700MHz LTE网络部署探讨

万俊青　刘昕　李虓江

【摘要】通过分析3G网络建设运营中频谱对业务发展的重要作用，指出我国现有LTE频谱分配中缺乏1GHz以下优质频谱，不利于LTE业务发展。结合国际700MHz LTE应用和国内广电模数转换退频分析，提出推动我国700MHz LTE网络部署实施需要关注的问题，并给出相应解决建议。

【关键词】LTE 700MHz 网络部署

中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1006-1010（2014）-16-

[Abstract]In the light of the importance of spectrum to business development in 3G network construction， it is pointed out that the lack of high-quality spectrum below 1GHz in China is disadvantageous to LTE business development. In view of the experiences abroad on 700MHz LTE network application and domestic analog-to-digital telecast conversion， the corresponding suggestions and solutions to promote 700MHz LTE network deployment in China are presented.

[Key words]LTE 700MHz network deployment

1 引言

随着2013年12月4日工信部正式向中国移动、中国电信和中国联通三大运营商发布LTE牌照，我国正式进入4G时代。LTE可提供最高达百M级的数据服务能力，基于LTE技术基础上的移动互联网应用如虎添翼，更多体现永远在线和移动属性价值的互动分享、移动视频、体感游戏、定位导航、移动商务、移动医疗等新型应用将得到快速发展。“移动引领式”的移动互联网应用将给人们的工作、生活、娱乐等带来全方位的变革。

LTE智能终端的加快普及和可预期的业务资费加速下调，使得更多用户将使用LTE业务，从而对运营商LTE网络容量、覆盖和质量提出更高要求。由于目前各运营商所获得的LTE频谱均为1.8～2.6GHz的高频段，其覆盖能力上大幅弱于1GHz以下低频谱，因此寻求更优质的频谱实现更低成本LTE覆盖成为运营商的关注焦点。可用频谱较宽、传播特性好、国际标准支持的700MHz频谱成为LTE低成本覆盖的首选。

2 700MHz LTE网络部署的技术经济分析

2.1 我国移动通信频谱分配现状

根据工信部颁布的频谱和运营牌照许可，运营商所获频谱概况如表1所示：

目前运营商已获得/预期将获得的LTE频谱资源集中在1.8～2.6GHz，FDD和TDD制式均尚未获得覆盖能力更优的1GHz以下频谱。

2.2 从3G网络建设运营经验看优质频谱的重要性

我国三大运营商的2G网络主要采用800MHz（CDMA）/900MHz（GSM）低频段保障网络覆盖。虽然三大运营商网络建设起步时间有所不同，但经过多年建设后，2G网络整体覆盖水平差异不大，均可提供较为完善的覆盖保障。

3G网络各运营商发展进程则明显不同。2009年三大运营商正式获得3G牌照后基本同步启动升级换代。但中国移动TD-SCDMA和中国联通WCDMA网络受限于1.9～2.1GHz高频段覆盖能力差距，大量新增基站规模需求大幅提高建设成本，影响建设进度，网络建设投入5年后其3G网络覆盖仍明显弱于2G水平，尤其是市区深度覆盖和业务量需求较少的广大农村、山区等广度覆盖水平差距明显。而中国电信在建设3G网络时，决策采用CDMA1X 800MHz频谱中空闲频段（而非随3G牌照发放新获得的2.1G频段），同频段优势使其可采用共2G网络（CDMA1X）站点布局，共用2G网络的基础设施方式低成本快速部署，3G网络覆盖快速提升至2G网络相近水平，拉开与中国移动和中国联通3G覆盖差距。中国电信作为移动通信领域后进入者，在运营经验和用户基础薄弱、网络技术和产业链成熟度不如中国联通、资金实力远逊于中国移动的情况下，利用基于800MHz频谱的3G网络覆盖差异化竞争优势快速抢占3G市场，使其实现3G网络运营的弯道超越。

从运营商3G网络建设、运营发展经验可以看出，频谱作为移动通信网络的基础核心资源，对于移动通信网络建设模式、运营成败和业务发展影响极其深远。

2.3 700MHz LTE网络部署的技术经济优势

700MHz频谱无线电波传播能力大大优于现有LTE的高频谱，非常适合移动通信网络部署。在达到相同覆盖指标条件下，理论测算1个700MHz基站可提供约9个2.6GHz基站、7个2.1GHz基站或5个1.8GHz基站的覆盖范围。实际网络部署时，需综合考虑覆盖、容量、质量和规划选址等现实限制而使差异小于理论值，但采用700MHz频谱建设LTE，站点规模仍将比1.8～2.6GHz高频谱大幅减少。

