广电700M优势及5G网络建设方案探讨

浙江中通文博服务有限公司 舒诚诚

华信咨询设计研究院有限公司 施晨霞 顾其源

成立之初就含着三网融合金钥匙的广电网络，天然拥有着视频/直播业务基因。而从三大运营商5G试商用情况看，5G+视频成为技术条件最为成熟、市场基础最为扎实的业务，广电网络自然不会放弃这个优势，一直在发掘5G时代机遇，积极抢占制高点，文章通过分析广电5G频段的优势以及对广电业务的展望，对广电网络的业务规划和建站方式提出建议。

700MHz频段由于其频谱低，无论从覆盖范围或建设成本来说都有很大优势，这个频段在无线通信制式之中一直被称为”数字红利”。相比其他运营商的5G频段，700MHz同等覆盖建设的基站数量最少，依据测算，假如用700MHz频段来建设一张覆盖全国范围的5G网络，大约只需40万座左右的基站，而其他三大运营商则需建设600万座左右才行；除此之外，在4G LTE时代700MHz就已经被多国启用了，而且效果也是非常好，那时候，中国这部分频谱一直掌握在广电的手中，用于广播电视业务(702-798MHz)，没有投入到无线通信网络中。

1 背景分析

1.1 700M的前世今生

由于历史原因，我国很多地区特别是农村在十几年前是没有普及闭路电视，传统的接收信号方法就是天线接收，而700MHz又是非常优秀的无线频谱资源，在这样的一个情况下，我国就顺理成章把700MHZ分配给了广电用作模拟广播电视信号的覆盖。

然而随着广播电视技术的进步，首先，我国农村地区有线电视和数字节目逐渐普及了，能够接收的信号也越来越清晰，数字电视技术正在逐步地取代传统的模拟电视技术，其次，根据对国内部分城市的实测显示，700M频段存在不同程度的空闲情况，随着数字化的推进，部分空闲频段是可以作为移动宽带业务来使用的，所以乘5G发展东风，我国把700MHz频率重新分配给广电用作5G移动通信网络覆盖也正是适应了时代发展的要求。

1.2 共建共享

2020年5月20日，中国移动和中国广电确定了合作关系，并签署5G网络共建共享合作框架协议，开始共建共享700Mhz 5G无线接入网，对广电来说与移动合作可以紧抓时间窗口期，缓解资金压力、快速的进行5G网络建设，中国广电作为一家担任着“党媒政网”使命的企业，同时，作为一家拥有700M黄金频段的新晋移动通信运营商，对于资本市场及相关企业也有着相当程度的吸引力。

考虑到4.9GHz频段相关产业链还不是很成熟，双方合作暂不涉及4.9GHz 5G网络，但未来仍有继续合作的可能性。

2 700M技术优势

700Mhz频段被称为发展移动通信的黄金频段，最主要的优势无疑是它具有的空间传播损耗低、穿透能力强、覆盖面积大，这也是目前大家最关注700M的特性和能力。

2.1 覆盖范围广

首先，我们知道电磁波在空间中是以正弦波的形式进行传播，根据公式：C=λf，其中C就是光速，λ是波长，f是频率，由于光速恒定，所以波长和频率就是成反比关系，即波长越长，频率越低；反过来就是波长越短，频率越高，而波长越短越趋向于直线传播，在复杂环境中的传播损耗越大，折射和绕射能力越差，波长越短穿透能力差。

在相同的覆盖范围内，700MHz的信号强度要比其他5G频段的信号强度要好；在不同的覆盖范围内，700MHz覆盖距离要大于其他5G频段，对于相对广阔的区域，比如农村、海域等，优势还是比较明显的。

2.2 多普勒频移小

在移动通信中，假如不同的时刻发送相同的信号，在接收端收到的信号却不相同，这种时变性在移动通信系统中的具体体现之一就是多普勒频移。

△f=（v/λ）cosθ，其中θ为相对移动速度方向与信号到达方向的夹角。

从上式中可以看出，△f（多普勒频偏）与v（相对移动速度）成正比；△f（多普勒频偏）与λ（波长）成反比，所以，如果速度相同，波长小，频偏大。

由于700MHz波长相对更长如果移动速度相同，入射角相同则多普勒频偏更小，高速移动的稳定性更好，广电5G 700M频段的多普勒频偏会远远小于其他运营商的5G频段，有助于高速场景如高铁、高速公路的基站部署。

