基于700 MHz频段TD-LTE网络的村通宽带建设方案

（中国移动通信集团设计院有限公司重庆分公司，重庆 401147）

基于700 MHz频段TD-LTE网络的村通宽带建设方案

吴磊， 鲜锐， 吴毅

（中国移动通信集团设计院有限公司重庆分公司，重庆 401147）

本文首先分析了引入700 MHz频段TD-LTE进行乡镇农村宽带网络建设的优势和迫切性、700 MHz频段的频率规划方案，然后研究了无线宽带网络的端到端组网方案、700 MHz频段TD-LTE作为无线回程网络的规划建设方案，并对基于700 MHz频段TD-LTE网络的村通宽带业务发展提供了建议。经研究表明，基于700 MHz频段TD-LTE网络的村通宽带建设方案具有良好的社会和经济效益。

700 MHz；TD-LTE；村通宽带

目前，700 MHz频段在我国主要为广电地面模拟电视信号传输使用，但是随着全国地面数字电视广播覆盖网的基本建成，地面模拟电视信号将停止播出，这样就可以释放700 MHz频段给第四代移动通信系统使用。

700 MHz作为数字红利频段，该频段处于低频段，具有信号覆盖广、穿透力强等特性，适合大范围网络覆盖，组网成本低，若用于移动通信网建设，将创造全新的社会和经济价值。基于该频段的优势，若为移动通信领域分配700 MHz频段，我国可以享受巨大的社会经济效益，并为广大用户提供所需的低成本移动服务。

1 无线宽带技术方案选择

1.1 无线宽带接入技术对比分析

传统的2G和3G网络速率较低，只能满足手机用户的一般上网需求，但无法支撑未来高速的数据业务需求。

TD-LTE作为第四代移动通信网络，具有先进的技术标准，可支撑移动用户的高速数据业务需求。但是，目前国家给4G网络发牌照的频段为室外1.9 GHz（F频段）和2.6 GHz（D频段）、室内2.3 GHz（E频段）。TD-LTE使用高频段不利于保障服务质量，且建网成本很高，资源投入大，不利于在乡镇农村地区进行广覆盖。

WiMAX无线接入技术是移动运营商进军驻地网宽带接入的有力武器，其具有建网成本低、部署快，用户业务体验好，可与GSM网络融合，共享基站和相关配套资源等优势。但WiMAX的最大劣势是暂未获得牌照，国内没有分配专用频段，而公用频段干扰大。因此，WiMAX技术也不适合作为我国的无线城市建设的主流技术。

700 MHz频段TD-LTE网络不仅可支撑移动用户的高速数据业务需求，同时，700 MHz频段用于4G网络具有更好的穿透性、广覆盖性，网络覆盖质量好，能降低运营商的建网成本，为用户提供优质、高性能、低成本的移动宽带业务。所以，700 MHz TD-LTE技术可考虑作为我国乡镇农村地区无线宽带建设的主流技术。

1.2 700 MHz频段技术优势分析

通过无线仿真（基于SPM传播模型）及测试对比分析，700 MHz相对1.9 GHz、2.6 GHz频段，若只考虑室外覆盖可相应节省32%、78%的站点，若要考虑室外覆盖室内则可相应节省31%、83%的站点。表1为700 MHz、1.9 GHz、2.6 GHz 3个频段覆盖半径、所需相对站点数对比。

表1 700 MHz、1.9 GHz、2.6 GHz频段覆盖能力对比表

1.3 700 MHz频段用于农村宽带建设的迫切性

在城市和县城，700 MHz频段主要被广电网络占用，TD-LTE网络主要采用1.9 GHz、2.6 GHz频段进行连续覆盖；而在乡镇农村地区，能够通过清频等方式整理出干净完整的700 MHz频段给TD-LTE网络使用。从频率分配、干扰协调、产业成熟度等方面考虑，700 MHz频段目前适合以乡镇农村地区为切入点，保障乡镇农村地区宽带业务需求，还可用于厂矿、景点、交通干线等场景的覆盖。

2013年8月1日，国务院颁发的国发〔2013〕31号文《国务院关于印发“宽带中国”战略及实施方案的通知》将宽带网络定位为国家战略性公共基础设施，并倡导在农村地区采取无线等技术方式因地制宜进行接入网建设。

我国农村地区人口较多，是通信用户的主要来源市场，且多数省市的乡镇农村地区丘陵多、地势起伏，该类地貌特征又造成宽带网络建设难度大和投资大的困难；伴随着智能机逐步渗透到农村，需要提前做好农村数据网络的技术选型和场景布局；同时为响应国务院“宽带中国”的战略实施，在广大乡镇农村地区引入700 MHz频段搭建4G网络，加速完善农村地区宽带网络覆盖，缩小城乡间的“数字鸿沟”，解决农村客户的宽带业务需求已迫在眉睫。

