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      中國移動5G 700M天饋建設方案分析

      2020-03-05 09:08:35
      廣東通信技術 2020年12期
      關鍵詞:天面天饋鐵塔

      1 引言

      根據工信部5G頻譜資源的分配,中國移動獲得2.6G(160 M)+4.9 G(100 M),采用TDD(時分雙工)模式;低頻段700 M(2*40 M)為中國廣電所有,采用FDD(頻分雙工)模式。700 M頻段穿透損耗和覆蓋能力明顯優(yōu)于2.6 G或4.9 G,網絡建設成本低,是未來農村區(qū)域5G廣覆蓋、城區(qū)深度覆蓋以及高質量5G NR語音托底網絡的理想選擇。

      當前中國移動正采用2.6G頻段5G組網,面臨站址需求多,建設成本高,初期投資效益低問題。面對5G建設的高投入,中國移動若能與中國廣電在700 M頻段合作共建,將有利于降低網絡建設成本。與此同時,中國電信和中國聯通正開展3.5G頻段共建5G,網絡建設效率高。因此,為持續(xù)保持5G網絡領先優(yōu)勢,不論從自身發(fā)展還是外部競爭壞境看,中國移動若能與中國廣電在700 M頻段合作共建5G是較好的選擇。

      隨著中國移動與中國廣電700 M頻段合作共建5G框架協議的簽訂,以及700 M成功列入5G R16國際標準,中國移動5G 700 M建設已是大概率事件。而5G 700 M網絡的建設,最重要部分在于天饋的建設,目前中國移動多張網絡的并存,天面網絡環(huán)境異常復雜,天面一般不具有新增一套獨立天饋能力,且還需考慮5G 2.6 G和4.9 G建設需求,天饋的建設或將成為5G 700 M網絡建設的難點,因此提前研究5G 700 M天饋建設方案對5G 700 M網絡的快速部署具有很大的現實意義。

      2 5G 700 M天線選擇

      當前中國移動2G和4G室外宏基站主要使用頻段為TDD模式(F和D頻段)、FDD模式(900 M和1 800 M頻段)。其中TDD-D頻段隨著5G 2.6G的建設,短期可進行移頻開通一個載波,長期來看將會全部退網。因此,5G 700 M網絡的天饋建設,只需考慮FA頻段、900 M、1 800 M以及5G 2.6G和4.9G。FA頻段為8通道、900 M和1 800 M頻段基本為4通道、5G 2.6G頻段64通道/32通道設備形態(tài)為AAU,8通道設備形態(tài)為普通RRU+天線,5G 4.9G設備形態(tài)為AAU,因AAU需單獨占用天饋,5G 700 M天面建設與其關系不大,因此5G 700 M天饋的建設實際上主要需考慮的是8通道FA頻段、4通道900 M和1 800 M頻段以及8通道5G 2.6G頻段。

      因5G終端標配為4天線,為確保網絡性能700 M至少需4天線;又由于700 M頻段低,天線陣子大,若采用Massive MIMO技術,過度增加天線陣子將導致天線尺寸和重量的極大增加,工程實施難度大,因此,為兼顧網絡性能和工程實施,5G 700 M采用4通道設備是最優(yōu)選擇。結合現網8通道FA頻段、4通道900 M和1800 M頻段以及8通道5G 2.6G頻段,5G 700 M天線理論可供選擇的類型有“單4通道(700 M)”、“4 448(700 M/900 M/1 800 M/FA)”、“4+4+4(700 M/900 M/1 800 M)”、“4+4(700 M/900 M)”、“4+4(700 M/1 800 M)”、“48(700 M/FA)”、“48(700 M/8通道5G 2.6G)”、“44 488(700 M/900 M/1 800 M/FA/8通道5G 2.6G)”。但實際應用中700 M與單900 M或單1 800 M天饋融合時,會考慮同時具備700 M/900 M/1 800 M三頻能力;700 M與FA天線融合時,會考慮同時儲備900 M/1 800 M能力;8通道5G 2.6G為少量工程實施困難站,且一般可利舊現網天線,700 M不用與其融合。綜合來看5G 700 M天線主要可選“單4通道(700 M)”、“4 448(700 M/900 M/1 800 M/FA)”、“4+4+4(700 M/900 M/1 800 M)”3大類天線。

