5G网络的频率策略研究

2018-06-22蓝海涛

网络安全技术与应用 2018年6期

◆蓝海涛

5G网络的频率策略研究

◆蓝海涛

（广东省电信规划设计院有限公司广东 510000）

5G网络作为一种新的无线数据交互传输技术，凭借其在传输效率方面的优势，充分满足了不同使用者的使用需求，为经济发展以及社会生活提供了诸多便利。本文基于5G网络发展实际以及技术创新趋势，将网络频率选择作为研究重点，从已有频率加速升级、FDD/TDD融合发展、分段规划6GHz以下低段频率等几个层面出发，实现5G网络频率的科学选择与高效使用，通过这种方式，推动5G网络开发工作的深耕。

5G网络；频率升级；FDD/TDD融合；非授权频段

0 前言

4G网络以数据传输速度、移动性能以及通信延时等几个维度大大提升了人类无线数据通信服务能力，为国民经济发展模式、居民生活形态以及交流方式均产生了极为深远的影响。为了进一步发掘无线数据通信服务潜能，不断满足无线网络用户的使用需求，世界主要国家围绕着技术发展潮流、频率以及诉求等几个层面对5G网络技术进行了深入探讨。5G网络的实现需要基于现有频率资源，在已有的频率资源基础上，持续开展频率优化，通过优化频率提升网服务能力。同时，从无线通信的发展来看，卫星、广播等业务频率使用需求也在快速增加，因此5G网络面临的无线电环境将会更加复杂。基于频率在5G网络开发中的重要性，文章将5G网络频率优化与创新作为研究重点，从多个层面出发，发掘已有频率资源，提升无线频率使用效率，同时依托现代化频谱技术，努力实现5G网络、卫星以及广播业务频率的共享与复用，通过这种方式最大程度地解决移动通信快速增长过程中出现的频率使用矛盾，以期为后续技术研发以及网络建设活动的开展准备条件。

1 现有频率资源的开发与优化

国际电联在2007年无线电大会上，出于对无线通信技术发展诉求与无线网络使用实际，将划分出的IMT-2000技术频谱进行复用处理，并努力通过IMT技术对已有的频谱进行细化，经过本次频谱划分过往的频率，不再区分具体的通信技术，而是在IMT技术机制下进行统一化使用。但是从频率本身性质来看，已划分的频率大多为低频段，这些低频段具有良好的传播性与穿透性，如果能够进行频率深入整合，必将成为5G频率的重要组成，满足用户实时在线的需求。具体操作之中，技术人员要基于市场需求，着力推动频率与技术耦合，以韩国政府为例，其在推动5G网络频率优化与整合，基于本国4G网络频率使用的实际情况，对已开放的频率进行复用。在此基础上，相关运营商SKT以及KT对1.8GHz频率段进行升级，LGU则独立对2.1GHz频率段进行升级，通过采取频率升级的方式5G网络运行的流畅度与高效性得到稳步提升。从韩国经验的出发，为了确保移动用户能够随时随地接入网络，并获得优质的无线通信服务，我国在2.3GHz以及2.6GHz两个4G频率段上划分出300MHz商用无线通信频率，通过这种方式，来确保5G网络频率在传播性以及穿透性等方面的优势。但是从实际情况来看，这些频率段虽然在4G时代拥有较好的技术基础，但是由于综合对比来看其频率的穿透性依旧无法真正满足实际的使用需求。下表1为LTE承载12.2k语音服务时，不同频率的覆盖能力。

从图表中的数据不难看出，900MHz频率段的覆盖能力相比较于1800HMz以及2600MHz具有明显的差异，覆盖范围更广，室内室外覆盖半径差别更小，正是由于低频率段在穿透性等方面的巨大优势，5G网络频率在划定与使用的过程中，需要充分挖掘低频率段[1]。由于现阶段1GHz以下的频率段没有新频率可供使用，为了应对这种情况，可以充分利用2G技术所使用的850MHz以及900HMz两种频率段，电信运营商在获得国家授权的基础上，可以充分利用现有的技术手段，对850MHz以及900HMz两种频率段进行复用，通过对频率的合理化选用，确保了5G网络的覆盖范围，构建起高效、快捷的无线网络运行机制。

