2G-3G網(wǎng)絡減頻減容思路的探討

1、    2g/3g網(wǎng)絡減頻減容思路的探討    葉新斌+段飛+羅哲【摘 要】在4g網(wǎng)絡快速發(fā)展背景下，為了更好地應對全球2g網(wǎng)絡停用的趨勢，通過對2g/3g網(wǎng)絡減頻減容的背景、頻率演進進行分析，得出中國聯(lián)通2g/3g減頻減容的方法和后評估辦法，為移動網(wǎng)絡演進及無線頻率使用提供指引。【關鍵詞】2g清頻退網(wǎng) 減頻 減容 后評估1 引言2014年至2016年，全球主流運營商2g/3g用戶占比持續(xù)降低，其中亞太地區(qū)的2g用戶減少27%，3g用戶減少7%；西歐地區(qū)2g用戶減少60%以上，3g用戶減少了18%。與此同時，全球4g產(chǎn)業(yè)鏈日趨完善，商用進度加快推動了4g

2、用戶終端占比持續(xù)提升，國際主流運營商從2009年起陸續(xù)停止了對2g投資，并相繼關閉2g網(wǎng)絡。根據(jù)行業(yè)分析預測，2g網(wǎng)絡將于2020年左右在全球范圍內(nèi)全面停用。亞太和西歐地區(qū)2g/3g/4g用戶規(guī)模如圖1所示。從中國聯(lián)通目前2g/3g/4g多網(wǎng)運營角度分析，在現(xiàn)網(wǎng)仍存在大量2g用戶和終端的背景下，建議采取精簡網(wǎng)絡、重耕頻率、大力推進用戶簽轉(zhuǎn)的方式，對2g/3g進行“瘦身”減頻，從而有效降低運營成本，這是網(wǎng)絡演進的未來趨勢。2 網(wǎng)絡演進2.1 2g/3g的選擇中國聯(lián)通現(xiàn)網(wǎng)正處于2g/3g/4g多網(wǎng)運營的模式，這種現(xiàn)狀帶來了一些問題：1）同時存在多個廠家、多個系統(tǒng)和多套設備，結(jié)構(gòu)冗余且能效低下；2）

3、2g老舊設備多，能耗壓力較大，不利于節(jié)能減排；3）網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)復雜，增加了維護和優(yōu)化難度，對企業(yè)運營成本形成嚴重負擔。因此在減頻過程中，如何平衡2g/3g頻率的使用將是一個重要課題，思考角度如下：（1）從所承載業(yè)務的角度看，全球趨勢顯示數(shù)據(jù)業(yè)務是未來給運營商帶來增量增收的根本所在，語音業(yè)務雖然存量較大，但總體上是穩(wěn)中有降，且收入會隨著時間的推移逐步下降，語音業(yè)務需求不會成為未來的焦點。2g網(wǎng)絡在現(xiàn)在和未來的數(shù)據(jù)業(yè)務競爭中不具備優(yōu)勢，3g具有同時滿足數(shù)據(jù)與話音業(yè)務的能力，若在2g和3g中選擇清退一張網(wǎng)絡，3g無疑會被優(yōu)先保留。（2）從所承載用戶的角度分析，中國聯(lián)通當前3g/4g出賬用戶有超過50%的

4、語音業(yè)務均承載在3g網(wǎng)絡上，這些用戶屬于中國聯(lián)通的優(yōu)質(zhì)用戶，而承載在2g網(wǎng)絡上的基本為低端用戶。從優(yōu)先保證高端優(yōu)質(zhì)用戶的高質(zhì)量語音業(yè)務感知考慮，2g與3g中無疑要優(yōu)先選擇保留3g。（3）從終端趨勢的角度，隨著國內(nèi)純2g終端出貨量不斷降低、物聯(lián)網(wǎng)模塊向nb等技術(shù)轉(zhuǎn)變、全網(wǎng)通手機的出現(xiàn)，2g手機占比逐漸降低。有數(shù)據(jù)顯示，截至2016年11月，純2g手機出貨量占比已降至不足6%，4g手機出貨量中全網(wǎng)通手機占比71.5%。故從網(wǎng)絡制式本身的技術(shù)優(yōu)勢角度看，優(yōu)先清退2g網(wǎng)絡是必然選擇。國內(nèi)手機具體出貨量如圖2所示。2.2 頻率演進中國聯(lián)通目前2g/3g/4g主要使用頻段為：2g（900 mhz）僅有6

5、mhz，且城市區(qū)域干擾較大；2g（1800 mhz）使用10 mhz，4g（1800 mhz）使用20 mhz；2100 mhz共有資源25 mhz，目前3g使用20 mhz帶寬，剩余5 mhz預留4g擴容，主要頻段分布如表1所示：考慮目前2g網(wǎng)絡的頻率使用現(xiàn)狀，gsm900網(wǎng)絡是一張全局性網(wǎng)絡，覆蓋絕大部分區(qū)域，仍承擔著廣覆蓋的作用。現(xiàn)有g(shù)sm900網(wǎng)絡相對具有頻率優(yōu)勢和覆蓋優(yōu)勢，在保障現(xiàn)有2g語音業(yè)務基本穩(wěn)定的前提下，基于對4g擴容可選頻率進行對比分析，重點考慮頻率滿足度及清頻難度，建議優(yōu)先清退2100 mhz頻率，次選1800 mhz頻率。lte擴容頻率選擇對比如表2所示。2g/3g/4