      3 5G 700 M天饋建設方案分析

      中國移動2.6 G具有大帶寬優(yōu)勢,定位為覆蓋和容量主力頻段;4.9 G頻段高、覆蓋能力弱,定位為容量有益補充。因此5G 700 M天饋建設應結合場景需求特點精準制定方案,場景需求共可分四類:僅需700 M建設的覆蓋型場景;需700 M+2.6 G(8通道)低容量場景;需700 M+2.6 G(AAU)高容量場景;700 M+2.6 G(AAU)+4.9 G(AAU)的超容量場景。結合天面網絡現狀,并結合四類場景需求,5G 700 M天面建設方案分析如下。

      3.1 僅需700 M建設的覆蓋型場景

      (1)場景特點:該場景主要適用農村等覆蓋型區(qū)域。

      (2)天面網絡現狀:此場景現有天面主要為24G網絡,天面現狀可分為單FDD系統(tǒng)天面、單TDD系統(tǒng)天面、FDD和TDD雙系統(tǒng)天面。

      (3)方案介紹

      ① 單FDD系統(tǒng)天面

      天饋現狀描述:該場景天面主要為4通道單天面或44單天面。

      天饋方案可選:新增4通道獨立天饋或新增444天線等位替換現網天線。

      方案分析:新增4通道獨立天饋:優(yōu)點為方向角等工參可靈活設置或調整,網絡性能最優(yōu),缺點為對于鐵塔天面帶來租金增加。新增444天線等位替換:優(yōu)點為對于鐵塔天面不增加租金;缺點為444天線購置費較高、且不能靈活調整方位角。

      方案建議:自有天面優(yōu)先新增4通道獨立天饋;鐵塔天面需對比“新增444天線等位替換”與“新增4通道獨立天饋”的建設成本和租金,優(yōu)先選擇整體成本低的方案。

      ② 單TDD系統(tǒng)天面

      天饋現狀描述:該場景天面主要為“FA單天面”或“FA/D單天面”或“4 488單天面”或“FA+單D雙天面”。

      5G 700 M天饋方案可選:“單FA/D單天面”和“單4 488單天面”只能新增4通道獨立天饋、“FA單天面”和“FA+單D雙天面”可選新增4通道獨立天饋或新增4 448天線等位替換。

      方案分析:新增4通道獨立天饋:優(yōu)點為方向角等工參可靈活設置或調整,網絡性能最優(yōu),缺點為對于鐵塔天面帶來租金增加。新增4 448天線等位替換:優(yōu)點為對于鐵塔天面不增加租金;缺點為4 448天線購置費很高、且不能靈活調整方位角。

      方案建議:“單FA/D天線”和“單4 488天線”只能新增獨立4通道獨立天饋;“單FA天饋”和“FA+單D雙天饋”自有天面優(yōu)先新增4通道獨立天饋;鐵塔天面需對比“新增4 448天線等位替換”與“新增4通道獨立天饋”的建設成本和租金,優(yōu)先選擇整體成本低的方案。

      ③ FDD和TDD雙系統(tǒng)天面

      天饋現狀描述:該場景天面現狀主要為“4 488單天面”、“FA+單4或44兩天面”、“FA/D+單4或44兩天面”、“FA+單D+單4或44三天面”。

      天饋方案可選:新增4通道獨立天饋、新增444天線等位替換、新增4 448整合改造。具體如下。

      “4 488單天面”場景:只能新增4通道獨立天饋。

      “FA+單4或44兩天面”場景:可選新增4通道獨立天饋或新增444天線等位替換。

      “FA/D+單4或44兩天面”場景:可選新增4通道獨立天饋或新增444天線等位替換。

      “FA+單D+單4或44三天面”??蛇x新增4通道獨立天饋、新增444天線等位替換、新增4 448天線整合改造。其中新增4 448天線整合改造,由于存在租金不減天面自行減少問題,一般不采用。所以實際可選方案只會有新增4通道獨立天饋或新增444天線等位替換。

      方案分析:新增4通道獨立天饋:優(yōu)點為方向角等工參可靈活設置或調整,網絡性能最優(yōu),缺點為對于鐵塔天面帶來租金增加。新增444天線等位替換:優(yōu)點為對于鐵塔天面不增加租金;缺點為444天線購置費較高、且不能靈活調整方位角。

