4G、5G网络共存规划与优化

郭本英

（中通服咨询设计研究院有限公司，江苏 南京 210019）

0 引 言

2019年是5G网络建设的元年，各大运营商均在积极部署5G网络规划。进入2020年之后，5G网络建设如火如荼，尤其在当前新基建大环境下，基础网络建设更是纳入国计民生项目行列。但在近一段时期甚至相当长一段时期内，4G网络仍然是网络承载的主流。4G、5G网络共存将是长期存在的局面，在4G、5G两张网络共存背景下，建设初期的组网方式、网络建设规划、频段选择、技术参数选择等显得尤其重要。下面以中国移动为例探讨4G、5G网络共存时的网络部署规划。

1 4G网络部署策略

1.1 4G网络厚覆盖部署策略

容量保障是4G网络建设的重中之重，随着不限量套餐的不断推出，网络容量负荷急剧增加，为保障用户感知，高负荷小区占比必须保持在合理范围内，以既能满足用户容量需求又不会导致网络资源大面积闲置为前提。

就4G网络扩容而言，首先应实时监控业务发展和网络负荷，紧密跟踪、重点分析、及时预警，基站负荷一旦达到扩容标准即启动扩容工作，以确保网络能力满足流量业务发展需求；其次应根据现网负荷情况，按照优先级由高到低顺序，重点保障高优先级扩容需求，暂缓偶发性高负荷小区的扩容工作，并重点监控高负荷小区及多层网利用率小区变化情况，从资源均衡配置角度客观合理地分配扩容资源；最后，在多层网建设过程中，要确保TDD/FDD不同制式之间、TDD/FDD系统内不同频段之间负载均衡，不断优化客户频段驻留策略，使各制式、各频点小区“各负其责、各尽其用”，切实发挥扩容载频流量吸收能力。

由于中国移动5G部分频段同样在2.6 GHz频段[1]，因此在4G网络扩容过程中，应严控新增D频段基站，以LTE FDD 1 800 MHz为主要力量。而天馈改造应综合考虑已有天面数量、工程复杂度、实际覆盖需求、优化要求及成本等因素，合理选择天馈建设方式。同时，天馈建设应充分考虑5G网络的演进需要，统筹进行无线配套以及天面资源的改造和整合，尽可能避免二次改造。

1.2 4G网络深度覆盖部署策略

对于城区的深度覆盖，尽量避免使用TD-LTE D频段微基站。TD-LTE E频段为室内专用频段，室内外异频组网易于干扰控制，且E频段50 MHz频率资源丰富、容量较大，因此当前4G室内覆盖系统建设原则上应首选TD-LTE E频段，室内外隔离较好、TD-LTE容量不足时可采用LTE FDD 1 800 MHz作为补充覆盖扩容手段。

在满足业务量需求的情况下，分场景优先选择低成本建设方案。例如，高校、商圈、交通枢纽等新增高价值大型建筑物的室内覆盖，宜采用数字化新型室分开展室分系统建设，严格评估各类场景业务量、流量增长趋势，对于地下超市、小型酒店、宾馆、办公楼等室内结构较复杂、业务量较小的场所，优先选择建设扩展型皮基站进行覆盖，努力降低该类场景建设成本。对于地下室、电梯等业务量极小，仅以确保VoLTE业务畅通的场景，可采用微室分等放大器类技术保证网络覆盖。对于居民区、普通建筑物等室内弱覆盖场景，可优先采用“室外打室内”方式。对于高校场景中的宿舍楼、教学楼等话务热点区域，适宜采用数字化新型室分替换现有传统分布系统，硬件一次部署到位，后期根据流量增长情况可灵活扩容。对于极小的独立场景，可使用一体化皮基站解决，具有建站速度快、方便协调、开通快等特点。对于深度覆盖建设中的4G网络建设，工程中需同步综合考虑后续5G覆盖的必要性，可根据设备支持情况合理选择多模设备，避免后续设备演进改造引起的二次投入，同时对涉及的配套资源进行同步改造。

