胡 磊，宋 磊，王廣增

（中國移動通信集團設(shè)計院有限公司 浙江分公司，浙江 杭州 310000）

0 引言

中國移動在5G建設(shè)過程中拆除大量2．6G頻段8通道60 M LTE設(shè)備，其中約80%的設(shè)備可升級至5G，在鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農(nóng)村等業(yè)務(wù)量低的區(qū)域利用這些可升級設(shè)備建設(shè)5G以保護前期投資[1-2]。同時，新購的NR 2．6G頻段設(shè)備均為160 M帶寬，分8/32/64通道，包括多種型號，容量和覆蓋上有差異。中國移動已明確700 M頻段將在縣城及以上行政區(qū)域形成連續(xù)覆蓋，鄉(xiāng)鎮(zhèn)基本覆蓋，農(nóng)村行政村熱點覆蓋[3]。雖然5G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)規(guī)模建設(shè)，但是由于初期5G用戶規(guī)模少且5G用戶5G網(wǎng)絡(luò)駐留比低，所以未能有效分流4G網(wǎng)絡(luò)流量，4G網(wǎng)絡(luò)負荷仍將高位運行較長一段時間[4-5]?！笆奈濉币?guī)劃期需協(xié)同4G/5G容量需求，做好5G設(shè)備帶寬分配和設(shè)備選型。

1 4G/5G容量需求預(yù)測

1.1 預(yù)測4G/5G忙時流量

通常，網(wǎng)絡(luò)擴容以小區(qū)自忙時流量作為衡量時刻，為了預(yù)測忙時流量，需先預(yù)測月流量。

5G預(yù)測月流量=5G用戶在5G網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的流量=5G用戶DOU×5G用戶數(shù)×5G用戶5G駐留比；4G預(yù)測月流量=4G用戶在4G網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的流量+5G用戶在4G網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的流量=4G用戶DOU×4G用戶數(shù)+5G用戶DOU×5G用戶數(shù)×（1-5G用戶5G駐留比）。其中，DOU指用戶每月產(chǎn)生的流量，現(xiàn)網(wǎng)5G用戶DOU是25 GB，4G用戶DOU是12 GB，需結(jié)合業(yè)務(wù)和市場發(fā)展預(yù)測未來的DOU。

其中，5G用戶5G駐留比=（SA用戶的5G流量+NSA用戶的5G流量）÷（SA用戶的45G流量+NSA用戶的45G流量）=（SA用戶數(shù)×SA用戶5G駐留比+NSA用戶數(shù)×NSA用戶5G駐留比）÷（SA用戶數(shù)+NSA用戶數(shù)）。

2020年及以前發(fā)布的5G手機以NSA（非獨立組網(wǎng)）單模為主[6-7]，之后發(fā)布的手機支持SA（獨立組網(wǎng)）和NSA網(wǎng)絡(luò)雙模，還需結(jié)合該省網(wǎng)絡(luò)具備SA的時間，以及手機廠商推出升級SA的軟件包的時間，預(yù)測SA和NSA用戶數(shù)的發(fā)展[8]。在NSA網(wǎng)絡(luò)下，經(jīng)測試即使在5G覆蓋良好的情況下，“小包業(yè)務(wù)”分流達32%均承載在4G網(wǎng)絡(luò)上，因此預(yù)測NSA網(wǎng)絡(luò)的5G駐留比上限為68%，如果5G覆蓋不好該駐留比會進一步下降。SA用戶的5G駐留比只和5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋水平有關(guān)。所以，可以結(jié)合5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的規(guī)模和范圍預(yù)測SA和NSA用戶5G駐留比。

得到月流量后，結(jié)合忙時集中系數(shù)，可以計算忙時流量：5G預(yù)測忙時流量=5G預(yù)測月流量÷當(dāng)月天數(shù)×忙時集中系數(shù)；4G預(yù)測忙時流量=4G預(yù)測月流量÷當(dāng)月天數(shù)×忙時集中系數(shù)。其中，忙時集中系數(shù)=忙時流量÷日均流量，分析2017年至今的歷史數(shù)據(jù)，忙時集中系數(shù)從0．125緩慢下降到0．107，預(yù)測規(guī)劃期內(nèi)仍將繼續(xù)小幅下降。

