古亦聰 中國移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司江西計(jì)劃單列分院 南昌市 330038

水天慧 豫章師范學(xué)院 南昌市 330103

楊方清 劉剛 賀鋒 中國移動(dòng)通信集團(tuán)有限公司江西分公司 南昌市 330038

0 引言

4G網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過七期工程建設(shè)，已基本實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)以上區(qū)域連續(xù)覆蓋，行政村100%覆蓋，人口密集自然村針對性覆蓋，網(wǎng)絡(luò)覆蓋水平全球領(lǐng)先。2018年中國移動(dòng)不限量套餐的推出帶來了4G網(wǎng)絡(luò)容量爆發(fā)式增長，網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷壓力突增，近兩年不斷通過FDD1800建設(shè)、D頻段補(bǔ)充和FA擴(kuò)容有效緩解了4G網(wǎng)絡(luò)容量壓力。隨著5G商用加速，投資重點(diǎn)已全部轉(zhuǎn)向5G，4G網(wǎng)絡(luò)投資將出現(xiàn)斷崖式下降，如何在4G容量持續(xù)保持增長但投資不增的情況下，滿足4G用戶感知、保障網(wǎng)絡(luò)平穩(wěn)運(yùn)行將成為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

傳統(tǒng)D頻段在4G網(wǎng)絡(luò)的容量承載中發(fā)揮著舉足輕重的作用，3D-MIMO每20M承載能力約為傳統(tǒng)D頻段的2.5倍，負(fù)荷承載能力更是優(yōu)勢明顯，隨著5G 160M基站的逐步部署，可考慮共5G基站反向開通3D-MIMO，反開3D-MIMO將作為4G網(wǎng)絡(luò)容量保障的主要手段。但3D-MIMO單扇區(qū)設(shè)備投資約6萬，硬軟件成本初期依然較高，同時(shí)反向開通3D-MIMO面臨現(xiàn)網(wǎng)D頻段設(shè)備的大規(guī)模騰退，拆除后的D頻段設(shè)備未充分利用可能導(dǎo)致設(shè)備閑置風(fēng)險(xiǎn)。資源精準(zhǔn)部署日趨成為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)的焦點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃建設(shè)既要滿足業(yè)務(wù)需求，也需同步考慮資金時(shí)間價(jià)值最大化和避免資源閑置風(fēng)險(xiǎn)。本文將通過對5/4G協(xié)同下的4G容量保障策略研究，探析低成本快速的精準(zhǔn)4G容量保障方法。

1 4G網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷方面。4G網(wǎng)絡(luò)流量經(jīng)過2018年的爆發(fā)式增長后逐步走向穩(wěn)步增長趨勢，從中部某省份的年流量發(fā)展情況來看，全年流量增幅約35%（同比增幅105%），月度流量緩慢穩(wěn)步增長，4G網(wǎng)絡(luò)流量具備進(jìn)一步增長趨勢。

圖1 4G 網(wǎng)絡(luò)流量發(fā)展趨勢

4G網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷同時(shí)存在不均衡狀況，通過對全省分場景的單載波日均流量分析可以看出，高校、城區(qū)、居民區(qū)依然是網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷最高的場景，但鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村區(qū)域依然存在2000個(gè)小區(qū)日均流量位居全省前列，同時(shí)在超低流量場景中也存在約700個(gè)小區(qū)隸屬高校場景。

圖2 單載波日均流量TOP/BOTTOM分布

網(wǎng)絡(luò)配置方面，整體4G網(wǎng)絡(luò)厚度依然較薄弱，尤其在縣城以上區(qū)域，多層配比需進(jìn)一步提升以滿足不斷增長的4G網(wǎng)絡(luò)流量?，F(xiàn)網(wǎng)配比四頻及以上基站占比4%，傳統(tǒng)的保障手段已存在資源瓶頸，需考慮引入5G進(jìn)行有效分流，同時(shí)通過對現(xiàn)網(wǎng)高配置（F+FDD1800）小區(qū)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，4G網(wǎng)絡(luò)局部區(qū)域負(fù)荷依然承擔(dān)較大壓力。

5G頻段與現(xiàn)有4G D頻段重疊，隨著5G網(wǎng)絡(luò)的逐步部署，需對5G規(guī)劃區(qū)內(nèi)的4G D頻段移頻或者拆除，從某省份的現(xiàn)網(wǎng)D頻段配置可以看出，D頻段配置均不高，其中配置單D小區(qū)占比68%，配置2D以上小區(qū)占比約32%，且D頻段RRU支持移頻情況較高，D頻段RRU支持移頻至單D3占比85%，支持移頻至D3+D7占比10%，僅支持D1+D2不支持移頻的占比5%。D頻段RRU的低配置及高移頻比使得5G建設(shè)后D頻段RRU保留并移頻成為可能，在5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)中應(yīng)結(jié)合D頻段RRU設(shè)備能力和業(yè)務(wù)情況進(jìn)行逐站點(diǎn)制定細(xì)化方案，在確保滿足4G網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的情況下盡可能發(fā)揮存量D頻段設(shè)備的價(jià)值最大化。

