700MHz在移动5G网络的规划及应用

时间:2022-12-25 03:10:52

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700MHz在移动5G网络的规划及应用

【摘要】移动通信的频谱资源是移动网络发展的核心资源,频谱资源的规划将在很大程度上决定未来通信发展格局。5G时代的到来,优质的频谱资源、特别是是低频段资源更加稀缺,其中700mhz作为全球首个5G低频段大带宽5G网络频率国际标准更是“独苗”一样的存在。

【关键词】5G频谱资源700MHz

一、概述

在3GPP第87次接入网全会上,中国广电700MHz频段2×30/40MHz技术提案获采纳正式列入5G国际标准,成为全球首个5G低频段(Sub-1GHz)大带宽5G国际标准,引入700MHz之后,运营商将获得更好的5G网络覆盖效果,将以相对中高频段少很多的基站数就能提供很好的覆盖,有效降低5G网络的建设成本以及能耗。

二、5G时代700MHz面临新的挑战

在技术上,700MHz有助于实现5G网络的高效率覆盖。从发展角度上,700MHz网络在4G时代已集有丰富经验,而在5G时代只有少数运营商尝试应用部署,作为新生的5G时代的700MHz仍然将面临巨大新的挑战。挑战(1):700MH如何在5G系统侧支持新创新功能、推动5G网络下新产业链的成熟。在第87次RAN全会中,中国广电在700MHz频段上的2*30/40MHz的技术提案被3GPP列入到5G国际标准中,成为全球首个5G低频段(Sub-1GHz)大带宽5G国际标准,这就是一个很大的创新和挑战,但也需要一个成熟的技术产业链系统去支持它,才能保证700MH网络的正常商用。特别是基站硬件产品方面,如何能在短的时间内开发出既满足各运营商要求、又符合5G国际标准的高质量的硬件产品很关键。挑战(2):怎样解决“共建共享”带来新的问题挑战,5G网络商用初期,中国移动与中国广电签署5g共建共享合作框架协议,双方联合确定5G网络建设计划,按1:1比例共同投资建设700MHz5G无线网络,共同具有所有权使用700MHz5G无线网络资产。这种1GHz低频段下大带宽的共建共享网络部署在全球范围内属于首例,势必会需要进行相对应的软件、硬件开发以及大量的互操作测试,需要整个通信行业一起努力、以最有效和可靠并且兼容性最好的方式,来助力700MHz5G网络的成功商用。挑战(3):700MHz频段网络如何与中高频段协同发展,随着5G网络的商用发展,中高频段虽然具有大带宽优势、但覆盖成本高、深度覆盖弱的缺点也开始凸显出来,所以如何做好700MHz频段和中高频段协同发展的策略至关重要。

三、700MHz频段在5G网络的规划应用

3.1700MHz在移动网络中协同规划结合场景类别及容量需求合理规划网络频段,使网络频谱资源有效利用。具体规划如下:3.2700MHz标准及频段分配1.标准:基站侧:原标准中,700M频段下仅支持20MHz带宽,R16标准新增30/40M带宽。UE侧:新增带宽30M(不支持40M),载波定义:703-733/758-788MHz/718-748/773-803MHz。2.广电:之前拥有702~798MHz频谱资源,主要用于数字广播电视,涉及DS37~DS48,后续需要进行全网退频。3.工信部:明确703~743MHz/758~798MHzFDD制式用于移动通讯,700M频段具备2*40MHz的组网频率资源。3.3700MHz5G网络规划在全国范围内,省广电已经将700M用于数字电视地面广播(DTMB),需要将广播频道清理出来以供5G网络使用。传统的DTMB频道是标准的8M带宽,与700M冲突的频道为DS-36~DS-49。(图3)(1)如果需要完成30MHzFDDNR载波的试点,至少需要对DS-37/DS-38/DS-39/DS-40以及DS-44/DS-45/DS-46/DS-47这8个模拟频道清频。(2)如果需要完成40MHzFDDNR载波,同时考虑到隔离度要求,需要对整个DS-36~DS49频段均进行清频。(3)DS-36、DS-41、DS-42、DS-43、DS48、DS-49建议提前清频。3.4700MHz5G网络规划特点1、700MHz(N28)可明显提升5G网络竞争力,且产业链日益成熟。2、城区场景中,单站覆盖过程中,700M/4TR单站覆盖能力比2.6G/64TR好18dB,比竞对2.1G/4TR好16.5dB,700M覆盖优势非常明显。3、城区场景中,700M参照900M站址密度,与2.6G1:3组网,仍可比2.6G/64T多穿透一堵墙,实现深度覆盖。4、城区场景中,700M与2.6G1:3组网,700M/4T上行边缘速率是2.6G/64T的3倍。基于城区现网300~350米站间距组网时,2.6G/64TR的上行边缘速率1.09Mbps,下行UDP速率93Mbps;基于城区600米站间距组网时,此时700M站数为2.6G站数的~1/3(1:2.93),上行边缘速率3.5Mbps,下行边缘速率75Mbps。5、城区场景中,700M与2.6G1:3组网,高低频协同(700M+2.6GCA)对5G用户体验有额外的显著提升,700MHz与2.6G进行CA组网,可释放2.6G下行能力,有效扩展2.6G覆盖范围5~8dB,700MHz与2.6G进行CA组网,可提升小区上行边缘速率4倍以上(1.1Mbps->4.6Mbps+)。6、偏远区域场景中,单站广覆盖下,700M是2.6G/8T覆盖面积的5倍(仅需~20%站数),略优于900MHz(700M带宽优势大)。7、城区场景中,MBB流量上行占比在5G时代将进一步下降,700M引入可为特殊场景提供上行容量的充分保障。8、郊区场景中,单站广覆盖下,700M覆盖略优于900MHz,700M比2.1G/4T单站覆盖好7dB,相当于700M可用~40%的站数实现2.1G/4T的覆盖能力;700M比900M单站覆盖略好1.2dB,相当于700M可用~85%的站数实现900M的覆盖能力。

基于5G技术的应用,宝贵的低频段700MHz频谱资源,可推动5G高、中、低频段协同发展。1GHz以下的低频段频谱资源具有良好的传播和覆盖特性,可更好地支持5G广覆盖和高速移动场景下的通信体验以及海量的设备连接,进一步推进5G的多场景多业务应用。

参考文献

[1]屠鹏飞如何促进广电700MHz频段无线覆盖[J].科技传播,2016(21),40-46

[2]赵凯丽浅析5G移动通信技术及未来发展趋势[J].数字技术与应用,2015(6)

[3]赵建东.700MHz频段的应用与展望[J].有线电视技术,2016,(10):42-43

作者:王文成 孙鹏飞 单位:辽宁邮电规划设计院有限公司