中國聯(lián)通在FDD 中頻譜優(yōu)勢明顯。

1.1.3 2.6 GHz以上頻譜

中國移動：2 515～2 675、4 800～4 900 MHz頻段，其中2 515～2 575、2 635～2 675 和4 800～4 900 MHz 頻段為新增頻段，共計200 MHz。2 575～2 635 MHz 頻段為重耕中國移動現(xiàn)有的TD-LTE（4G）頻段。

中國聯(lián)通：3 500～3 600 MHz共100 MHz帶寬。

中國電信：3 400～3 500 MHz共100 MHz帶寬。

2.6 GHz以上頻譜中國移動占優(yōu)勢。

1.2 頻率使用現(xiàn)狀

中國聯(lián)通目前在現(xiàn)有頻段上使用情況如下：

2 100 MHz：4G容量+3G語音主力承載網(wǎng)。

1 800 MHz：4G 主力承載網(wǎng)（數(shù)據(jù)主力+VoLTE 承載）+2G語音打底網(wǎng)。

900 MHz：LTE 基礎(chǔ)覆蓋網(wǎng)，承擔(dān)中低速數(shù)據(jù)+VoLTE+物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。

1.3 業(yè)務(wù)現(xiàn)狀

1.3.1 語音業(yè)務(wù)

語音業(yè)務(wù)總量呈小幅下降趨勢，2019 年7 月同比下降14.2%，3G話務(wù)量占比呈上升趨勢，2019年7月較2018年7月上升6.3%。

圖1示出的是2019年語音業(yè)務(wù)發(fā)展趨勢。

圖1 2019年語音業(yè)務(wù)發(fā)展趨勢

1.3.2 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)

數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)總量穩(wěn)步上升，2019 年以來月均增幅2%，較2018 年放緩；4G 流量占比趨于平穩(wěn)，2019 年以來穩(wěn)定在98%。

圖2示出的是2019年數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展趨勢。

圖2 2019年數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展趨勢

1.4 用戶和終端現(xiàn)狀

全網(wǎng)終端數(shù)穩(wěn)步上升，2019 年7 月非物聯(lián)網(wǎng)終端同比增加7.6%，物聯(lián)網(wǎng)終端同比增加8.8%，非物聯(lián)網(wǎng)終端占比較穩(wěn)定，2019年7月占比74.3%。

圖3示出的是全網(wǎng)終端現(xiàn)狀。

非物聯(lián)網(wǎng)終端中4G 終端持續(xù)增加，2019年7月同比增加4.8%，3G終端在2018年10月較9月增加23萬，10月后至今趨于穩(wěn)定，2019年7月同比增加76.6%；2G終端持續(xù)下降，2019 年7 月同比減少47.3% 。2019 年7月4G、3G、2G終端占比分別為83.3%、7.5%、3.7%。

圖3 全網(wǎng)終端現(xiàn)狀

圖4示出的是非物聯(lián)網(wǎng)終端統(tǒng)計。

圖4 非物聯(lián)網(wǎng)終端統(tǒng)計

2019 年以來2G 終端中物聯(lián)網(wǎng)終端占比略有波動，7月份達到38.4%。

圖5示出的是2G終端中物聯(lián)網(wǎng)終端占比。

1.5 現(xiàn)狀小結(jié)

當(dāng)前3家運營商高中低頻率資源基本相當(dāng)。中國聯(lián)通現(xiàn)有頻段中，1 800 MHz 頻段目前為4G 主力承載頻段，900 MHz 為4G 的基礎(chǔ)覆蓋層，2 100 MHz 為4G的容量補充和語音的主力承載層。

2 4G流量拐點預(yù)測

2.1 基于3G/4G業(yè)務(wù)歷史流量的5G業(yè)務(wù)拐點預(yù)測

回顧4G開網(wǎng)前后3G流量情況：

圖5 2G終端中物聯(lián)網(wǎng)終端占比

隨著4G 2014 年開網(wǎng)且逐步規(guī)?；渴穑_網(wǎng)半年后（2014 年11 月）3G 流量到達頂點開始下降，考慮到4G 開網(wǎng)初期終端已成熟，終端滲透率較高，而現(xiàn)階段5G 終端尚不成熟，預(yù)測4G 流量拐點出現(xiàn)時間點將推遲1年左右，到2021年。

