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中国移动5G 700M天馈建设方案分析

2020-03-05

广东通信技术 2020年12期
关键词:天馈铁塔频段

1 引言

根据工信部5G频谱资源的分配,中国移动获得2.6G(160 M)+4.9 G(100 M),采用TDD(时分双工)模式;低频段700 M(2*40 M)为中国广电所有,采用FDD(频分双工)模式。700 M频段穿透损耗和覆盖能力明显优于2.6 G或4.9 G,网络建设成本低,是未来农村区域5G广覆盖、城区深度覆盖以及高质量5G NR语音托底网络的理想选择。

当前中国移动正采用2.6G频段5G组网,面临站址需求多,建设成本高,初期投资效益低问题。面对5G建设的高投入,中国移动若能与中国广电在700 M频段合作共建,将有利于降低网络建设成本。与此同时,中国电信和中国联通正开展3.5G频段共建5G,网络建设效率高。因此,为持续保持5G网络领先优势,不论从自身发展还是外部竞争坏境看,中国移动若能与中国广电在700 M频段合作共建5G是较好的选择。

随着中国移动与中国广电700 M频段合作共建5G框架协议的签订,以及700 M成功列入5G R16国际标准,中国移动5G 700 M建设已是大概率事件。而5G 700 M网络的建设,最重要部分在于天馈的建设,目前中国移动多张网络的并存,天面网络环境异常复杂,天面一般不具有新增一套独立天馈能力,且还需考虑5G 2.6 G和4.9 G建设需求,天馈的建设或将成为5G 700 M网络建设的难点,因此提前研究5G 700 M天馈建设方案对5G 700 M网络的快速部署具有很大的现实意义。

2 5G 700 M天线选择

当前中国移动2G和4G室外宏基站主要使用频段为TDD模式(F和D频段)、FDD模式(900 M和1 800 M频段)。其中TDD-D频段随着5G 2.6G的建设,短期可进行移频开通一个载波,长期来看将会全部退网。因此,5G 700 M网络的天馈建设,只需考虑FA频段、900 M、1 800 M以及5G 2.6G和4.9G。FA频段为8通道、900 M和1 800 M频段基本为4通道、5G 2.6G频段64通道/32通道设备形态为AAU,8通道设备形态为普通RRU+天线,5G 4.9G设备形态为AAU,因AAU需单独占用天馈,5G 700 M天面建设与其关系不大,因此5G 700 M天馈的建设实际上主要需考虑的是8通道FA频段、4通道900 M和1 800 M频段以及8通道5G 2.6G频段。

因5G终端标配为4天线,为确保网络性能700 M至少需4天线;又由于700 M频段低,天线阵子大,若采用Massive MIMO技术,过度增加天线阵子将导致天线尺寸和重量的极大增加,工程实施难度大,因此,为兼顾网络性能和工程实施,5G 700 M采用4通道设备是最优选择。结合现网8通道FA频段、4通道900 M和1800 M频段以及8通道5G 2.6G频段,5G 700 M天线理论可供选择的类型有“单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)”。但实际应用中700 M与单900 M或单1 800 M天馈融合时,会考虑同时具备700 M/900 M/1 800 M三频能力;700 M与FA天线融合时,会考虑同时储备900 M/1 800 M能力;8通道5G 2.6G为少量工程实施困难站,且一般可利旧现网天线,700 M不用与其融合。综合来看5G 700 M天线主要可选“单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大类天线。

3 5G 700 M天馈建设方案分析

中国移动2.6 G具有大带宽优势,定位为覆盖和容量主力频段;4.9 G频段高、覆盖能力弱,定位为容量有益补充。因此5G 700 M天馈建设应结合场景需求特点精准制定方案,场景需求共可分四类:仅需700 M建设的覆盖型场景;需700 M+2.6 G(8通道)低容量场景;需700 M+2.6 G(AAU)高容量场景;700 M+2.6 G(AAU)+4.9 G(AAU)的超容量场景。结合天面网络现状,并结合四类场景需求,5G 700 M天面建设方案分析如下。

3.1 仅需700 M建设的覆盖型场景

(1)场景特点:该场景主要适用农村等覆盖型区域。

(2)天面网络现状:此场景现有天面主要为24G网络,天面现状可分为单FDD系统天面、单TDD系统天面、FDD和TDD双系统天面。

(3)方案介绍

① 单FDD系统天面

天馈现状描述:该场景天面主要为4通道单天面或44单天面。

天馈方案可选:新增4通道独立天馈或新增444天线等位替换现网天线。

方案分析:新增4通道独立天馈:优点为方向角等工参可灵活设置或调整,网络性能最优,缺点为对于铁塔天面带来租金增加。新增444天线等位替换:优点为对于铁塔天面不增加租金;缺点为444天线购置费较高、且不能灵活调整方位角。