2 700 MHz频率规划方案

2.1 700 MHz频率使用现状

2.1.1 国际700 MHz频率规划与使用现状

全球统一将700 MHz频段划分给IMT，国际上普遍用于部署LTE。2007年WRC-07大会把一区国家的790～862 MHz频段划分给IMT。2012年WRC-12大会上又通过了在2015年将694～790 MHz频段用于IMT。700 MHz频段可能成为LTE的全球统一划分频段或全球漫游频段，亚太地区国家支持FDD/TDD两种方案，中国支持并推动700 MHz全用于TDD。目前已有19个国家完成700/800 MHz频率分配或拍卖。全球已有超过32个700 MHz LTE商用网络和23个800 MHz LTE商用网络，700 MHz最大网络由美国Verizon提供，自2010年12月就推出了700 MHz LTE业务。主流厂商都已提供700 MHz商用设备，目前700 MHz商用终端已超过265款。

2.1.2 国内700 MHz频率规划与使用现状

目前，700 MHz频段在我国主要是在广电的地面模拟电视信号使用，但是随着全国地面数字电视广播覆盖网的基本建成，地面模拟电视信号将停止播出，这样就可以释放700 MHz频段给第四代移动通信系统使用。模拟广播现有296 MHz频率，模转数可释放140～220MHz频率，广电部门正在积极推进有线电视的数字化进程。

700 MHz频谱利用率低下，模拟转数字后可释放大量频谱。传统模拟多频网，覆盖一定区域需要12个频点，而采用数字单频网，只需要5～6个频点，频谱效率可以提高一倍。目前广播电视在UHF频段带宽为(806-606)+(566-470)=296 MHz，在保证相同节目数量前提下，采用数字单频网后可释放频率约140 MHz，此外采用数字技术后，一个频道可传输4～5套标清节目，则还可以释放大约100 MHz频率。

2.2 700 MHz频率使用方案

以西部某县为例进行研究，经扫频分析，该县暂未使用700～767 MHz、775～800 MHz频段，已使用767～775 MHz频段用于广电模拟电视。考虑到目前主流厂家的700 MHz TD-LTE射频设备（RRU）可支持738～758 MHz 20 M频段，更多频段的支持设备正在开发中。因此，制定700 MHz频率使用方案为初期使用738～758 MHz；中后期使用700～767 MHz、775～800 MHz。

3 村通宽带网络规划建设方案

3.1 村通宽带网络端到端组网方案

传统的农村宽带信息化采用有线宽带接入的方式，但是由于农村用户比较分散的特点，有线宽带接入存在“最后1 km”的障碍。特别是在偏远农村，固网宽带接入存在困难。如果采用700 MHz TD-LTE网络作为无线宽带回程网络的方式给乡镇农村居民提供移动宽带业务，则可对偏远农村地区实现快速大范围的覆盖，能有效解决有线宽带最后1km的接入障碍。基于700 MHz TD-LTE网络的端到端组网方案有两种。

3.1.1 方案1：700 MHz TD-LTE

网络+CPE

采用700 MHz TD-LTE网络和CPE的接入方式给居民提供移动宽带服务。该接入方式通过CPE接收TD-LTE信号，CPE安装到用户室内或采用电杆就近安装在用户密集的室外，能有效解决室内信号覆盖较差及无线回传受限的相关问题。

图1 700 MHz TD-LTE网络+CPE组网示意图

该方案支持一体化及分体式组网，即插即用，部署灵活快速，能使用户感知在最短时间内得到提升。解决方案组网如图1所示。

3.1.2 方案2：700MHz TD-LTE网络+基站型WLAN AP

采用700 MHz TD-LTE网络和室外型WLAN AP的接入方式给居民提供移动宽带服务。

该接入方式通过CPE接收TD-LTE信号后，再通过WLAN AP转换成Wi-Fi信号，便于各种现有设备接入，可同时向用户发展CPE和Mi-Fi终端。此接入方式可大面积覆盖区域内用户，有效解决农村地区用户较分散的情况。解决方案组网如图2所示。

上述两种组网方案与有线宽带网络的对比如表2所示。

图2 700 MHz TD-LTE网络+基站型WLAN AP组网示意图

表2 村通宽带组网方案对比表

对于人口密集的县城，有线方式接入成本较低；但对于偏远的乡镇农村地区，铺设有线宽带的成本过于昂贵，若采用有线宽带方式将比无线宽带方式的工程投资多44%～50%。在相同投资情况下，采用700 MHz将可以建设一张覆盖更广泛、覆盖效果更好的网络。

3.2 700 MHz TD-LTE回程网络规划建设方案

700 MHz TD-LTE覆盖能力测试结论：当电平在-100 dBm左右时，SINR持续在15 dB左右且下行吞吐量维持在20 Mbit/s以上，700 MHz TD-LTE基站能满足2.5 km的室外覆盖需求，覆盖性能及服务性能良好，满足大范围覆盖场景。

以西部某县为例，该县城区面积2.24 km2，通过规划仿真，TD-LTE 700 MHz网络需要4个宏基站覆盖整个城区区域，即在考虑该县城室外信号穿透覆盖部分室内区域的前提下平均站间距为805 m。规划仿真结果为覆盖区域电平值RSRP＞-100 dBm的面积占99.7%，信噪比SINR＞-3 dB的面积占99.2%，满足TD-LTE网络覆盖指标要求。