1.2 預(yù)測4G/5G容量需求

以現(xiàn)網(wǎng)4G物理扇區(qū)級清單為基礎(chǔ)，結(jié)合4G/5G忙時流量預(yù)測，計算4G/5G容量需求。

4G容量需求=4G預(yù)測忙時流量÷4G現(xiàn)網(wǎng)忙時流量×4G現(xiàn)網(wǎng)等效TDD 20 M載波×5 GB

5G容量需求=5G預(yù)測忙時流量÷4G現(xiàn)網(wǎng)忙時流量×4G現(xiàn)網(wǎng)等效TDD 20 M載波×5 GB

參考集團4G擴容門限，每等效TDD 20 M載波提供的容量按5 GB計取。

1.3 2.6G頻段4G反開頻點數(shù)和5G帶寬需求預(yù)測

根據(jù)理論測算和實測，2．6G頻段每4G反開頻點的容量等效TDD 20 M載波2．5個。為了騰出4G反開頻點給5G，以獲得更好的5G體驗，需對其他4G系統(tǒng)進行擴容。但是考慮4G投資緊張，僅通過軟件和板卡調(diào)整的方式微調(diào)，對其他4G系統(tǒng)進行擴容，不疊加RRU擴容。因此，優(yōu)先通過軟擴F2/A和升級FDD對4G進行擴容，剩余的4G容量需求通過4G反開滿足，按此原則計算4G反開頻點需求。預(yù)計2023年前，4G反開仍有較大需求，2025年尚有9．6%的鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域需反開（見表1）。

表1 2.6G頻段4G反開頻點需求分布（單位：%）

根據(jù)帶寬、3D-MIMO增益，以及5G編碼增益預(yù)估不同5G設(shè)備容量[9-10]，市區(qū)和縣城高層建筑多考慮使用64T設(shè)備以發(fā)揮垂直維度的覆蓋增益，鄉(xiāng)鎮(zhèn)建筑低矮考慮使用32T設(shè)備。預(yù)計2023年開始，5G第二載波需求出現(xiàn)，2025年出現(xiàn)較多160 M需求（見表2）。

表2 2.6G頻段5G帶寬需求分布（單位：%）

2 2.6G設(shè)備160 M帶寬分配

160 M帶寬分配原則如下：①為保證網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，鄉(xiāng)鎮(zhèn)以上行政區(qū)域同一區(qū)域內(nèi)不插花分配160 M帶寬；農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)非連續(xù)覆蓋區(qū)域，可以靈活分配4G/5G帶寬。②當(dāng)5G需求帶寬小于等于100 M時，5G按100 M開啟，4G反開按需開啟。③當(dāng)5G需求帶寬大于100 M且4G+5G帶寬總需求小于等于160 M時，不同帶寬配置5G投資相同（大于100 M時是兩載波，按載波計費），同時滿足4G/5G的容量需求的前提下，5G按最大帶寬開啟，5G體驗更好。例如，5G需求100 M，4G需求僅20 M，則5G按140 M開啟，4G按20 M開啟。④當(dāng)4G/5G帶寬需求不能同時滿足時，考慮4G近期仍舊是流量的主力承載層，退頻引起的容量損失需通過F2/A軟擴→升級FDD的優(yōu)先級補足，4G容量滿足度要求達到98%以上。同一區(qū)域的5G容量滿足度需保證達到95%以上，不能滿足的可通過疊加4．9G補足（滿足不了的稱為孤點）。

根據(jù)以上原則，得到規(guī)劃期分區(qū)域160 M分配方案（見表3）。

表3 2.6G設(shè)備160 M分區(qū)域分配方案和產(chǎn)生的孤點

4G零星容量孤點，按照F2/A軟擴→升級FDD→小區(qū)分裂→微站順序擴容。對5G零星容量孤點，通過疊加4．9G 擴容。

3 5G設(shè)備選型方案

根據(jù)帶寬、3D-MIMO增益，以及5G編碼增益預(yù)估不同5G設(shè)備容量（如圖1所示）。

圖1 5G設(shè)備容量

5G設(shè)備選型堅持以下原則。

（1）已有5G 2．6G設(shè)備的基站按160 M分配方案配置帶寬；5G容量不夠的再疊加4．9G設(shè)備。

（2）市區(qū)和縣城以2．6G作為基礎(chǔ)承載層，要求連續(xù)覆蓋。按建筑類型配置32T/64T 2．6G設(shè)備，高層建筑較多的場景配置64T 2．6G設(shè)備，其余配置32T 2．6G設(shè)備，可插花配置。