方案建议:自有天面优先新增4通道独立天馈;铁塔天面需对比“新增444天线等位替换”与“新增4通道独立天馈”的建设成本和租金,优先选择整体成本低的方案。

② 单TDD系统天面

天馈现状描述:该场景天面主要为“FA单天面”或“FA/D单天面”或“4 488单天面”或“FA+单D双天面”。

5G 700 M天馈方案可选:“单FA/D单天面”和“单4 488单天面”只能新增4通道独立天馈、“FA单天面”和“FA+单D双天面”可选新增4通道独立天馈或新增4 448天线等位替换。

方案分析:新增4通道独立天馈:优点为方向角等工参可灵活设置或调整,网络性能最优,缺点为对于铁塔天面带来租金增加。新增4 448天线等位替换:优点为对于铁塔天面不增加租金;缺点为4 448天线购置费很高、且不能灵活调整方位角。

方案建议:“单FA/D天线”和“单4 488天线”只能新增独立4通道独立天馈;“单FA天馈”和“FA+单D双天馈”自有天面优先新增4通道独立天馈;铁塔天面需对比“新增4 448天线等位替换”与“新增4通道独立天馈”的建设成本和租金,优先选择整体成本低的方案。

③ FDD和TDD双系统天面

天馈现状描述:该场景天面现状主要为“4 488单天面”、“FA+单4或44两天面”、“FA/D+单4或44两天面”、“FA+单D+单4或44三天面”。

天馈方案可选:新增4通道独立天馈、新增444天线等位替换、新增4 448整合改造。具体如下。

“4 488单天面”场景:只能新增4通道独立天馈。

“FA+单4或44两天面”场景:可选新增4通道独立天馈或新增444天线等位替换。

“FA/D+单4或44两天面”场景:可选新增4通道独立天馈或新增444天线等位替换。

“FA+单D+单4或44三天面”。可选新增4通道独立天馈、新增444天线等位替换、新增4 448天线整合改造。其中新增4 448天线整合改造,由于存在租金不减天面自行减少问题,一般不采用。所以实际可选方案只会有新增4通道独立天馈或新增444天线等位替换。

方案分析:新增4通道独立天馈:优点为方向角等工参可灵活设置或调整,网络性能最优,缺点为对于铁塔天面带来租金增加。新增444天线等位替换:优点为对于铁塔天面不增加租金;缺点为444天线购置费较高、且不能灵活调整方位角。

方案建议:自有天面优先新增4通道独立天馈;铁塔天面需对比“新增444天线等位替换”与“新增4通道独立天馈”的建设成本和租金,优先选择整体成本低的方案。

3.2 700 M+2.6G(8通道)低容量场景

(1)场景特点:此场景主要适用乡镇等流量低或工程实施难度大区域。

(2)天面网络现状:此场景现有天面网络现状可分单天面场景、双天面场景、三天面场景,具体如下。

① 单天面场景:FDD系统的单4或44;TDD系统的FA或单D或FA/D;FDD和TDD系统的4 488。

② 双天面场景:FDD系统双天面(如900 M和1 800 M不共天馈);TDD系统双天面(FA和D不共天馈);FDD系统单天面(单4或44)+TDD系统单天面(FA或单D或FA/D)。

③ 三天面场景:FDD系统单天面(单4或44)+TDD系统双天面(FA和D不共天馈)、FDD系统双天面(如900 M和1 800 M不共天馈)+TDD系统单天面(FA或单D或FA/D)。

(3)方案建议

① 若现网存在D频段天线(单D、FA/D或4 488):D频段天线不变化;自有天面优先新增4通道独立天馈,若天面无新增空间,根据情况采用新增444天线或新增4 448天线进行整合。铁塔天面:对于必须新增天面场景(如现网单D或单FA/D或单4 488),新增4通道独立天馈,否则根据情况对比“新增444天线整合700 M、900 M、1 800 M”与“新增4通道独立天馈”、“新增FA/D天线整合(FA和D频段)与“新增4通道独立天馈”、“新增4 448天线整合(700 M、900 M、1 800 M和FA频段)与“新增4通道独立天馈”的建设成本和租金,优先选择整体成本低的方案。

② 现网不存在D频段天线(如4、44、FA组合);自有天面优先新增4通道独立天馈,若天面无新增空间,根据情况采用新增444天线或新增4 448天线进行整合。铁塔天面:具体站点根据情况对比“新增444天线整合700 M、900 M、1 800 M”与“新增4通道独立天馈”、“新增4 448天线整合(700 M、900 M、1 800 M和FA频段)与“新增4通道独立天馈”的建设成本和租金,优先选择整体成本低的方案。

3.3 700 M+2.6 G(AAU)高容量场景

(1)场景特点:该场景主要适用城区、县城等高流量区域。

(2)天面网络现状:此场景现有天面网络现状可分单天面场景、双天面场景、三天面场景,具体如下。

① 单天面场景:FDD系统的单4或44;TDD系统的FA或单D或FA/D或2.6 G AAU;FDD和TDD系统的4 488;