圖3 D頻段RRU頻點(diǎn)配置情況

2 5/4G業(yè)務(wù)預(yù)測

4G用戶主要包含普通用戶和不限量用戶，其中不限量用戶DOU約為普通用戶DOU的3倍，不限量用戶滲透率直接影響著網(wǎng)絡(luò)流量的發(fā)展，截止目前某省不限量用戶占比約50%，縣城以下區(qū)域不限量用戶占比約20%，縣城及以下區(qū)域的不限量套餐用戶占比依然有較大提升空間。同時(shí)參考國外已運(yùn)營5G運(yùn)營情況，初期主要以低流量單價(jià)吸引用戶，以5G品牌體驗(yàn)提升單用戶APRU，高清晰分辨率的視頻播放業(yè)務(wù)成為主流，5G的部署將進(jìn)一步釋放了4G用戶的流量需求。結(jié)合省公司市場口進(jìn)行未來3年的業(yè)務(wù)情況進(jìn)行預(yù)測，預(yù)計(jì)到2021年4G網(wǎng)絡(luò)承載流量將到達(dá)峰值，5G預(yù)計(jì)至2021年才可分流約25-30%，總體上2020-2021年4G網(wǎng)絡(luò)依然存在較大的容量保障壓力。

3 5/4G協(xié)同下的4G容量保障策略

5G與現(xiàn)網(wǎng)D頻段共用160M頻譜資源，共址建設(shè)時(shí)應(yīng)合理處置現(xiàn)網(wǎng)D頻段設(shè)備（保留移頻、拆除補(bǔ)容），保留移頻需同步考慮設(shè)備移頻能力和基站現(xiàn)有業(yè)務(wù)水平，拆除補(bǔ)容主要通過反開3D-MIMO或補(bǔ)充FDD1800方式，其中3D-MIMO可實(shí)現(xiàn)4/5G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡化且在高樓場景具備明顯優(yōu)勢，但FDD1800在深度覆蓋及上行能力上表現(xiàn)更優(yōu)，拆除補(bǔ)容的具體協(xié)同方式需結(jié)合場景和業(yè)務(wù)情況精細(xì)化制定站點(diǎn)級方案。

表1 4/5G協(xié)同策略優(yōu)劣勢分析

4G網(wǎng)絡(luò)頻率資源豐富，縣城以上基站已基本實(shí)現(xiàn)多層網(wǎng)部署，4G網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷應(yīng)按物理扇區(qū)全盤考慮，高業(yè)務(wù)量基站應(yīng)優(yōu)先做好物理扇區(qū)下各頻點(diǎn)負(fù)載均衡、拆閑補(bǔ)忙，同時(shí)對現(xiàn)網(wǎng)已存在高負(fù)荷的小區(qū)優(yōu)先考慮反開3D-MIMO實(shí)現(xiàn)容量保障。結(jié)合某省現(xiàn)網(wǎng)流量現(xiàn)狀和預(yù)測增幅，定義出物理扇區(qū)高低流量標(biāo)準(zhǔn)：

① 物理扇區(qū)低流量標(biāo)準(zhǔn)：物理扇區(qū)下的各頻點(diǎn)日均流量之和的0.7倍；

② 物理扇區(qū)高流量標(biāo)準(zhǔn)：物理扇區(qū)下的各頻點(diǎn)日均流量之和的1.5-2倍；

對于整站各物理扇區(qū)流量均低于物理扇區(qū)低流量標(biāo)準(zhǔn)的低業(yè)務(wù)D頻段基站，優(yōu)先考慮D頻段設(shè)備保留移頻，發(fā)揮D頻段基站設(shè)備價(jià)值最大化，同時(shí)對于物理扇區(qū)流量達(dá)到物理扇區(qū)高流量標(biāo)準(zhǔn)的高業(yè)務(wù)非D頻段基站優(yōu)先考慮補(bǔ)充FDD1800或反向開通3D-MIMO進(jìn)行容量協(xié)同?；谝陨显瓌t對中部某省份現(xiàn)網(wǎng)19種不同類型的基站配置進(jìn)行梳理，歸納出“兩不動(dòng)、兩移頻、四增強(qiáng)、十一反開”的4G容量保障策略。

圖4 5/4G協(xié)同下的4G容量保障策略

4 結(jié)束語

本文通過4G網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀的研究并分析未來3年的5/4G網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)需求，預(yù)測4G網(wǎng)絡(luò)在未來兩年依然存在容量保障壓力，在充分考慮5/4G協(xié)同下提出了“兩不動(dòng)、兩移頻、四增強(qiáng)、十一反開”的4G容量保障策略，研究成果既充分考慮了部分低業(yè)務(wù)D頻段基站的保留移頻，發(fā)揮D頻段基站的價(jià)值最大化，同時(shí)也針對部分高業(yè)務(wù)非D頻段扇區(qū)進(jìn)行反開3D-MIMO或補(bǔ)充FDD1800，有效緩解了4G網(wǎng)絡(luò)容量壓力。