NR 2.1G 频率重耕策略及其工程应用＊

［卢善勇 许景渊］

1 引言

正如土地是农民的命根子，频率则是网络的生命线，频谱资源是通信运营商最核心的战略资源之一，也是开展移动通信业务的根本前提[1]，因此，应结合自身资源禀赋、业务结构及产业链发展来开展5G 频率重耕工作进一步发挥中低频的广覆盖优势[2]，从而，部署更具竞争力和性价比的5G 覆盖打底网。结合5G 工程实际，本文分析和探讨了5G 频率重耕的驱动力、策略原则、业务策略及干扰协调方法，并以网络仿真、DT 测试手段予以评估验证，为5G 高低频协同组网提供有益参考。

2 策略原则

2.1 驱动力分析

5G 频率重耕是一把“双刃剑”，有利又有弊，其优势在于低频覆盖更广、网络部署更快、投资成本更低，同时，面临挑战在于容量压力更大、干扰协调更复杂、终端影响更突出[3]。5G 频率重耕利大于弊，势在必行，其主要驱动力来源于频率特性、网络演进、成本压力以及竞争博弈等因素。因此，在5G 网络部署中，应充分发挥高低频协同组网的优势[4]，满足不同场景用户的移动宽带差异化接入需求。

（1）频率特性：低频优势在于覆盖，高频优势则在于容量[5]，在相同的无线传播环境中，低频的覆盖优势的明显的，例如，NR 700 M 覆盖能力是NR 2.6 G 的3～5 倍，达到以一抵三的覆盖效果，节省的建设成本也是可观的[6]。同时，在容量需求大、重耕难度高的场景，可发挥高频的容量优势，使用C-Band、毫米波等中高频段解决容量覆盖问题。

（2）网络演进：建网初期，5G 代表网络演进方向，4G 仍是主力业务承载网和主要收入来源，因此，4/5G 网络将会长期共存、协同发展。在5G 网络部署时，一要做好战略预判，把握业务发展方向，推动资源向5G 倾斜，进一步挤压现有频谱资源开展5G 频率重耕；二要做好网络精简、业务分流、终端评估及干扰协调，确保频率重耕后现有4G 业务可正常承载且新增5G 业务可良好接入。

（3）成本压力：5G 网络部署受限于覆盖、容量、质量和成本的基本约束，建设成本和投资收益是影响项目决策的关键指标，使用低频段建网可快速形成覆盖能力、降低建设成本和缓解投资压力[7]。可根据不同的覆盖场景制定差异化的、低成本的5G 网络解决方案，例如，开展频率重耕后，相比NR 3.5G 设备（S111/64TR），低负荷城区场景的单站NR 2.1G 设备（S111/4TR）可节省建设成本约10 万元/站。

（4）竞争博弈：竞争是企业生存和发展的永恒主题。推进高低频协同组网，进一步挖掘现有资源和开展频率重耕，可快速对齐竞争对手覆盖水平，从而，快速抢占5G市场份额和满足用户接入需求。

2.2 演进路线

频率演进将会是一个循序渐进的过程，4/5G 网络将长期共存与协同发展，2/3G 网络将会逐步精简腾退与业务迁移[8]，因而，可结合目标网络的用户、业务和终端发展进一步评估和制定频率演进路线[9]，对国内运营商的5G发展目标及频率定位分析，如表1 所示。

表1 5G 目标网频率演进路线

2.3 重耕策略

相比中低频，使用C-Band 频段开展城区、郊区及农村的5G 网络广覆盖意味着更密的站址布局和更高的建设成本，应结合自身资源禀赋，综合评估现网业务承载、终端支持、频谱特性、竞对优势以及部署可行性等因素开展1.8G/2.1G 频率重耕工作[10]。以NR 2.1G 频率重耕为例，在5G 建网初期，共享双方可推动4G 中频全量共享和业务分流，优先腾出2×20 M 带宽用于5G 打底网建设，后期跟随4G 业务分流和用户迁转节奏逐步腾出连续的2×40 M 带宽来补厚5G 打底网，如图1 所示。

图1 NR 2.1G 频率重耕策略

3 工程应用

以某地NR 2.1G 频率重耕为例，充分评估共享双方的2/3/4G 网络现状、业务结构、频率使用及其发展策略，进一步确定4G 业务分流策略、容量评估模型及其频率重耕方法，使得现有4G 业务有保障、新增5G 业务可接入。