② 双天面场景:FDD系统双天面(如900 M和1 800 M不共天馈);TDD系统双天面(FA和D不共天馈);FDD系统单天面(单4或44)+TDD系统单天面(FA或单D或FA/D);2.6 AAU+FA或FA/D、2.6 AAU+单4或44、2.6 AAU+4 488。

③ 三天面场景:FDD系统单天面(单4或44)+TDD系统双天面(FA和D不共天馈)、FDD系统双天面(如900 M和1 800 M不共天馈)+TDD系统单天面(FA或单D或FA/D);2.6 G AAU+FA或FA/D+单4或44类型。

(3)方案建议

① 若现网已建设2.6 G AAU:2.6 G AAU不变化;自有天面若具备新增1套天馈空间,优先新增4通道独立天馈,否则根据情况采用新增444天线或新增4 448天线进行整合。铁塔天面:对于必须新增天面场景(如单2.6 G),新增4通道独立天馈,否则根据情况进行天面整合,并对比“新增444天线整合700 M、900 M、1 800 M”与“新增4通道独立天馈”、“新增4 448天线整合(700 M、900 M、1 800 M和FA频段)与“新增4通道独立天馈”的建设成本和租金,优先选择整体成本低的方案。

② 现网未建设2.6 G AAU;自有天面若具备新增2套天馈空间,优先新增4通道独立天馈;否则根据情况采用新增444天线或新增4 448天线进行整合,整合后天面需具备1套天馈新增空间(2.6 G AAU)。铁塔天面:采用444天线或4 448天线整合时,整合后需具备1套天馈新增空间(2.6 G AAU);具体站点根据情况对比“新增444天线整合700 M、900 M、1 800 M”与“新增4通道独立天馈”、“新增4 448天线整合(700 M、900 M、1 800 M和FA频段)与“新增4通道独立天馈”的建设成本和租金,优先选择整体成本低的方案。

3.4 700 M+2.6 G(AAU)+4.9 G(AAU)的超容量场景

(1)场景特点:该场景主要适用CBD、密集城区、超热区域。

(2)天面网络现状:由于4.9 G暂未开展建设,所以此场景天面网络现状与“700 M+2.6 G(AAU)高容量区域”相同。同样可可分为单天面场景、双天面场景、三天面场景,具体如下。

① 单天面场景:FDD系统的单4或44;TDD系统的FA或单D或FA/D或2.6 G AAU;FDD系统和TDD系统共天线4 488。

② 双天面场景:FDD系统双天面(如900 M和1 800 M不共天馈);TDD系统双天面(FA和D不共天馈);FDD系统单天面(单4或44)+TDD系统单天面(FA或单D或FA/D);2.6 AAU+FA或FA/D、2.6 AAU+单4或44、2.6 AAU+4 488。

③ 三天面场景:FDD系统单天面(单4或44)+TDD系统双天面(FA和D不共天馈)、FDD系统双天面(如900 M和1 800 M不共天馈)+TDD系统单天面(FA或单D或FA/D);2.6 G AAU+FA或FA/D+单4或44类型。

(3)方案建议

① 若现网已建设2.6 G AAU:2.6 G AAU不变化;自有天面若具备新增2套天馈空间,优先新增4通道独立天馈,否则根据情况采用新增444天线或新增4 448天线进行整合,整合后天面需具备1套天馈新增空间(4.9 G AAU)。铁塔天面:对于必须新增天面场景(如单2.6 G),新增4通道独立天馈,否则根据情况进行天面整合,天面整合后需具备1套天馈新增空间(4.9 G AAU),且对比“新增444天线整合700 M、900 M、1 800 M”与“新增4通道独立天馈”、“新增4 448天线整合(700 M、900 M、1 800 M和FA频段)与“新增4通道独立天馈”的建设成本和租金,优先选择整体成本低的方案。

② 现网未建设2.6 G AAU;自有天面若具备新增3套天馈空间,优先新增4通道独立天馈;否则根据情况采用新增444天线或新增4 448天线进行整合,整合后天面需具备2套天馈新增空间(2.6 G AAU和4.9 G AAU)。铁塔天面:采用444天线或4 448天线整合时,整合后需具备2套天馈新增空间(2.6 GAAU和4.9 G AAU);具体站点根据情况对比“新增444天线整合700 M、900 M、1 800 M”与“新增4通道独立天馈”、 “新增4 448天线整合(700 M、900 M、1 800 M和FA频段)与“新增4通道独立天馈”的建设成本和租金,优先选择整体成本低的方案。

4 小结

综上分析,5G 700 M网络天馈建设方案较为复杂,天面建设应尽量一步到位,避免“翻烧饼”;同时700 M天线价格和铁塔租金变化对方案影响性较大,应密切跟踪,及时调整方案。针对于具体站应从场景需求、投资成本、网络质量、天面产权、天面空间条件以及面向5G 2.6 G和4.9 G的建设需求多维度分析,综合选定成本最低、性能最优、前瞻性最好、工程实施可行的方案。

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