盡管3G 流量占比迅速下降，但3G 流量絕對值在2016 年底達到最低點后，2017 年隨著4G 不限量套餐的推出，以及視頻業(yè)務(wù)成為4G 殺手級應(yīng)用，用戶的數(shù)據(jù)使用習(xí)慣發(fā)生變化，DOU 和4G 流量快速上升，回落3G流量增加，使得3G流量在2017年開始逐步上升，隨著2020年以來4G流量逐步平穩(wěn)，3G流量也趨于平穩(wěn)。據(jù)此推斷，未來隨著5G市場推廣及5G新業(yè)務(wù)的推出，5G 網(wǎng)絡(luò)流量的快速增加可能會帶來回落4G 的流量增加，使得4G 流量長期維持在一定水平而不是持續(xù)下降，1.8 GHz 30 MHz 頻段有可能長期作為4G 流量的主力承載頻段。

圖6示出的是4G開網(wǎng)前后數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展歷史。

2.2 基于4G初期滲透率的4G/5G業(yè)務(wù)預(yù)測

根據(jù)上海聯(lián)通4G 開網(wǎng)前3 年（2014—2016 年）的4G 用戶滲透率預(yù)測2020—2022 年的5G 用戶滲透率。由于4G 開網(wǎng)初期有較多用戶已使用4G 水貨手機但仍使用3G 網(wǎng)絡(luò)，因此使用方案一和方案二分別對4G 網(wǎng)絡(luò)用戶滲透率及4G終端用戶滲透率統(tǒng)計。

圖6 4G開網(wǎng)前后數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展歷史

方案一：參考2014—2016 年4G 網(wǎng)絡(luò)用戶滲透率（4G 網(wǎng)絡(luò)用戶/4G+3G 網(wǎng)絡(luò)用戶），預(yù)測2020—2022 年5G滲透率比例分別為8%、32%、54%。

方案一：參考2014—2016 年4G 終端用戶滲透率（4G 終端用戶/4G+3G 終端用戶），預(yù)測2020—2022 年5G滲透率比例分別為13%、39%、54%。

根據(jù)上述5G 用戶滲透率預(yù)測未來3 年4G/5G 流量，可知5G流量將快速上升，4G流量拐點將在2021年第一季度到第二季度出現(xiàn)。

圖7 和圖8 分別示出的是方案一和方案二的4G/5G流量預(yù)測。

圖7 4G/5G流量預(yù)測（方案一）

圖8 4G/5G流量預(yù)測（方案二）

2.3 小結(jié)

綜上，4G 流量拐點預(yù)計在2021 上半年出現(xiàn)，但由于5G 的流量溢出效應(yīng)，4G 的流量在逐步下降后將長期維持在一定水平，而不是呈持續(xù)下降態(tài)勢，1.8 GHz將長期作為4G 的主力承載頻段。而2.1 GHz 隨著VoLTE 語音承載比例上升及4G流量下降可逐步減頻，用作5G的優(yōu)先重耕頻段。

3 5G 2.1 GHz產(chǎn)業(yè)鏈進展

3.1 標準情況

3GPP 5G 第一版標準協(xié)議R15 主要分三階段凍結(jié)，各階段的主要內(nèi)容和計劃凍結(jié)時間如下。

a）加速版（階段一）。針對NSA Option 3 架構(gòu)；2017年12月凍結(jié)。

b）常規(guī)版（階段二）。完成SA 架構(gòu)，包括Option 2&5；2018年6月凍結(jié)。

c）延后版（階段三）。完成NSA Option 4/7 架構(gòu)和NR-NR DC；2019年6月凍結(jié)。

5G 第二個協(xié)議版本R16 主要針對5G 功能和特性增強，將重點討論5G 向垂直行業(yè)拓展的功能，如低時延高可靠增強技術(shù)、5G V2X 技術(shù)；針對5G 網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化的特性，如終端節(jié)能，無線網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)等。