同时，该县所辖10个乡镇，平均每个乡镇的中心镇区面积为0.3 km2，每个乡镇只需一个700 MHz TD-LTE基站即可实现乡镇中心区域及其周边农村的覆盖。

3.3 业务发展方案

根据4G网络的容量和网络性能，以及乡镇农村地区的业务发展需求，在业务发展初期，可发展高速无线宽带业务、移动高清多媒体业务。

高速无线宽带业务：在农村地区高速无线宽带业务网络流量相对较小，但用户分散，要求覆盖的面积大，700 MHz TD-LTE网络可以快速满足农村广大客户的高速上网需求。

移动高清多媒体业务：可在一些重点路线上部署针对移动中的VGA（Laptop）及以上的大屏幕终端设备的高清多媒体业务。该业务的终端支持度高、受众面广，是TD-LTE的基本优势业务。

在业务发展中后期，可发展支持移动接入的3D游戏、移动高清视频会议、实时移动视频监控、高清视频即摄即传等4G特色业务。

4 效益分析

基于700 MHz频段TD-LTE网络的村通宽带建设在宏观经济效益、信息化水平等方面能起到积极作用。

4.1 促进社会经济发展

700 MHz频段有频点低、穿透性强、广覆盖性等优良特性，能有效实现西部边远地区4G网络覆盖，提升西部农村业务收入，增强用户粘性，锻造农村网络竞争新优势。在满足农民生产生活需求的同时，也满足了农民的话音及数据通信需求，极大地缩小了城乡数字鸿沟，达到了政策引导，惠及“三农”的目的。

4.2 带动社会就业与技术进步

电信行业是为社会和人民生活服务的公用事业，基于700 MHz频段TD-LTE网络的村通宽带建设将发挥强大的产业带动效应，形成具有自主特性的产业群体，有利于增加当地和国家税收收入，而且可以促进和带动技术进步，提高劳动生产率，方便人民生活。

4.3 进一步推动我国信息化的发展

世界无线电大会已确定广播电视空闲“数字红利”频谱用于移动通信，基于700 MHz频段TD-LTE网络的村通宽带建设符合各级部门对红利频段进行督导、对市场进行监管的需求，能让政府各级主管部门与广大农村地区居民的信息及时传达和沟通，也能提升通信企业的经营效益。

4.4 推动产业链发展，支持推动自主创新

基于700 MHz频段TD-LTE网络的村通宽带建设有助于通信企业加强与广电部门、频率主管部门的沟通与协调，争取政府支持，力争早日使用700 MHz频段，加强产业界合作，推进TD-LTE使用700 MHz的进程。

4.5 满足用户需求，营造良好的运营环境

随着“宽带中国”战略的正式发布，国家将从优化频谱规划等方面加强政策制定与引导，推动我国宽带基础设施快速健康发展，抢占新时期国际经济、科技和产业竞争制高点。对此尽快释放700 MHz“数字红利”，将其应用于移动通信发展，特别是TD-LTE，将带来十分可观的社会经济价值，对拉动信息消费具有重要意义。

5 小结

700 MHz信号传播质量优势突出，网络覆盖质量好，能够为用户提供优质、高性能、低成本的移动宽带业务，现阶段特别适合用于广大乡镇农村地区的无线宽带网络覆盖。基于700 MHz频段TD-LTE网络的村通宽带建设既有利于通信企业持续、稳定发展，同时也为社会宏观经济、信息化发展、社会就业与技术进步等方面创造有利条件，具有积极的社会和经济效益。后续需要产业链各环节共同促进主设备及终端设备更加成熟、多样化发展，助力“宽带中国”战略加速达成目标。

[1] 王晓东， 张炎炎， 赵旭凇. TD-LTE关键技术与网络规划策略[J].电信工程技术与标准化， 2012(7).

[2] 张华， 赵旭凇. TD-LTE规划仿真方法及实例[J]. 移动通信，2011(3).

[3] 艾秀青， 郭建光， 秘俊杰. TD-LTE频率资源研究[J]. 移动通信， 2013(17).

Rural broadband network construction scheme based on 700MHz band TD-LTE

WU Lei, XIAN Rui, WU Yi
(China Mobile Group Design Institute Co., Ltd., Chongqing Branch, Chongqing 401147, China)

First, this paper analyzes the advantage and urgency of the 700MHz band TD-LTE network construction in rural areas, and the frequency planning scheme of 700MHz band. Then, researches on end to end network scheme for wireless broadband networks, and the planning and construction scheme of 700MHz band TD-LTE as wireless backhaul network. Last, provides recommendations for rural broadband network business development. The research results show rural broadband network construction scheme based on 700MHz band TD-LTE has good economic and social benef ts.

700MHz; TD-LTE; rural broadband network

TN929.5

A

1008-5599（2014）09-0061-05

2014-06-23