【技術】解析700MHz頻段組網技術

2021-02-14 網絡電信


對話江蘇郵電規劃設計院通信信息技術研究院院長朱晨鳴

記者:700MHz低頻段資源無論在廣電還是電信領域都是極受關注的,單純從技術上來看,其在4G覆蓋、容量上有哪些優勢和劣勢?

朱晨鳴:在覆蓋方面,目前700MHz頻段的範圍從698MHz~806MHz可用於LTE網絡部署,具有頻點低的優勢。低頻段較高頻段具有信號傳播損耗低、覆蓋廣、穿透力強等優勢特性,適合大範圍網絡覆蓋,能夠降低組網成本。例如在農村環境下,對於TD-LTE系統而言,低頻段的700MHz系統覆蓋半徑約為2.6GHz系統的3~4倍,覆蓋面積約為2.6GHz系統的10倍。室外環境下,700MHz系統的平均信號強度比2.6GHz系統強約20dB。

此外,在高速移動環境下,低頻段具有更低的都卜勒頻移,信號解調更加可靠,在高鐵等高速移動場景下低頻段具有一定的優勢。

在容量方面,700MHz頻率在相同帶寬(如15M或20M帶寬組網)、相同用戶分布及網絡站點密度下,客觀上與其他頻段的系統不存在差異。

傳統模擬電視頻譜效率較低,每個頻道佔8MHz帶寬,頻道連續劃分,沒有隔離帶。所以,一個城市或區域中不會使用相鄰的兩個頻道。《GB/T17786-1999有線電視頻率配置》規定數位電視廣播的頻道仍採用8MHz帶寬、鄰頻配置,同時需採用高效率的數字調製技術。電視信號模擬轉數字後,意味8MHz帶寬內可以傳輸8路標清數字視頻節目,即原8套模擬節目轉數字後可以壓縮到1個模擬頻道的帶寬裡。當前廣電正在進行大規模數位電視的規劃和建設階段,模擬電視並沒有完全退網,整體上處於模數共存階段,模擬電視的頻率資源尚未完全釋放出來。

記者:2015年年底4家省級廣電運營商聯手啟動了LTE的設備招標,有意基於700MHz頻段以「有線無線衛星融合網」切入移動通信。從技術角度來看,這樣一張網絡建設的條件是否充足?有哪些難點?

朱晨鳴:有線無線衛星融合網絡是構建在無線雙向網基礎上,將有線電視網、地面數位電視網、衛星廣播網、廣電自適應Wi-Fi無線網、無線雙向網進行有機結合,打通相互間的傳輸通道,形成廣電特色的有線無線衛星融合網。以4G技術為基礎建設700MHz無線雙向網,需要滿足如下條件:組網設備、終端產業鏈支持,成熟的骨幹傳輸網,廣泛的傳輸接入網,以及全國範圍內的統一頻率資源。

1.國內產業鏈尚待成熟。當前700MHz的4G網絡主要在國外,國內由於沒有相應的頻譜規劃及大規模網絡建設,產業鏈不太成熟。而且國外700MHz的頻譜劃分與使用也會與國內存在較大差異,美國的700MHz劃分如表1,頻段被拆成很多的小塊出售,由多家運營商共同運營,與國內環境可能存在較大差異,且多為FDD制式,組網帶寬以LTE5M和10M為主。目前國內主設備支持頻段主要為1.8GHz、2.1GHz、2.6GHz以及專網的1.4GHz、1.8GHz頻段,對其他頻段的支持較少。


表1美國700MHz頻段資源劃分

註:美國頻譜自由買賣,不同地區均需購買頻譜,以上頻譜所有者會存在變動。

2.4G站點分布廣泛,各個站點均需要大容量的傳輸接入。LTE單扇區峰值吞吐量可達百兆,通常一個站點(按照BBU計算)包含若干小區,為了滿足日後網絡升級(升級LTE-A後峰值速率達到1Gbit/s)配置的傳輸帶寬普遍是千兆級別。而當前廣電缺乏足夠的傳輸接入網資源(足夠的傳輸帶寬和廣泛的接入點),面臨大規模建網或者租用網絡的挑戰。

3.由於廣電並沒有一個語音通話的網絡,在不考慮與現有運營企業2G/3G漫遊的情況下,建設4G網絡必須能夠支持VoLTE實現語音通信,為與現有電信運營企業進行業務競爭,需要LTE無線網絡達到良好的廣度和深度覆蓋。
4.根據廣電的規劃,至2020年全國地面數位電視廣播覆蓋網基本建成,地面模擬電視信號才會停止播出。當前全國範圍內廣播模數轉換的進度不同,模擬電視沒有完全退網,整體上處於模數共存階段,模擬電視的頻率資源尚未完全釋放出來,各地可用的頻率資源存在一定差異,全國範圍內當前還沒有統一的頻率資源可用。

記者:如果700MHz幾年內仍然屬於廣電系統,那三大運營商在4G廣覆蓋上,應該採取哪些措施保障網絡覆蓋甚至大容量?

朱晨鳴:目前運營商在未獲得低頻新資源的條件下,保障網絡覆蓋質量的方法一方面是在市區利用現有4G頻段繼續擴大網絡建設規模,進行深度覆蓋,對覆蓋盲區盲點進行補盲;另一方面在農村等區域重耕已有的2G/3G低頻資源進行廣域覆蓋,如800MHz/900MHz頻率資源用於LTE,利用低頻優勢擴大網絡覆蓋,在後期容量不足時,可再建設1.8GHz等高頻段4G網絡實現雙網覆蓋提升容量。

提高網絡容量的技術手段有多種,既可以通過部署小站提高網絡站點密度來提高容量,也可以通過載波聚合技術提高傳輸帶寬進而提高容量,還可以應用一些新技術(如大規模MIMO等)改善容量。

記者:目前國內在4G覆蓋上,都有哪些頻段在重點利用?

朱晨鳴:國內公網運營商目前LTE重點使用的頻段主要集中在1.8G、2.1G、2.6G頻段。TD-LTE集群專網頻段主要在1.4GHz和1.8GHz頻段。

中國聯通TD-LTE頻段為:BAND40,2300~2320MHz;BAND41,2555~2575MHz。FDD-LTE頻段為:BAND3,1755~1765MHz(上行)/1850~1860MHz(下行)。

中國移動TD-LTE頻段為:BAND35,1880MHz~1900MHz;BAND40,2320MHz~2370MHz;

BAND41,2575MHz~2635MHz。

中國電信TD-LTE頻段為:BAND40,2370MHz~2390MHz(上行);BAND41,2635MHz~2655MH(上行)。FDD-LTE頻段:BAND3,1765MHz~1780MHz(上行)/1860MHz~1875MHz(下行)。

TD-LTE寬帶集群專網:1785MHz~1805MHz、1447MHz~1467MHz。

記者:業界有觀點認為700MHz上行傳輸效果不佳,難滿足4G發展需要,您對此有何理解?

朱晨鳴:4G上行傳輸效果不佳的影響因素有很多,技術上來說與頻率本身的關係並不大。LTE中提高上行傳輸速率的方法有多種,如上行載波聚合、COMP技術等,TDD系統中還可以通過提高上行時隙配比提高上行傳輸性能。

 

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