3.1 工程概况

拟在某地城区开展5G NR 3.5G+2.1G 协同组网，NR 3.5G 定位为核心容量层，聚焦4G 业务高负荷区域和不可重耕区域；NR 2.1G 定位为基础覆盖层，形成一张薄覆盖的5G 打底网。根据容量评估模型及规划原则，对不可重耕区、同频隔离带及重耕区域开展5G 站址选取工作，优选拓扑结构、站间距及挂高合理且覆盖效果良好的4G 站址，剔除站距过近、挂高过高的站址，覆盖区域内共规划5G 站址2426 个，其中，NR 3.5G 1881 个、NR 2.1G 545 个，单站平均覆盖面积0.33 平方公里，平均挂高25～35 m。

3.2 评估方法

频率资源是有限的，开展频率重耕便意味着挤压现有2/3/4G 网络资源[11]，为了保障现有业务承载、用户体验以及新业务接入，应做好三方面工作，一是梳理现状，评估业务发展趋势，做好资源倾斜和应对策略；二是目标导向，推演频率演进路线，做好频率定位和业务分层；三是任务分解，推进业务分流、干扰协调、终端评估和频率重耕，做好端网业协同、做实解决方案。

（1）分流策略

根据4G 网络负荷、业务承载状态来确定业务分流策略，开展2.1G 频率重耕后，2.1G 频段所承载的4G 数据业务会流向LTE 1.8G 或迁移至NR 3.5G，对应四种分流状态，如图2 所示。

图2 2.1G 业务分流状态及其应对策略

状态①②：2.1G 业务分流至1.8G 频段，1.8G 频段可全部承载且业务未溢出，则2.1G 频段可腾出2×40 M 用于5G 建设。

状态③：1.8G 频段可部分承载且有业务溢出，2.1G频段仍需部分保留用于LTE 业务承载，则2.1G 频段可腾出2×20 M 用于5G 建设。

状态④：1.8G 频段、2.1G 频段全部承载后仍有业务溢出，无法频率重耕，则由3.5G 频段承载5G 业务，同时应加快4G 业务向5G 迁移，为后期2×20 M（或2×40 M）做好前期准备。

（2）容量评估

根据容量评估模型，开展基站和小区级的业务负荷、频率使用和覆盖需求分析，进一步划分出不可重耕区、频率重耕区以及同频保护隔离带，不可重耕区和隔离带4G维持现状，直接部署NR 3.5G，频率重耕区则部署NR 2.1G。

①评估策略：若网络负荷为“轻载”，则频率重耕用于5G 建设；若网络为“重载”，可根据容量评估模型来具体分析，并持续推进4G 业务分流和频率腾退。针对2.1G分流策略，电信和联通4G 业务优先由各自的1.8G 频段承载；其次，2.1G 频段按需共享，为腾频方提供4G 补充承载；最后，若无法频率重耕，则4G 维持现状、5G 部署在3.5G频段，并加快4G 业务分流和腾频。

②容量模型：“闲”与“忙”是一个相对概念，对极限容量和常态扩容条件下，针对不同颗粒度数据包的小区带宽需求、小区流量门限、PRB 利用率、RRC 用户数等关键指标建立业务负荷评估模型和扩容标准，如表2 所示。

表2 20 M 小区带宽业务负荷评估模型

为方便评估分析，可将4G 业务流量等效折算为小区带宽需求，例如，在满足“小区带宽20 M、下行PRB 利用率≥70%、且PDCP 下行流量≥11.2 GB”的扩容条件下4G 业务小区应扩容，可得到一条基准线，即每20M 小区带宽等效的小区流量为11.2 GB（或每5 M 小区带宽≈小区流量2.8 GB），如表3 所示。

表3 20 M 小区带宽等效流量评估模型

③评估方法：评估和测算共享双方的4G 网络负荷、带宽需求以及频率重耕方案，其主要做法为，一是分别算出电信和联通1.8G 和2.1G 小区承载的总流量，并折算为小区等效带宽需求，核减掉1.8G 频段所需带宽后得到2.1G频段4G 带宽需求；二是依托数据分析和地理呈现手段，除承载4G 业务外，评估和判断2.1G 频段可否腾出2×20 M或2×40 M 用于5G 建设。

①提取数据：按照统一的数据模板，提取共享双方4G 网络指定周7×24 小时4G 站点小区级工参及网络性能参数，其关键参数包括基站名称、小区名称、经纬度、方位角、频段以及对应的业务量等数据。