2.3 绕射能力强

障碍物对于电磁波的阻挡是以波长为长度单位衡量的，同样物理尺寸的障碍物，信号频率低，其波长较长则容易绕射过去，而波长越短的高频则会被反射回来。相比其他运营商的5G频段，广电5G的700MHz频段因其拥有较长的波长所以具有很强的绕射能力，实现非视距传输。

2.4 空口时延小

由于FDD是频分双工，采用上下两组对称频谱，上行和下行数据的发送或接收可以同时进行，互不干扰；但是TDD是时分双工，上行和下行数据的发送或接收在同一频段上，也就是说当上行数据发完之后一定要等到下一个上行时隙才能继续发送，这样一来，TDD的平均等待时间要高于FDD。所以，在理想状态下，FDD空口时延要比TDD时延小。

其他运营商的5G(如2.6G/3.5G/4.9G)都是采用TDD制式，而广电的700MHz使用的就是FDD制式，所以广电5G 700MHz的空口时延小。

3 广电5G建设方案探讨

从业界相关资料可以了解到，广电5G网络建设基本会采用SA独立组网模式、极简架构的方案，用以实现700MHz打底覆盖+4.9GHz按需建设及3.3-3.4GHz室内覆盖补盲等的多频协同、FDD+TDD协同组网策略。

广电5G网络架构包括核心网、承载网、无线网等部分。

3.1 核心网

广电5G核心网的设想是前期5G核心网构建于北京、南京互联互通云平台之上，在北京和南京分别部署一套核心网节点；5G基站通过承载网与核心网节点进行连接。

未来中国广电将打造6-8个核心节点，采用全云化架构，信令控制面全国集中部署，用户面先期按照分省部署。

3.2 承载网

广电5G承载网的设想，考虑固移融合、综合利用有线电视网络的机房、管道、光缆等资源。因为广电的光纤到户网络覆盖率一年比一年深入（HFC或FTTH），具备了一定的开展“大带宽业务”的能力，但目前不具备到室外基站的引入能力，而靠单独投资，建设成本较大。在网络建设初期可根据与移动共建共享的协议，有偿地借用中国移动的丰富承载网资源，建议采用与移动的异网漫游架构，完全借用移动的网络通路，如图1所示。

图1 异网漫游架构

3.3 无线网

广电的无线接入网建议采用极简架构方案，最核心的700MHz频段用于打造一张以语音+物联网的广覆盖为基础的打底层，4.9GHz按需建设，在热点区域建设4.9G基站，作为5G容量的补充，3.3GHz与其他运营商合作进行室分的部署。

在建站方式上，首先，推荐采用全室外站点方案，主要原因是站址资源容易获取，节省了站址机房的租金，减少了工程量。根据测算，极简站点“0”机房，无铁塔机房租金，每站节省费用3500-5000元/年/站（已考虑设备折旧），假设城区楼面站有20万站，可节省铁塔租金至少7亿/年。极简站点不需要新建或改造机房，相对于工程交付时间也减少约8天，极简建站方案如图2所示。

图2 极简建设方案

另外，广电企业当前有8000-10000个电视大塔，参考现在铁塔租金每站每年约4万元，利旧电视大塔可以节省租金至少3.2亿元/年。因此，在站址规划、设计和勘测中，考虑充分利旧广播电视大塔，当然在实施之前必须核实电视大塔位置、配套情况及改造实施可能性，在具体工程上可考虑在电视塔的半腰30-40m处增加天线平台，部署无线设备，减少租用铁塔站点，进一步降低铁塔租金。广电大塔的使用方式分析如图3所示。

图3 广电大塔使用分析

结束语：广电未来的转型是为了实现基于新技术支持下的业务与服务模式模型的大变革。因此，广电更应该继续以维持现有用户的前提下，积极践行落实资源整合、新网建设的合作洽谈，为后续的正式工作进行做好准备，希望本文对广电5G网络的建设者有一定的帮助。