6、g網(wǎng)絡整體演進目標對分階段進行無線頻段釋放及使用具有參考作用：（1）4g網(wǎng)絡：定位為中國聯(lián)通主力承載網(wǎng)，現(xiàn)處于持續(xù)投入階段，全面覆蓋省市目標場所，在高流量區(qū)部署多載波。（2）3g網(wǎng)絡：在2018年volte成熟前為主要語音承載網(wǎng)，將逐步做薄網(wǎng)絡，在城市區(qū)域保留雙載頻，外圍保留單載頻，從而騰出頻率給4g。2100 mhz（3g）在2017年先退5 mhz，2018年再退5 mhz，用于4g擴容。（3）2g網(wǎng)絡減頻退網(wǎng)：同一物理站點保留單一頻段，視900 mhz和1800 mhz具體區(qū)域使用情況，原則上城區(qū)騰退g900m，保留g1800m；郊區(qū)騰退g1800m，保留g900m。2017年將2g基站

7、減容至一個載頻，從而降低網(wǎng)絡運營成本。2019年前gsm現(xiàn)有在用頻率全部退出，釋放頻率用于4g擴容。1800 mhz（2g）在2017年退出5 mhz，剩余頻率在2019年前全部退出；900 mhz（2g）頻率在2019年前全部退出，具體時間分布如圖3所示。3 2g/3g減頻減容方法無線網(wǎng)絡減頻工作應在保證業(yè)務需求和用戶感知的基礎上循序進行。為減少2g/3g減容對現(xiàn)網(wǎng)重要區(qū)域及用戶帶來的影響，對包括軍政機關、集團客戶、重要展館、旅游景點、重要會議中心等重點場所滿足減容標準的基站，謹慎進行減頻減容。3.1 2g減頻減容方法（1）2g（900 mhz）減頻減容目標：城市場景下g900網(wǎng)絡主要用來配

8、合g1800網(wǎng)絡的減頻，而暫不考慮減頻。鄉(xiāng)村場景下，根據(jù)實際話務情況，衡量g900網(wǎng)絡是否具備減頻條件，部署u900區(qū)域的g900網(wǎng)絡維持2 mhz不變，在滿足用戶業(yè)務需求的前提下，根據(jù)2g用戶簽轉(zhuǎn)及網(wǎng)絡負荷變化情況，逐步關閉載頻直至退網(wǎng)；未部署u900區(qū)域的g900網(wǎng)絡可根據(jù)減頻條件逐步減頻直至退網(wǎng)。（2）2g（1800 mhz）減頻減容目標：在900 mhz/1800 mhz基站共同覆蓋的情況下，如具備條件，則實施1800 mhz退網(wǎng)，否則將1800 mhz由10 mhz減頻為5 mhz，直至s111站型的薄網(wǎng)完成。 實施gsm網(wǎng)絡的減容減頻，需要對gsm網(wǎng)絡的語音話務量進行核算評估，并根

9、據(jù)gsm每個扇區(qū)的語音話務量情況確定相應扇區(qū)的減頻配置。根據(jù)優(yōu)先保障語音業(yè)務的原則，建議每個小區(qū)配置1條靜態(tài)pdch信道，半速率100%開啟，并取小區(qū)級語音忙時的統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行評估分析。（3）gsm網(wǎng)絡減頻減容核算分析方法大致分為六步：1）判斷該扇區(qū)所在站址是否為g900和g1800共站。如果是，則統(tǒng)計該扇區(qū)覆蓋范圍下g900和g1800所有載頻的語音話務量之和；反之則統(tǒng)計該扇區(qū)覆蓋范圍下g900或g1800所有載頻的語音話務量。2）通過愛爾蘭表對比各扇區(qū)載頻配置的語音話務量，城市場景選擇2%呼損率中30%容量余量的取值，鄉(xiāng)村場景選擇5%呼損率中30%容量余量的取值。3）選擇出能夠滿足統(tǒng)計語音話

10、務量的最小載頻配置，如果最小載頻配置小于實際載頻配置，則標記該扇區(qū)為可減頻扇區(qū)。4）如果可減頻扇區(qū)數(shù)量占目標減頻區(qū)域內(nèi)全部扇區(qū)的比例達到門限值（例如95%），則可對該區(qū)域?qū)嵤p容減頻工作。5）在g1800減頻至5 mhz帶寬后，可根據(jù)每個扇區(qū)的承載業(yè)務量情況將g1800配置成2載波或者3載波。在g1800減頻至2.4 mhz后，g1800每個扇區(qū)應配置為s1載波。6）如存在gsm900和gsm1800共站，在覆蓋和容量同等的前提下，城市場景優(yōu)先關閉g900小區(qū)，鄉(xiāng)村場景優(yōu)先關閉g1800小區(qū)。3.2 3g減頻減容方法在當前無線網(wǎng)絡中，3g網(wǎng)絡還承擔著相當比例的語音話務量和數(shù)據(jù)流量，因此，在開展

