浅谈4G5G网络协同规划策略及方法研究

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移动通信

浅谈4G5G网络协同规划策略及方法研究

王文成 孙鹏飞 王浩年

（辽宁邮电规划设计院有限企业，110179）

摘要：随着移动通信网络的发展，我国的移动通信网络正式进入5G网络时代。如何更好地发展建设5G网络，并与现存4G网络更好地协同发展，在实现资源价值的最大化的同时又能满足各项无线业务需求，是5G网络现阶段发展的重要课题之一。
关键词：5G  协同规划  协同策略
1、概述
随着新技术和智能设备的飞速发展，5G技术应运而生。随着2020年国内5G牌照的发放，大规模5G网络建设即将爆发。在建设过程中，如何精确进行各项业务预测，从而高质量规划5G网络，实现5G与4G网络有效协同，形成一套成熟高效的5G与4G网络协同规划流程、规划策略和规划方法，为5G网络大规模建设奠定基础。
2、5G组网架构特点
3GPP协议定义了多种5G网络部署方式，根据5G控制面锚点不同区分为两大类：非独立组网(NSA) 和独立组网（SA）：
（1）NSA（非独立组网）：5G依托于4G基站的网络架构，5G无线网与核心网之间的NAS信令通过4G基站传递，5G网络必须与4G网络协同工作。。
（2）SA （独立组网）：5G无线网络为独立架构网络，无线网与核心网之间的控制信令通过5G基站独立传递，5G网络独立工作。。

其中，SA架构的优势在于4G网络改造少，且一步到位，无需二次建设，5G与4G异厂家组网更加灵活，而且5G易拓展端到端垂直行业；NSA架构的优势在于无需对对核心网及传输网新建/改造，对5G网络连续覆盖要求低。

3、4G/5G协同规划方法及策略
3.1 4G/5G协同规划方法
（1）基于5G网络建设策略的预测方法:
　　该预测方法的核心是基于5G建设策略，对市场侧是基于5G建设策略的用户迁转，加分区域(市区、县城、农村)分层的预测模型，其中网络策略与市场发展的联合推演，就是通过不同的推进或迁转比例来实现的。
　　首先，判断5G用户来源，一是新增5G用户，二是来自4G用户的迁转；5G初期主流的5G网络用户主要来自4G用户的升级。
　　其次，5G用户包括乡镇农村5G用户、县城5G用户、市区5G用户；市区5G用户由升级来的5G用户、新增5G用户两部分构成。
　　第三，用5G目标网建成度来表示5G网络的推进节奏。5G网络建设进度等于已建成5G基站规模除以5G目标网建设总体规模。
最后，汇总各层级和各场景的迁转用户，汇总形成预测结论。
（2）分场景差异化的流量预测模型
针对流量的预测，最简单的办法是通过单用户消费模型法统计，流量等于用户数乘以单个用户消费模型 DOU(Dataflow of Usage)。现有技术对不限量流量的预测和分层用户的预测有过较多的研究，对于本次讨论的重点，一是考虑5G套餐对高负荷、对高价值的升级，因此要区分这两类用户的DOU增长因子；二是考虑视频业务对用户DOU的占比，在5G时代必须单独考虑这部分需求和习惯变化对流量的影响。
3.2  4G/5G协同规划策略
（1）4G/5G整体协同策略
整体策略：基于现网数据识别价值区域，区域内部署5G网络，区域外优先采用4G保障；价值区域内的4G容量问题，有两种解决方式：4G扩容、5G分流。两种方式的作用与5G用户比例密切相关，可以通过现网用户的终端能力判决：5G终端比例超出门限的区域，以5G分流为主，其他区域优先采用4G扩容；价值区域内的4G覆盖问题，仍需要持续解决，可以逐渐过渡到低频段、较小的频谱带宽的低成本解决方案。价值区域内，5G原则上应实现连续覆盖，以场景为单位，对于其中话务热点、口碑场景，可按高标准建设，部署容量型基站，以支撑用户高速率体验；其余的场景可以建立中低标准，只有覆盖基站可以部署。为了节省空间，降低综合部署成本，首选4G/5G 双模式基站原有的4G 基站可用于需要4G加固的其余地区。5G站址选择策略：4G/5G业务可以相互替代，5G优先选用现网4G位置合适的站址，形成合理的网络拓扑，满足5G连续覆盖及容量需求；对于现有站址无法共享，例如天面空间不足、业主不同意、可用站点密度不足等的情形，可以通过新建站址解决。
（2）4G/5G各频段协同策略
在5G网络建网初期，为了降低综合网络建设成本，充分利用频谱资源，对于5G中高频段，将来可主要用于解决高容量型需求；现有的4g 及其他低频网络可逐步移植至5g，以满足覆盖类型的需要。利用低频段的大覆盖半径，可以缩小5g 网络建设规模，节省网络建设投资。

为了满足发展的各种业务体验的需求，5G网络通常按照100MHz连续带宽进行规划部署。由于移动5G频段与4G D频段(2575~2635MHz)部分进行重叠，需充分考虑D频段的移频方案和现有设备的替换。

另外，运营商考虑到4G终端频点实际支撑能力，需按照优先级和容量需求进行逐步开启，参照移动为例，原则上优先级可参照以下方式进行：优先采用频点(2615-2635MHz)，其次采用频点(2635-2655MHz)，最后采用频点(2655-2675MHz)。
（3）4G/5G网络覆盖协同
通过4G网络覆盖效果精准预估5G网络覆盖：充分利用频率相同，覆盖相同的特点，基于4G D频段覆盖情况进行5G网络覆盖评估。具体可采用4GD频段遍历性路测和MR大数据分析等手段，进行5G网络覆盖模型精确校准，从而实现5G网络精确规划和精准建设。
（4）4G/5G网络容量协同
4G/5G网络容量协调，一方面基于4G 高负荷情景预测未来5G 网络容量需求;。另一方面通过在5G网络覆盖区域内，可利用5G反向升级4G 3D-MIMO大幅提升网络容量。在非5G 网络覆盖范围内，通过4G 网络容量扩容和4G频率更换建设，可以扩大4G网络容量。在乡镇农村区域，可利旧拆除的D频段资源实现网络扩容。网络容量协同可采用图2所示的技术特性和应用场景。

图1网络容量协同示意图

4、总结
5G网络规划初期，需要重点关注与4G 网络的容量、覆盖和频率等方面协同。在5G网络建设高标准的同时，协同解决4G网络高容量和深度覆盖覆盖的实际问题，实现一网多用、投资效益等最大化。
参考文献
1.冯琳琳 .4G 与 5G 网络协同组网策略研究[J]. 电信科学,2019(1).
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.赵栋梁.对5G移动通信发展的思考[J].信息通信,2015(9).
编辑概况
王文成，男，出生于1982年8月，2009年7月毕业于辽宁石油化工大学通信工程专业，本科，现就职于辽宁邮电规划设计院有限企业。参与并出色完成的中国移动13-19年室分系统工程。通信地址：沈阳市浑南区金科街7号，邮编：110179，联系电话：15140112580.
孙鹏飞，男出生于1990年1月，2012年7月毕业于黑龙江科技学院通信工程专业，本科，现就职于辽宁邮电规划设计院有限企业。参与并出色完成的中国移动15-19年室分系统工程。通信地址：沈阳市浑南区金科街7号，邮编：110179，联系电话：15840620200