②数据整合：按站址级将共享双方同一扇区指向1.8G/2.1G 频段所有载波的业务量数据进行整合和汇总，并根据容量评估模型将该小区下的业务量折算为等效带宽需求，例如，每小区流量2.8GB 等效小区带宽5 M，如表4 所示。此外，考虑潮汐效应，建议小区级业务量使用指定周7×24 小时中自忙时业务量最大值。

表4 4G 小区级业务承载数据整合表

③数据评估：统计共享双方1.8G 和2.1G 频段的4G小区级数据流量，扣除双方1.8G 频段可支撑的业务需求后，若双方2.1G 频段4G 业务带宽需求大于2×20 M，意味着无法腾出2×20 M 带宽用于5G 建设，则判定该区域为不可重耕区域。其中，电联双方1.8G 和2.1G 小区带宽及其等效流量如表5 所示。

表5 1.8G 和2.1G 小区带宽及其等效流量

按上述评估方法，将各自1.8 G/2.1 G 频段的小区级业务流量折算为等效带宽需求，如表6 所示。

表6 4G 小区级业务承载及其带宽折算关系

①电信2.1G 带宽需求：ROUNDUP（电信4G 小区所有载扇业务量之和/2.8G，0）*5～20 M；

②联通2.1G 带宽需求：ROUNDUP（联通4G 小区所有载扇业务量之和/2.8G，0）*5～30 M+WCDMA 带宽需求（5 M）；

③不可重耕区判断：（电信2.1 G 带宽需求+联通2.1 G带宽需求）≥25 M。

④输出图层：将上述结果输出为直观的、地理化图层，并按照以下评估方法开展逐站、逐个小区梳理和评估工作。

⑤制作扇区图层：将共享双方的评估结果分别做成扇区图层，设置不同的地图样式；

⑥筛选高负荷扇区：使用地理信息工具将高负荷站点及其扇区标识出来；

⑦圈选不可重耕区域：对相同或相对指向的扇区两两评估和分析，若其等效带宽需求超过容量模型要求则判断不可重耕区，并在地图上绘制出不可重耕区图层；

⑧设置同频隔离带：以不可重耕区为中心向外拓展一定范围的同频保护隔离带，避免4/5G 网络产生同频干扰。

（3）隔离带设置

根据4G 业务负荷评估模型来梳理和评估4G 忙小区，若现阶段2.1G 频段承载的4G 业务分流到1.8 G 频段后仍为高负荷的，暂不开展频率重耕，同时，考虑2.1 G 频段上4/5G 同频干扰，在高负荷小区外围划定同频保护隔离带，其余区域则视为可频率重耕区域，如图3 所示。

图3 NR 2.1 G 频率重耕及缓冲区设置方法

3.3 验证分析

5G 规模化商业部署是一项复杂、细致且严谨的工作，通过前期的容量评估、干扰协调、终端评估及局部连片试点后，根据上述策略原则，对某地的城区开展5G NR 2.1 G+3.5 G 协同组网，主要验证5G 规模化部署的网络覆盖、干扰协调、业务速率及相关接入指标能力。

（1）网络仿真

在5G 网络规划中，对某市4/5G 网络覆盖区域开展网络仿真，仿真区域面积808.55 平方公里，4G 和5G 网络SS-RSRP≥-112 dBm 比例分别为99.06%、94.35%。从仿真结果看，5G 网络基本形成浅层薄覆盖，与4G 网络仍有一定差距，后期应随着业务发展逐步完善和补厚NR 2.1G 打底网，如表7 所示。

表7 某市城区4G/5G 网络仿真结果

（2）DT 路测

在5G 网络部署后，对某地5G 网络覆盖区域开展拉网测试，测试区域内5G SS-RSRP 均值为-79.21 dBm、5G SS-SINR 均值为13.96 dB、下行平均吞吐率604.11 Mbit/s、上行平均吞吐率122.89 Mbit/s，基本达到规划目标要求，如表8 所示。

表8 某市城区5G 网络拉网测试结果

4 结束语

NR 2.1G+3.5G 协同组网是打造5G 基础覆盖能力的有效手段之一，其规模化部署受到现网负荷均衡、业务分流、终端支持及干扰协调等因素影响，本文探讨了频率重耕的驱动力及其必要性，结合工程实际，进一步聚焦了2.1G频段的容量评估和干扰协调两大难题，提出了频率重耕策略、容量模型及评估方法，并在工程应用中予以验证，为后期5G 规模化部署提供了理论和实践参考。