通信世界網消息（CWW）5G網絡已啟動建設，研究如何簡化2G/3G/4G網絡、將其頻率資源用於5G網絡發展是重要課題。對標中國聯通及競爭對手現有的頻率資源，分析了用戶、終端、語音及數據業務承載現狀。基於4G初期終端滲透情況進行了4G、5G流量預測，結合4G開網後3G/4G流量歷史發展情況，研判4G業務拐點將在2021年上半年出現且4G流量將長期維持在一定水平。綜合考慮5G設備、終端發展路標，建議2021年優先重耕2.1 GHz 補充5G深度及上行覆蓋，保留1.8 GHz長期作為4G主力承載頻段。
引言
5G網絡已啟動建設，中國聯通現運營2G/3G/4G/5G 4張網絡，並在高中低頻均有頻段部署。本文將結合中國聯通網絡頻率現狀、4G業務拐點預測、產業鏈進展，研究面向5G演進的網絡頻率資源使用策略。
1.行動網路現狀
1.1頻率對標
1.1.1 1 GHz以下頻段
中國移動：現有GSM900上行/下行890~909/935~954 MHz，共計38 MHz；根據工信部將加快900 MHz頻段的騰退工作，並將騰退904～909和949～954 MHz的2×5 MHz頻率資源分配給中國聯通。
中國聯通：現有GSM900上行/下行909~915/954~960 MHz，共計12 MHz。中國移動騰退10 MHz後有22 MHz。
中國電信：現有CDMA800上行/下行825~835/870~880 MHz，共計20 MHz。
900 MHz重分配後，1 GHz以下頻譜3家基本均衡。
1.1.2 1~2.6 GHz頻譜
中國移動：現有GSM1800M上行/下行1 710~1 720/1 805~1 815 MHz，20 MHz， 3G TDD 1 905~1 915、2 010~2 025 MHz，25 MHz，4G TD-LTE 1 880~1 900、2 320~2 370、2 575~2 635 MHz，130 MHz，共計175 MHz。
中國聯通：現有GSM1800上行/下行1 735~1 745/1 830~1 840 MHz，20 MHz，3G FDD上行/下行1 940~1 955/2 13~2 145 MHz，30 MHz，FDD-LTE上行/下行1 745~1 765/1 840~1 860 MHz，40 MHz，TD-LTE 2 300~2 320 MHz，20 MHz，共計110 MHz。
中國電信：現有3G FDD上行/下行1 920~1 935/2 110~2 125MHz，30 MHz，FDD-LTE 1 765~1 780，1 860~1 875 MHz，30 MHz，TD-LTE 2 370~2 390 MHz，20 MHz，共計80 MHz。
2019年12月9日至12月13日，3GPP RAN第86次全會在西班牙的錫切斯舉行。在本次會議上，中國聯通、中國電信聯合牽頭的在2.1 GHz頻段上增加50 MHz帶寬的項目成功立項。相關工作預計在2020年3月完成。中國聯通早在2019年9月，已經成功完成在2.1 GHz頻段增加25 MHz帶寬的立項，這次中國聯通聯手中國電信將50 MHz帶寬加入到該項目中。
在1~2.6 GHz頻譜，中國聯通在FDD中頻優勢明顯。
1.1.3 2.6 GHz以上頻譜
中國移動：2 515~2 675、4 800~4 900 MHz頻段，其中2 515~2 575、2 635~2 675和4 800~4 900 MHz頻段為新增頻段，共計200 MHz。2 575~2 635 MHz頻段為重耕中國移動現有的TD-LTE（4G）頻段。
中國聯通：3 500~3 600 MHz共100 MHz帶寬。
中國電信：3 400~3 500 MHz共100 MHz帶寬。
2.6 GHz以上頻譜中國移動佔優勢。
1.2 頻率使用現狀
中國聯通目前在現有頻段上使用情況如下：
2100M：4G容量+3G語音主力承載網。
1800M：4G主力承載網（數據主力+VOLTE承載）+2G語音打底網。
900M：LTE基礎覆蓋網，承擔中低速數據+VoLTE+物聯網業務。