参照对某南方省会级城市进行规划仿真和勘查选址测算，全网采用700MHz频谱建设LTE网络，仅需建设1.8～2.6GHz高频谱30%～50%的站点即可实现同等广度覆盖效果，更佳深度覆盖体验。如仅以郊区、农村、山区等广度覆盖为主的场景进行对比，25%～40%的基站建设规模即可满足覆盖要求，可大幅节约LTE网络建设投资，实现快速建网。

此外，由于和中国电信CDMA800MHz、中国移动、中国联通GSM900MHz频段相近，无线传播特性类似，使700MHz LTE更适合依托现有C网/G网拓扑结构共址建设，从而可充分利用运营商已有传输、铁塔、电源、机房、分布系统、天馈及站点安装空间等，大幅减少配套建设规模，进一步节约建设投资，使运营商可更快提升LTE覆盖水平，全面提供4G服务能力。endprint

3 700MHz LTE网络部署的可行性分析

3.1 700MHz LTE标准和国际应用情况

2007年世界无线电大会确定将700MHz广播电视空闲“数字红利”频谱用于移动通信[1]。当前全球700MHz LTE主要特点是全球的发展节奏不统一，700MHz频谱、制式划分标准多样，区域差异性较大，划分的标准主要依赖于相应国家广播频谱清理的节奏和可用带宽。

美国是当前700MHz LTE网络部署和应用最成熟的国家，在频谱规划中将700MHz频谱（698～806MHz）分为多个较为零散的成对和不成对的频率块。美国700MHz LTE的主要运营商包括Verizon Wireless（FDD-LTE，频段746～787MHz）和AT&T（FDD-LTE，频段704～746MHz）。其中，Verizon已快速部署了1.5万个基站，覆盖了全国70%的人口，并计划在2013年底达到当前3G网络的覆盖水平，覆盖全国95%的人口[2]。

除美国的700MHz频谱方案外，亚太电信组织（APT）提出的APT 700MHz频谱实施规划为LTE国际漫游、统一规划协调提供了更优选择，因而得到更为广泛的关注[3]。APT700频谱方案由3GPP于2012年底完成FDD/TDD制式全球统一规划，并在3GPP R11完成相应标准化工作。其中，FDD-LTE 700MHz频谱规划为3GPP Band28，规划为2×45MHz（上行703～748MHz，下行758～803MHz）和10MHz（748～758MHz）保护带。TD-LTE 700MHz频谱规划为3GPP Band44，规划频谱为703～803MHz。现已有20多个亚太和拉美国家支持APT700频谱方案，部分国家已按方案拍卖或计划拍卖700MHz频谱。

根据GSA统计数据，截至2013年底，全球已有97个国家和地区共部署263个商用LTE网络[4]。如图1所示，已部署的商用网络中频谱使用最多的依次为1.8GHz、2.6GHz和700MHz，700MHz频谱的LTE商用网络部署超过40个，已成为全球LTE主流频谱之一。

700MHz LTE自2010年起开始商用，其产业链已较为成熟。全球主流芯片厂商已推出或计划推出支持APT700的终端芯片，根据GSA统计，至2013年底已有超过500款支持700MHz（多频多模为主）的终端[4]，端到端的产业链和终端已基本成熟，可保障业务发展的需要。

3.2 700MHz频谱在我国使用概况

我国当前700MHz频谱主要应用于广播电视行业模拟电视，其特点是频谱利用率不高，具备频道清理的空间。从现有广播电视台站数据库信息、监测结果和广电部门公布的模拟电视覆盖情况来看，主要大中城市700MHz频谱中，700MHz频段使用非常少，大功率台站更少[5]。多个城市的扫频结果也表明700MHz广播频率整体利用率较低。而随着地面电视模数转换工作的持续推进，700MHz频谱将有更多的空闲频谱可以让出给移动通信行业。