      方案建議:自有天面優(yōu)先新增4通道獨立天饋;鐵塔天面需對比“新增444天線等位替換”與“新增4通道獨立天饋”的建設成本和租金,優(yōu)先選擇整體成本低的方案。

      3.2 700 M+2.6G(8通道)低容量場景

      (1)場景特點:此場景主要適用鄉(xiāng)鎮(zhèn)等流量低或工程實施難度大區(qū)域。

      (2)天面網絡現狀:此場景現有天面網絡現狀可分單天面場景、雙天面場景、三天面場景,具體如下。

      ① 單天面場景:FDD系統(tǒng)的單4或44;TDD系統(tǒng)的FA或單D或FA/D;FDD和TDD系統(tǒng)的4 488。

      ② 雙天面場景:FDD系統(tǒng)雙天面(如900 M和1 800 M不共天饋);TDD系統(tǒng)雙天面(FA和D不共天饋);FDD系統(tǒng)單天面(單4或44)+TDD系統(tǒng)單天面(FA或單D或FA/D)。

      ③ 三天面場景:FDD系統(tǒng)單天面(單4或44)+TDD系統(tǒng)雙天面(FA和D不共天饋)、FDD系統(tǒng)雙天面(如900 M和1 800 M不共天饋)+TDD系統(tǒng)單天面(FA或單D或FA/D)。

      (3)方案建議

      ① 若現網存在D頻段天線(單D、FA/D或4 488):D頻段天線不變化;自有天面優(yōu)先新增4通道獨立天饋,若天面無新增空間,根據情況采用新增444天線或新增4 448天線進行整合。鐵塔天面:對于必須新增天面場景(如現網單D或單FA/D或單4 488),新增4通道獨立天饋,否則根據情況對比“新增444天線整合700 M、900 M、1 800 M”與“新增4通道獨立天饋”、“新增FA/D天線整合(FA和D頻段)與“新增4通道獨立天饋”、“新增4 448天線整合(700 M、900 M、1 800 M和FA頻段)與“新增4通道獨立天饋”的建設成本和租金,優(yōu)先選擇整體成本低的方案。

      ② 現網不存在D頻段天線(如4、44、FA組合);自有天面優(yōu)先新增4通道獨立天饋,若天面無新增空間,根據情況采用新增444天線或新增4 448天線進行整合。鐵塔天面:具體站點根據情況對比“新增444天線整合700 M、900 M、1 800 M”與“新增4通道獨立天饋”、“新增4 448天線整合(700 M、900 M、1 800 M和FA頻段)與“新增4通道獨立天饋”的建設成本和租金,優(yōu)先選擇整體成本低的方案。

      3.3 700 M+2.6 G(AAU)高容量場景

      (1)場景特點:該場景主要適用城區(qū)、縣城等高流量區(qū)域。

      (2)天面網絡現狀:此場景現有天面網絡現狀可分單天面場景、雙天面場景、三天面場景,具體如下。

      ① 單天面場景:FDD系統(tǒng)的單4或44;TDD系統(tǒng)的FA或單D或FA/D或2.6 G AAU;FDD和TDD系統(tǒng)的4 488;

      ② 雙天面場景:FDD系統(tǒng)雙天面(如900 M和1 800 M不共天饋);TDD系統(tǒng)雙天面(FA和D不共天饋);FDD系統(tǒng)單天面(單4或44)+TDD系統(tǒng)單天面(FA或單D或FA/D);2.6 AAU+FA或FA/D、2.6 AAU+單4或44、2.6 AAU+4 488。

      ③ 三天面場景:FDD系統(tǒng)單天面(單4或44)+TDD系統(tǒng)雙天面(FA和D不共天饋)、FDD系統(tǒng)雙天面(如900 M和1 800 M不共天饋)+TDD系統(tǒng)單天面(FA或單D或FA/D);2.6 G AAU+FA或FA/D+單4或44類型。

      (3)方案建議

      ① 若現網已建設2.6 G AAU:2.6 G AAU不變化;自有天面若具備新增1套天饋空間,優(yōu)先新增4通道獨立天饋,否則根據情況采用新增444天線或新增4 448天線進行整合。鐵塔天面:對于必須新增天面場景(如單2.6 G),新增4通道獨立天饋,否則根據情況進行天面整合,并對比“新增444天線整合700 M、900 M、1 800 M”與“新增4通道獨立天饋”、“新增4 448天線整合(700 M、900 M、1 800 M和FA頻段)與“新增4通道獨立天饋”的建設成本和租金,優(yōu)先選擇整體成本低的方案。