1.3業務現狀
1.3.1 語音業務
語音業務總量呈小幅下降趨勢，2019年7月同比下降14.2%，3G話務量佔比呈上升趨勢，2019年7月較2018年7月上升6.3%。
圖1示出的是2019年語音業務發展趨勢。
圖1 2019年語音業務發展趨勢
1.3.2 數據業務
數據業務總量穩步上升，2019年以來月均增幅2%，較2018年放緩；4G流量佔比趨於平穩，2019年以來穩定在98%。
圖2示出的是2019年數據業務發展趨勢。
圖2 2019年數據業務發展趨勢
1.4 用戶和終端現狀
全網終端數穩步上升，2019年7月非物聯網終端同比增加7.6%，物聯網終端同比增加8.8%，非物聯網終端佔比較穩定，2019年7月佔比74.3%。
圖3示出的是全網終端現狀。
圖3 全網終端現狀
非物聯網終端中4G終端持續增加，2019年7月同比增加4.8%，3G終端在2018年10月較9月增加23萬，10月後至今趨於穩定，2019年7月同比增加76.6%；2G終端持續下降，2019年7月同比減少47.3% 。2019年7月4G、3G、2G終端佔比分別為83.3%、7.5%、3.7%。
圖4示出的是非物聯網終端統計。
圖4 非物聯網終端統計
2019年以來2G終端中物聯網終端佔比略有波動，7月份達到38.4%。
圖5示出的是2G終端中物聯網終端佔比。
圖5 2G終端中物聯網終端佔比
1.5 現狀小結
當前3家運營商高中低頻率資源基本相當。中國聯通現有頻段中，1 800 MHz頻段目前為4G主力承載頻段， 900 MHz為4G的基礎覆蓋層，2 100 MHz為4G的容量補充和語音的主力承載層。
2. 4G流量拐點預測
2.1 基於3G/4G業務歷史流量的5G業務拐點預測
回顧4G開網前後3G流量情況：
隨著4G 2014年開網且逐步規模化部署，開網半年後（2014年11月）3G流量到達頂點開始下降，考慮到4G開網初期終端已成熟，終端滲透率較高，而現階段5G終端尚不成熟，預測4G流量拐點出現時間點較3G的開網半年將推遲1年左右到2021年。
儘管3G流量佔比迅速下降，但3G流量絕對值在2016年底達到最低點後，2017年隨著4G不限量套餐的推出，以及視頻業務成為4G殺手級應用，用戶的數據使用習慣發生變化，DOU和4G流量快速上升，回落3G流量增加，使得3G流量在2017年開始逐步上升，隨著2020年以來4G流量逐步平穩，3G流量也趨於平穩。據此推斷，未來隨著5G市場推廣及5G新業務的推出，5G網絡流量的快速增加可能會帶來回落4G的流量增加，使得4G流量長期維持在一定水平而不是持續下降，1.8 GHz 30 MHz頻段有可能長期作為4G流量的主力承載頻段。
圖6示出的是4G開網前後數據業務發展歷史。
圖6 4G開網前後數據業務發展歷史
2.2 基於4G初期滲透率的4G/5G業務預測
根據各類終端出貨情況，參考中國聯通現網4G用戶滲透率和中國移動、中國電信現網4G用戶滲透率，預測2020 ～2022年的4G&5G用戶滲透率，移動網用戶數×4G&5G用戶滲透率得到4G&5G用戶數。
方案一：參考4G開網初期4G用戶/4G+3G用戶滲透率：8%、32%、54%。
方案二：參考4G開網初期4G終端/4G+3G終端滲透率：13%、39%、54%。
根據上述5G終端滲透率測算，5G流量快速上升，4G流量拐點將在2021年第1至第2季度出現。
圖7和圖8分別示出的是方案一和方案二的4G/5G流量預測。
圖7 4G/5G流量預測（方案一）
圖8 4G/5G流量預測（方案二）
2.3 小結
綜上，4G流量拐點預計在2021上半年出現，但由於5G的流量溢出效應，4G的流量在逐步下降後將長期維持在一定水平，而不是呈持續下降態勢，1.8 GHz將長期作為4G的主力承載頻段。而2.1 GHz隨著VoLTE語音承載比例上升及4G流量下降可逐步減頻，用作5G的優先重耕頻段。
3. 5G 2.1 GHz產業鏈進展
3.1 標準情況
3GPP 5G第一版標準協議R15主要分三階段凍結，各階段的主要內容和計劃凍結時間如下。
a）加速版（階段一）。針對NSA Option 3架構；2017年12月凍結。