現(xiàn)有標準在2.1 GHz NR 支持的載波帶寬是20 MHz，共建共享后所需的50 MHz帶寬標準預(yù)計在2020年第2季度發(fā)布。

3.2 終端情況

2020年5G 終端中國市場出貨量預(yù)計1億部、終端價格持續(xù)下降至2 000 元左右，全部支持SA/NSA 雙模。

圖9示出的是2019年5G手機出貨情況。

在美娟和梁誠的大床上，安安躺在梁誠懷里心滿意足地看著一張剛剛出爐的遺囑——是安安的父親，銀行家凌宇生今天剛剛修改的。

圖9 2019年5G手機出貨情況

2019 年11 月5G 手機出貨量為507.4 萬部。預(yù)計2020年全球5G 手機銷量將突破2億部，其中中國市場將有接近1億部5G智能終端出貨量。

2019 年12 月5 日，華為發(fā)布了nova6 系列。nova6 5G支持SA/NSA雙模，售價3 799元起。

2019 年11 月26 日，華為發(fā)布的榮耀首款5G 手機——榮耀V30系列，支持SA 和NSA 雙模5G 網(wǎng)絡(luò)模式。榮耀V30 售價3 299 元起，榮耀V30 Pro 售價3 899 元起。

2019年12月10日，小米旗下手機品牌Redmi發(fā)布其首款5G手機——Redmi K30 5G，售價1 999元起。

表1示出的是5G手機品牌及價格。

高通X55 芯片針對2.1 GHz NR 的規(guī)劃時間是2020年4月，相應(yīng)終端預(yù)計在2020下半年規(guī)模上市。

2.1 GHz（20 MHz）：芯片在2020 年第1 季度已支持，終端在2020 年上半年支持；2.1 GHz（50 MHz）：芯片最早在2020 年底支持，終端最早在2021 年第2 季度支持。

表1 5G手機品牌及價格

3.3 設(shè)備情況

5G 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在2020 年第1 季度已具備2.1 GHz（20 MHz）NR 的能力，并支持LTE+NR 的動態(tài)頻譜共享，2.1 GHz（50 MHz）將于2020年第2季度支持。

4 中國聯(lián)通面向5G的頻率演進策略

由于5G 流量溢出效應(yīng)，4G 流量將長期維持在一個水平而非隨著5G 業(yè)務(wù)發(fā)展而持續(xù)下降，可以預(yù)測1.8 GHz將在相當(dāng)長時期作為LTE主力承載頻段，承載LTE數(shù)據(jù)和VoLTE業(yè)務(wù)。

900 MHz定位為LTE基礎(chǔ)覆蓋頻段，承載中低速數(shù)據(jù)、VoLTE和物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。

2.1 GHz 在短期內(nèi)用于4G 數(shù)據(jù)補熱及傳統(tǒng)3G 語音承載，后續(xù)隨著4G 流量下降及傳統(tǒng)3G 語音轉(zhuǎn)由VoLTE 承載，2.1 GHz將成為5G 的優(yōu)先重耕頻段，補充深度覆蓋和上行速率。

由于4G 流量拐點預(yù)計在2021 年上半年出現(xiàn)，對于宏站，2020 年無法全網(wǎng)重耕NR 2.1 GHz，可在局部流量下降的連續(xù)區(qū)域做NR 2.1 GHz 重耕試點，為2021年后全網(wǎng)重耕儲備工程及優(yōu)化經(jīng)驗；對于室分，在2020 年可率先在一些流量相對較低的酒店、辦公樓宇、商超等場景重耕NR 2.1 GHz 解決5G 信號有無的問題，后續(xù)可作為室分信號有無的低成本解決手段。

5 總結(jié)

當(dāng)前3家運營商高中低頻率資源基本相當(dāng)。中國聯(lián)通現(xiàn)有頻段中，1.8 GHz 頻段目前為4G 主力承載頻段，900 MHz 為4G 的基礎(chǔ)覆蓋層，2.1 GHz 為4G 的容量補充和語音的主力承載層。隨著5G 業(yè)務(wù)的逐步開展，4G流量拐點預(yù)計在2021上半年出現(xiàn)，2.1 GHz頻段隨著VoLTE 語音承載比例上升及4G 流量下降可逐步減頻，用作5G 的優(yōu)先重耕頻段。2020 年可首先在低流量室分樓宇部署NR 2.1 GHz 解決信號有無的問題，并在局部低流量區(qū)域做宏站重耕試點，2021 年可在全網(wǎng)實現(xiàn)NR 2.1 GHz 重耕，作為NR 3.5 GHz 的深度覆蓋和上行速率補充。