表1 不同频率的覆盖能力

2 推动FDD/TDD的融合发展

从全球范围来看，FDD/TDD融合发展是5G网络技术的发展主流，在4G网络模式下，FDD技术与TDD技术不再是传统意义上的两种技术手段，而是在同一技术模式下2种不同频率资源的使用方式。在4G向5G发展的过程中，FDD、TDD两种技术进一步实现了深度整合，例如，利用FDD频率对语音业务进行上行下行对称业务，实现了5G网络覆盖范围的提升以及数据传输能力的增强[2]。同时使用TDD频率对视频播放等不对称数据业务进行支持，激发出5G网络在频率配置使用方面的优势。现阶段移动通信在小于1GHz的频率段多使用FDD，而高于2GHz的频率段多使用TDD，因而通过FDD/TDD的融合发展，能够有效增强5G网络自身对于频率的使用效能，实现了现有频率的全覆盖与有效复用，为后续网络建设活动以及技术研发活动的开展创造了极为便利的条件。具体来看，在深入融合的过程中，技术人员要在科学性原则的框架体系下开展融合工作[3]。FDD/TDD在5G网络频率中的实现必须要遵循科学性的原则。FDD/TDD安装工作在5G网络频率中的开展，要全面体现科学性这一原则，只有从科学的角度出发，对5G网络频率的基本特点、FDD/TDD的定位以及具体落实方式，进行全面考虑与科学评估，才能够最大限度地保证FDD/TDD融合方案能够满足5G网络频率运行的基本要求，增强了5G网络频率融合工作的针对性与有效性，从而避免了不必要的资源浪费与成本支出，对于增加电信运营商经济收益有着一定的积极作用。在科学性原则的指导下，使用载波聚合技术，低频率段FDD用于广域覆盖，同时采取共站或者射频拉远的方式，确保上行与下行数据的高速性；在用户中心或者热点区域，设置高频率段TDD进行数据承载，这种操作方式兼顾了用户移动性与数据承载要求[3]。现阶段主要的5G网络研发企业积极推动FDD/TDD融合，并在融合过程中，不断积累技术应用经验，形成了体系化的频率使用机制。

3 新频率资源的发掘

新频率资源发掘在5G网络频率的开展必须要遵循实用性的原则，由于5G网络频率类型多样，涵盖了诸多不同的领域，对于安装活动有着多样性的要求。为了适应这一现实状况，新频率资源发掘操作在5G网络频率中的落实，就要尽可能地增加新频率资源发掘安装应用方案的兼容性，减少复杂冗余环节对5G网络频率中新频率资源发掘安装工作的不利影响[1]。因此新频率资源发掘安装流程必须进行简化处理，降低操作的难度，提升新频率资源发掘应用方案的实用性能，使得在较短时间内，进行有效化操作，保证5G网络频率顺利开展，提升现阶段5G网络频率质量与水平[4]。在资源开发的过程中，技术人员需要将组网站点分布进行计算，通过高精度评估，提升网络覆盖率，为网络运营提供合理高效的空间。同时对5G网络使用路测等方式，对宏基组网使用效果进行分析，通过这种方式，在设计环节，避免了网络频率资源使用方案设计的高成本，减少了频率资源开发过程中的时间成本，并在在一过程中采取小区无信号测试的方式，对整个频率的覆盖范围进行准确估算，对组网设计过程中出现的问题进行分析，针对出现的问题，采取有效措施，推动5G宏基站组网设计工作的有效性[5]。使得宏基站组网设计能够与后续施工建设与设计活动的展开奠定良好的技术基础，提升了组网设计的有效性。