      ② 現網未建設2.6 G AAU;自有天面若具備新增2套天饋空間,優(yōu)先新增4通道獨立天饋;否則根據情況采用新增444天線或新增4 448天線進行整合,整合后天面需具備1套天饋新增空間(2.6 G AAU)。鐵塔天面:采用444天線或4 448天線整合時,整合后需具備1套天饋新增空間(2.6 G AAU);具體站點根據情況對比“新增444天線整合700 M、900 M、1 800 M”與“新增4通道獨立天饋”、“新增4 448天線整合(700 M、900 M、1 800 M和FA頻段)與“新增4通道獨立天饋”的建設成本和租金,優(yōu)先選擇整體成本低的方案。

      3.4 700 M+2.6 G(AAU)+4.9 G(AAU)的超容量場景

      (1)場景特點:該場景主要適用CBD、密集城區(qū)、超熱區(qū)域。

      (2)天面網絡現狀:由于4.9 G暫未開展建設,所以此場景天面網絡現狀與“700 M+2.6 G(AAU)高容量區(qū)域”相同。同樣可可分為單天面場景、雙天面場景、三天面場景,具體如下。

      ① 單天面場景:FDD系統(tǒng)的單4或44;TDD系統(tǒng)的FA或單D或FA/D或2.6 G AAU;FDD系統(tǒng)和TDD系統(tǒng)共天線4 488。

      ② 雙天面場景:FDD系統(tǒng)雙天面(如900 M和1 800 M不共天饋);TDD系統(tǒng)雙天面(FA和D不共天饋);FDD系統(tǒng)單天面(單4或44)+TDD系統(tǒng)單天面(FA或單D或FA/D);2.6 AAU+FA或FA/D、2.6 AAU+單4或44、2.6 AAU+4 488。

      ③ 三天面場景:FDD系統(tǒng)單天面(單4或44)+TDD系統(tǒng)雙天面(FA和D不共天饋)、FDD系統(tǒng)雙天面(如900 M和1 800 M不共天饋)+TDD系統(tǒng)單天面(FA或單D或FA/D);2.6 G AAU+FA或FA/D+單4或44類型。

      (3)方案建議

      ① 若現網已建設2.6 G AAU:2.6 G AAU不變化;自有天面若具備新增2套天饋空間,優(yōu)先新增4通道獨立天饋,否則根據情況采用新增444天線或新增4 448天線進行整合,整合后天面需具備1套天饋新增空間(4.9 G AAU)。鐵塔天面:對于必須新增天面場景(如單2.6 G),新增4通道獨立天饋,否則根據情況進行天面整合,天面整合后需具備1套天饋新增空間(4.9 G AAU),且對比“新增444天線整合700 M、900 M、1 800 M”與“新增4通道獨立天饋”、“新增4 448天線整合(700 M、900 M、1 800 M和FA頻段)與“新增4通道獨立天饋”的建設成本和租金,優(yōu)先選擇整體成本低的方案。

      ② 現網未建設2.6 G AAU;自有天面若具備新增3套天饋空間,優(yōu)先新增4通道獨立天饋;否則根據情況采用新增444天線或新增4 448天線進行整合,整合后天面需具備2套天饋新增空間(2.6 G AAU和4.9 G AAU)。鐵塔天面:采用444天線或4 448天線整合時,整合后需具備2套天饋新增空間(2.6 GAAU和4.9 G AAU);具體站點根據情況對比“新增444天線整合700 M、900 M、1 800 M”與“新增4通道獨立天饋”、 “新增4 448天線整合(700 M、900 M、1 800 M和FA頻段)與“新增4通道獨立天饋”的建設成本和租金,優(yōu)先選擇整體成本低的方案。

      4 小結

      綜上分析,5G 700 M網絡天饋建設方案較為復雜,天面建設應盡量一步到位,避免“翻燒餅”;同時700 M天線價格和鐵塔租金變化對方案影響性較大,應密切跟蹤,及時調整方案。針對于具體站應從場景需求、投資成本、網絡質量、天面產權、天面空間條件以及面向5G 2.6 G和4.9 G的建設需求多維度分析,綜合選定成本最低、性能最優(yōu)、前瞻性最好、工程實施可行的方案。

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