（3）中國移動已明確700 M將在市區(qū)和縣城形成連續(xù)覆蓋，但是以承載VoNR數(shù)據(jù)為主，不考慮作為容量層；700 M在鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農(nóng)村作為5G基礎(chǔ)承載層，可分擔(dān)部分容量，按照700 M基站占該區(qū)域物理宏站的比例，每個扇區(qū)可分到相應(yīng)比例的容量。

（4）鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農(nóng)村：如果700 M能滿足兩年的5G流量增長，不再配置其他設(shè)備；如果700 M不能滿足，利舊8通道60 M 2．6G設(shè)備能滿足2年的5G流量增長，則利舊8通道60 M 2．6G設(shè)備；否則，按照新購8通道160 M設(shè)備→32通道160 M設(shè)備優(yōu)先級配置，需滿足5年的5G流量增長。例如，現(xiàn)網(wǎng)扇區(qū)等效載波為1，配置為F1，根據(jù)圖2，如果預(yù)測2年內(nèi)5G忙時流量與現(xiàn)網(wǎng)4G忙時流量的比例小于等于1．5，則700 M即能承載；否則需利舊8通道60 M設(shè)備?，F(xiàn)網(wǎng)扇區(qū)等效載波為2．5，配置為F1FDD1800，根據(jù)圖3，如果預(yù)測兩年內(nèi)5G忙時流量與現(xiàn)網(wǎng)4G忙時流量的比例小于等于2，則利舊8通道60 M設(shè)備；其余按圖選擇160 M的8通道或32通道設(shè)備?，F(xiàn)網(wǎng)扇區(qū)等效載波為4．5，配置為F1D1D2F DD 1800，根據(jù)圖4，如果預(yù)測2年內(nèi)5G忙時流量與現(xiàn)網(wǎng)4G忙時流量的比例小于等于1，則利舊8通道60M設(shè)備；否則，如果預(yù)測5年內(nèi)5G忙時流量與現(xiàn)網(wǎng)4G忙時流量的比例小于等于2．5，則選擇8通道160 M設(shè)備；其余需選擇32通道設(shè)備。

圖2 現(xiàn)網(wǎng)4G等效載波是1的扇區(qū)（例如F1）的5G設(shè)備配置參考曲線

圖3 現(xiàn)網(wǎng)4G等效載波是2.5的扇區(qū)（例如F1+FDD1800）的5G設(shè)備配置參考曲線

圖4 現(xiàn)網(wǎng)4G等效載波是4.5的扇區(qū)（例如F1D1D2FDD1800）的5G設(shè)備配置參考曲線

（5）按站點實施5G方案，避免重復(fù)上站，同基站各扇區(qū)的5G方案不一致的，取高。

4 結(jié)論

本研究提出了一種基于2．6G設(shè)備帶寬分配的NR設(shè)備選型研究策略，根據(jù)SA網(wǎng)絡(luò)具備時間、5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)進度和業(yè)務(wù)發(fā)展情況，預(yù)測“十四五”規(guī)劃期4G/5G容量需求。同時，為避免5G主力承載層2．6G頻段4G和5G干擾，分區(qū)域連片分配2．6G 160 M設(shè)備的4G和5G帶寬，同時滿足4G/5G容量需求。綜合考慮4G/5G容量需求和投資，2023年及以前2．6G 160 M僅分配100 M給5G。2024年規(guī)模開啟2．6G NR第二載波，規(guī)模疊加4．9G擴容，2025年2．6G 160 M全部用于5G。按照利舊設(shè)備滿足2年、新購設(shè)備滿足5年5G容量增長的原則選型5G設(shè)備，避免大拆大建，保護運營商投資。目前，該方法已應(yīng)用于某省移動網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)，面向中長期，規(guī)劃好5G網(wǎng)絡(luò)，做到用戶感知和項目投資的平衡，取得較好的效果。