1.3 4G网络广覆盖部署策略

对于4G网络的广域覆盖，城区、县城区域及工矿区、景区等区域，宜优先采用1 800 MHz LTE FDD方式覆盖4G网络空洞；而农村区域，建议采用900 MHz LTE FDD方式建设，同时充分依托现有站址及配套资源，有效降低建站成本。对于农村区域的广覆盖，共址2G基站建设LTE FDD 900 MHz时可同步替换2G设备（反向开通GSM 900 MHz），共址TD-LTE基站建设LTE FDD 900 MHz时可考虑拆除原站址利用率较低的TD-LTE设备，以降低电费、铁塔租金等运维成本。同时，为降低建设成本，新建基站可采用RRU拉远方式，合理规划塔杆类型及天线挂高，按照“共站、共框、共板、共天线”方式实现资源共享。

2 5G网络部署原则

2.1 5G网络建设范围

5G网络建设初期应薄覆盖与厚覆盖相结合，按照“先主城区、后一般城区，先室外、后室内”次序，聚焦高价值区域和用户群体，有节奏开展5G网络建设，对关键城市实现主城区连续覆盖、部分重点城市实现主城区部分覆盖。在5G网络建设初期尤其是投资规模有限的前提下，应严格限定在主城区的核心区域内带有标志性、示范性的局部连片或街道沿线区域。

2.2 5G网络站址选择

5G站址的选择应充分利用现有基站站址资源，结合4G网络流量热点区域，可有效节约投资，加快建站速度，兼顾宣传与示范作用，快速形成品牌效应。对于主设备的选择，应全面部署拥有160 MHz频谱资源的2.6 GHz主设备，以减少后期硬件更新替换频次，节约投资。

2.3 C-RAN组网

以C-RAN为目标，按照一次规划、分步实施为原则，开展5G组网架构规划，统筹考虑5G基站建设与4G基站的搬迁改造，实现4G/5G C-RAN组网。C-RAN的BBU集中度以5～15个为宜，城区接入半径控制在1 km，县城接入半径控制在2 km内，C-RAN区域内的物理站应保证连续覆盖，不能形成无覆盖交集的基站插花组网。同时，为实现降本增效，在BBU堆叠的同时应依据主设备厂商单机框处理能力，合理实现单BBU机框的多载频配置。

2.4 4G与5G协同

加大推进1 800 MHz FDD建设力度，做好频段规划，平衡好4G与5G的资源投放力度，实际建设中加快4G与5G网络的共模部署、网络建设及优化工作，并且做好5G不同站型设备与场景的适配，根据实际需要精准实施5G基站反向开通4G。同时，通过充分挖掘现网资源，实现资源动态调度。

3 5G组网方式及NSA方式下的锚点选择原则

3.1 组网方式

5G网络以SA作为目标架构，同步推进NSA、SA发展与成熟。移动5G基站支持NSA/SA双模工作模式，基站全部与EPC+连接，按需开启SA模式的基站与5GC连接。

3.2 NSA方式下的锚点选择原则

NSA方式下5G基站需锚定4G网络开通，且5G网络建设初期[2]只能采用4G/5G同厂家部署，可以选择LTE FDD 1 800 MHz或TD-LTE 1.9 GHz作为锚点网络，锚点网络应覆盖良好，满足5G建设需要。同等情况下，优先锚定1 800 MHz，5G以1 800 MHz作为锚点，上下行峰值速率、上下行边缘速率均好于F频段，锚定1 800 MHz网络性能优势明显。另外，锚点网络选择应有利于提升竞争力。

3.3 设备选型

为了简化网络结构、降低后期网络维护的复杂性，连续覆盖区域厂家数量建议不超过2家；非连续覆盖区域，初期建设规模较小，建议只选择1个厂家，后续如存在多片覆盖需求、跨现网多厂家区域等情形，可增加厂家数量，以保证网络组网结构简洁及维护便捷。