多数发达国家已经于2012年完成国际地面电视模数转换，而我国地面数字电视发展过程相对滞后。各省、市不同区域广电模拟站台对700MHz频谱占用情况较为分散，实际使用频点差异较大。而且各省、市推进模数转换进度不一致，东、中部省份、经济发达城市、人口密集、城镇化程度高的区域推进较快，经济相对欠发达、人口分散、城镇化程度相对较低的部分中西部城市相对滞后。按目前进度难以在短期内全面实现模数转换进程，需要相应政府、行业主管部分政策引导和专项补贴或其它经济激励手段加快推进速度，统一安排实施，才能具备将700MHz频谱整体清频后重新划分用于LTE的条件。在满足全面清理条件前，可根据广电实际频点占用情况进行区域性分段清频，优先清理相对空闲的部分频段供移动通信网络实现区域性应用。

4 700MHz LTE网络部署实施建议

4.1 政府主导推动700MHz LTE总体规划实施

参照1.8～2.6GHz频谱发放实践，预计我国仍会采用行政管控手段规划700MHz频谱应用。因此，政府主管部门明确700MHz频谱应用于LTE的整体规划方案，尤其是通过频率规划（明确规划为TDD、FDD或两者兼顾）实现制式应用引导，按总体时间表指导进度安排等，对推动和引领相应产业链投入、发展成熟影响重大。

此外，700MHz频谱清频后用于LTE方案涉及广电和电信两大行业，行业间壁垒更需政府相关部门主导，通过积极地行政干预方能打破。相关政府主管部门协调明确行业间的合理经济补偿机制，保障广电行业积极推进模数转换、配合频谱清退，才能实质性推动700MHz频谱重新划分应用于LTE网络进程。

4.2 700MHz LTE主要应用场景建议

和1.8～2.6GHz可用频谱相比，700MHz频谱的覆盖优势更为明显，但可用频谱带宽更少。因此，LTE网络部署宜采用高、低频谱搭配方式，不同应用场景各有侧重，优势互补构建异频覆盖网络。主要应用场景建议如下：

（1）市区、县城、发达乡镇、重要景区、重点交通干线等业务需求密集区主要以1.8～2.6GHz高频谱为基础规划网络布局，兼顾覆盖和容量需求，700MHz重点在部分特定区域（如高层、干扰严重区域）作为异频覆盖补充手段，提升网络覆盖和质量水平。

（2）郊区、农村、山区、非重点交通线等数据业务需求密度相对较低的区域，可充分利用700MHz LTE覆盖优势，依托运营商已有800MHz/900MHz拓扑结构共址布局为主，大力推进共享基站各类配套设施，实现低成本覆盖、快速布网，提供高速数据业务接入能力。

4.3 700MHz LTE应用需关注的主要问题和建议

在完善总体规划、均衡行业间利益推动700MHz LTE网络部署应用目标的前提下，还需重点关注以下主要技术和经济问题：endprint

（1）700MHz广电系统和LTE系统间干扰问题

700MHz主要频谱目前由广电系统占用，尽管总体利用率不高，但在不同的区域广电系统台站占用频点不同，清频进度有差异。在700MHz LTE网络部署推进过程中，必然会出现700MHz LTE系统与广电系统区域性、阶段性共存带来的干扰问题。根据广电系统和移动通信系统的特点，主要需关注以下干扰共存场景：

场景1：广电基站干扰LTE基站；

场景2：广电基站干扰LTE终端；

场景3：LTE基站干扰广电接收机；

场景4：LTE终端干扰广电接收机。

其中解决难度最大、需重点关注的是广电大功率基站对LTE终端的干扰问题。

建议组织通信、广电行业技术专家和相应科研单位、系统设备、终端厂商等对相应干扰控制问题科技立项攻关，完善相应工程技术标准和应用实践规范制定、指导系统设备和终端设备研发，解决干扰问题。

（2）高、低频谱LTE网络互补兼容问题

随着LTE牌照的正式发放，各运营商已在部分业务需求密集区域部署高频谱LTE网络。700MHz LTE起步较晚，产业链成熟度仍有差距，运营商缺乏建设实施和运营经验，尤其需要通过实践解决700MHz LTE网络与高频谱LTE网络之间的互补兼容问题。