b）常規版（階段二）。完成SA架構，包括Option 2&5；2018年6月凍結。
c）延後版（階段三）。完成NSA Option 4/7架構和NR-NR DC；2019年6月凍結。
5G第二個協議版本R16主要針對5G功能和特性增強，將重點討論5G向垂直行業拓展的功能，如低時延高可靠增強技術、5G V2X技術；針對5G網絡性能優化的特性，如終端節能，無線網絡大數據等。
現有標準在2.1G NR支持的載波帶寬是20M，共建共享後所需的50M帶寬標準預計在2020年第2季度發布。
3.2 終端情況
2020年5G終端中國市場出貨量預計1億部、終端價格持續下降至2 000元左右，全部支持SA/NSA雙模。
圖9 2019年5G手機出貨情況
2019年11月5G手機507.4萬部。預計2020年全球5G手機銷量突破2億部，其中中國市場將有接近1億部5G智能終端出貨量。
12月5日，華為發布了nova6系列。nova6 5G支持SA/NSA雙模，售價3799元起。
11月26日發布榮耀首款5G手機榮耀V30系列，支持SA和NSA雙模5G網絡模式。榮耀V30 3 299元起，榮耀V30 Pro 3 899元起。
12月10日，小米旗下手機品牌Redmi發布其首款5G手機——Redmi K30 5G，售價1 999元起。
表1示出的是5G手機品牌及價格。
高通X55晶片針對2.1 GHz NR的規劃時間是2020年4月，相應終端預計在2020下半年規模上市。
對2.1 GHz頻段，從晶片來看，2.1 GHz(20M) 在2020年第1季度支持，2.1 GHz (50M)最早2020年底支持；從終端來看，2.1 GHz(20M) 2020年上半年支持，2.1 GHz (50M)最早2021年第2季度支持。
3.3 設備情況
5G網絡設備在2020年第1季度已具備2.1 GHz(20M) NR 的能力，並支持LTE+NR的動態頻譜共享，2.1 GHz (50M)將於2020年第2季度支持。
4. 中國聯通面向5G的頻率演進策略
3.5 GHz將作為5G主力承載網，長期承載5G數據主力以及未來VoNR業務。
由於5G流量溢出效應，4G流量將長期維持在一個水平而非隨著5G業務發展而持續下降，可以預測1.8 GHz將在相當長時期作為LTE主力承載網，承載LTE數據主力和VoLTE業務。
900 MHz定位為LTE基礎覆蓋網，承擔中低速數據、VoLTE和物聯網業務。
2.1 GHz在短期內作為數據補熱及傳統3G語音承載，持續推進減頻退網，將成為5G的優先重耕頻段，補充深度覆蓋和上行速率。
由於4G流量拐點預計在2021年上半年出現，對於宏站，2020年無法全網重耕NR 2.1 GHz，可在局部流量下降的連續區域做NR 2.1 GHz重耕試點，為2021年後全網重耕儲備工程及優化經驗；對於室分，在2020年可率先在一些流量相對較低的酒店、辦公樓宇、商超等場景重耕NR 2.1 GHz直接解決5G信號有無的問題，後續可作為室分信號有無的低成本解決手段。
5. 總結
當前三家運營商高中低頻率資源基本相當。中國聯通現有頻段中，1.8 GHz頻段目前為4G主力承載頻段， 900 MHz為4G的基礎覆蓋層，2.1 GHz為4G的容量補充和語音的主力承載層。隨著5G業務的逐步開展，4G流量拐點預計在2021上半年出現，2.1 GHz頻段隨著VoLTE語音承載比例上升及4G流量下降可逐步減頻，用作5G的優先重耕頻段。2020年可首先在低流量室分樓宇部署NR 2.1 GHz解決信號有無的問題，並在局部低流量區域做宏站重耕試點，2021年可在全網實現NR 2.1 GHz重耕，作為NR 3.5 GHz的深度覆蓋和上行速率補充。
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作者簡介
夏皛，高級工程師，碩士研究生，主要從事無線網絡規劃設計工作；黃亞洲，高級工程師，本科，主要從事鐵塔規劃設計及大數據分析工作；鄢勤，高級工程師，本科，主要從事無線網絡規劃設計工作。