4 5G网络建设初期频率使用方案建议

为保证建设初期5G网络覆盖效果，移动5G初期可使用2.6 GHz的100 MHz频谱，即2 515～2 615 MHz，同时需开展现网D频段清频工作。

目前，在中国移动现网中，多数城区均已部署两三个D频段载波，当前可采用多种手段保障D频段清频工作的顺利开展。例如，采用1 800 MHz、A频段重耕，转移D频段流量；或在4G/5G同厂商区域内部署4G/5G双模设备（支持160 MHz工作带宽，并支持4G/5G在160 MHz带宽内灵活配置，以利于满足5G建设初期时4G容量需求），开启4G/5G频率共享技术（4G/5G通过时分复用的方式动态共享带宽，可提升5G带宽内的频谱利用率，缓解4G退频压力），反向开通4G以吸收4G流量；如仍难以满足4G容量需求，部分热点区域5G可仅开启80 MHz带宽，从而为4G多留一个频点。

5 与电信F频段干扰整理改

2014年年底，工信部调整了移动公司F频段频率范围，将起始频点由1 880 MHz调整为1 885 MHz，电信F频段的频点控制到1 875 MHz，并同意电信在2020年可将FDD 1 800 MHz频段扩频到1 880 MHz。根据工信部这一许可，2020年电信公司可进行FDD 1 800 MHz频点扩频，届时中国移动部分F频段设将面临干扰风险，尤其是2014年以前建设的基站设备（滤波器通带起始频点为1 880 MHz，电信扩频后可能出现阻塞、杂散干扰）。

对于中国移动来说，需要与电信公司协商，将现网全部FDD 1 800 MHz基站进行扩频，持续2～3 h后进行回退。移动可根据扩频后2～3 h的网络数据确定干扰扇区，进行整改工作。开启和回退可以选择凌晨实施，对现网影响较小，通过实测干扰数据可以更精准地确定整改目标。

6 NB-IoT网络与4G/5G网络协同发展

工信部印发了《关于深入推进移动物联网全面发展的通知》，推动2G/3G物联网业务迁移转网，建立NB-IoT（窄带物联网）、4G（含LTE-Cat1，即速率类别1的4G网络）和5G协同发展的移动物联网综合生态体系，在深化4G网络覆盖、加快5G网络建设的基础上，以NB-IoT满足大部分低速率场景需求，以LTE-Cat1（以下简称Cat1）满足中等速率物联需求和话音需求，以5G技术满足更高速率、低时延联网需求。

6.1 建设原则

加快完善NB-IoT网络覆盖，加速2G物联网业务向NB-IOT网络转移，有力推进2G退频退网、900 MHz频率重耕。

（1）保持领先、打造网络优势。网络规模超过竞争伙伴，市县城区、乡镇驻地NB-IoT信号覆盖、网络质量保持行业领先，有效承接2G物联网业务，提升客户体验、确保质量优势。

（2）网随业动、精准投入资源。坚持网随业动、按需建设，结合业务发展现状、网络承载效率，依据业务发展目标客户、重点区域、应用场景，合理规划建设方案、精准开展网络覆盖，提升业务价值、确保投资效益。

（3）基于场景、有效拓展覆盖。加强市区、县城之连续、深度覆盖，有效拓展乡镇广覆盖；在确保业务价值、投资效益前提下，合理管控、按需开展农村广覆盖、城区室内覆盖。

6.2 建设策略

（1）已完成900 MHz新型硬件改造的，可直接加载NB-IoT功能。

（2）无新型900 MHz硬件但原GSM 900 MHz设备可通过插板方式升级支持NB-IoT的，可直接升级，同时将原有GSM 900 MHz功能退服。

（3）对于室外信号屏蔽严重的深度覆盖场景，据业务发展需求，对室外宏基站无法覆盖室内的建筑物，按需建设NB-IoT室分基站；对地下室、停车场、电梯等场景，按需建设物联小站。

（4）积极整合NB-IoT和2G/3G/4G站址天面资源，优先采用多系统共天线的建设方式，实现天面整合，降低天面租赁成本。

7 结 论

虽然5G牌照已经发放，但是由于5G网络频段的限制、设备的成熟程度、用户终端产业链的形成及大规模应用的落地，均需要一段时间的积淀。在很长一段时间内4G的数据网络覆盖区域要大于5G，而作为主要数据承载网络的4G也就不会轻易被淘汰，提前做好网络建设规划、优化部署、频率规划、站址配套资源规划等，是5G网络建设初期必须要做的准备工作。