建议参照推动TD-SCDMA和TD-LTE应用成熟的方式，由政府主管部门指定相应运营商专项开展700MHz LTE网络成熟化项目。可考虑在广电模数转换进程较快的东部经济发达省份和低成本覆盖要求更高的中西部省份分别选取城市、农村、山区等典型场景，指定运营商承接、开展700MHz LTE网络建设和运营先行试点。通过分步骤推进700MHz LTE网络技术分析验证、小规模试验网组网测试、大规模试商用网建设运营等阶段，摸索高、低频谱LTE网络互补兼容建设和运营实践经验，推动技术发展，引导产业链成熟。

（3）多个运营商独立建设网络导致低效和重复建设问题

尽管700MHz频谱具备更好的覆盖性能，但可用总频谱带宽有限。如仍参照高频谱方式独立分配给多家运营商，每家运营商可获取频谱资源非常有限（如APT700规划最大可用频谱100MHz，考虑广电清频进程和必要的频率预留、控制干扰所需的频率间隔等，可供分配频率资源更少）。如3家运营商独立分配，每个运营商平均可获频谱20MHz左右，仅能支持一个标准20MHz的TD-LTE频点或一个低配（10MHz×2）的LTE FDD频点，带宽限制导致LTE提供更高速率的技术优势难以充分体现。此外，若运营商仅有一个频点可用，无法在特定频点受广电存续700MHz系统或其它干扰时进行频点调整规避，将影响700MHz LTE网络覆盖、质量和建设、运营成本。

建议在700MHz LTE网络牌照发放时附加更高的运营商共建共享要求（除传统的铁塔、传输线路、机房等配套设施共建共享外，进一步推动基站设备、天馈系统、室内分布系统等无线主设备系统的共建共享），引导不同运营商间建立合理的协作和结算机制[6]，共建、分享LTE网络资源或分区域合作互补建设、相互开放共享网络资源，以进一步节约700MHz网络建设、维护成本，大幅提升频谱资源使用效益。

5 总结

本文通过分析3G网络建设采用低频段运营商的建设运营优势，指出现有LTE频谱规划中因缺乏频谱，对LTE网络实现低成本快速部署不利。700MHz LTE已成为国际应用主流频谱之一，而我国尚未明确700MHz频谱的应用规划。随着广电行业地面电视模数转换进程的推进，如能尽快明确将700MHz频谱规划应用于LTE网络，对LTE网络部署意义重大。

根据国内频谱占用的现状，本文指出700MHz LTE网络部署实施需要政府主导推动总体规划、打破行业壁垒，通过频率、牌照发放等政策性制度安排，引导运营商LTE网络建设时在不同应用场景采用高、低频谱搭配方式，优势互补构建异频覆盖网络。对于700MHz LTE网络部署中需要重点关注的系统间频率干扰，高、低频LTE网络兼容和更高层次的网络资源共建共享问题，本文也给出了相应的分析和建议。

参考文献：

[1] 李进良. 为确保TD-LTE的发展应尽快补充划分并合理应用频谱[J]. 移动通信， 2013（20）： 5-9.

[2] 王倩. 国外4G建网和运营经验对中国的启示[J]. 移动通信， 2013（23）： 33-37.

[3] GSA. APT700 LTE Whitepaper（Huawei）[EB/OL]. （2013-11-27）[2014-1-30]. http：//www.gsacom.com/apt700.

[4] GSA. New GSA Evolution to LTE report： 2013 ends with 260 LTE networks in service[EB/OL]. （2014-01-15）[2014-1-30]. http：//www.gsacom.com/news/gsa_397.php.

[5] 王鹏，杨骅. TD-LTE频率资源规划与展望[J]. 移动通信， 2013（22）： 10-15.

[6] 万俊青. LTE网络室内分布系统共建共享探讨[J]. 移动通信， 2013（6）： 19-20.

作者简介

万俊青：高级工程师，硕士，现任华信咨询设计研究院有限公司无线设计研究院院长，主要从事移动通信网络规划、设计和咨询工作。

刘昕：高级工程师，现任职于华信咨询设计研究院有限公司无线设计研究院，主要从事移动通信网络规划和设计工作。

李虓江：高级工程师，博士，现任华信咨询设计研究院有限公司无线设计研究院总工程师，主要从事移动通信网络课题研究、设计和咨询工作。endprint