11、2100 mhz減頻減容工作的過程中，必須確?，F(xiàn)有3g用戶業(yè)務體驗及網(wǎng)絡kpi保持穩(wěn)定。減容目標為將具備條件的高于3載波的小區(qū)逐步減頻至3載波，3載波及以下的小區(qū)減頻至2載波，精簡下的頻率資源用于后續(xù)lte載波聚合及4g擴容工程，同時達到節(jié)能減排的目的。為了保證dc雙載波帶來的系統(tǒng)增益和用戶體驗的變化，短期內(nèi)不建議將wcdma扇區(qū)減頻至單載波。wcdma網(wǎng)絡的減容減頻應首先針對wcdma網(wǎng)絡的承載業(yè)務量進行核算評估，并根據(jù)wcdma扇區(qū)資源利用率的情況確定相應扇區(qū)的減頻配置。為確?，F(xiàn)有3g用戶業(yè)務體驗及網(wǎng)絡kpi的穩(wěn)定，減容目標為將具備條件的高于2載波的小區(qū)逐步減頻至2載波，精簡下的頻率資源用

12、于后續(xù)lte載波聚合及4g擴容。選取小區(qū)級基站資源忙時的統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行評估分析：（1）選取u2100單站站點統(tǒng)計該扇區(qū)下所有載波的業(yè)務量，從最小載波配置為單載波開始迭代計算該扇區(qū)無線資源利用率，直至計算至n載波時無線資源利用率剛好小于40%為止。如果n小于扇區(qū)實際載頻配置n，則標記該扇區(qū)為可減頻扇區(qū)，可減載頻數(shù)為兩者差值的絕對值：|n-n|。（2）為保證用戶數(shù)據(jù)體驗，對核心城區(qū)建議最多減容至2載波為止。（3）為減少2g/3g減容對現(xiàn)網(wǎng)重要區(qū)域的影響，對減容小區(qū)實施白名單管理，即滿足減容標準但是在白名單內(nèi)的小區(qū)，最多減容至2載波為止，或謹慎對其減容。白名單包括校園、重要展館、旅游景點、重要會議中心

13、、軍政機關、集團客戶等重點場所的主覆蓋小區(qū)。（4）為避免減容后，由于話務波動但又滿足擴容門限的情況，建議將3g減容門限設置為減容后扇區(qū)總體無線資源利用率不超過40%。3.3 2g/3g減容的后評估辦法網(wǎng)絡減頻工作應在保證業(yè)務需求和用戶感知的基礎上循序進行，對于具備減容條件的扇區(qū)在拆除載頻或其他硬件前，要求鎖掉載頻后觀察1個月，期間如出現(xiàn)擁塞、語音質(zhì)量下降明顯或較大面積用戶投訴的情況時，需恢復至減容前狀態(tài)。網(wǎng)絡大規(guī)模減容后，對2g/3g減頻區(qū)域需進行后評估，后評估主要從測試類網(wǎng)絡指標、后臺類網(wǎng)絡指標和投訴情況等3個方面考慮，具體指標如表3所示。4 結(jié)束語隨著4g用戶的增長和視頻等高數(shù)據(jù)量業(yè)務的推

14、廣，對4g網(wǎng)絡擴容需求更為迫切，因此需要及時進行2g/3g頻率重耕，進一步釋放1800 mhz及2100 mhz頻率資源，有效提升頻率資源使用效率，降低運營成本。但同時，在網(wǎng)頻率清退必將對用戶體驗帶來一定程度的影響，故需網(wǎng)業(yè)聯(lián)動，結(jié)合2g/3g/4g用戶結(jié)構(gòu)、資費套餐、終端政策、客戶服務等，進行前后線聯(lián)動，才能有效推動2g清頻退網(wǎng)的落實，最終實現(xiàn)網(wǎng)絡演進目標和經(jīng)營效益目標的有效結(jié)合。參考文獻：1 曾召華. lte基礎原理與關鍵技術(shù)m. 西安： 西安電子科技大學出版社， 2010.2 竇中兆，雷湘. wcdma系統(tǒng)原理與無線網(wǎng)絡優(yōu)化原理m. 北京： 清華大學出版社， 2009.3 韓斌杰，杜新顏，張建斌. gsm原理及其網(wǎng)絡優(yōu)化m. 北京： 機械工業(yè)出版社， 2010.4 蘇華鴻，孫孺石，薛鋒章，等. 蜂窩移動通信·射頻工程m. 2版. 北京： 人民郵電出版社， 2007.5 楊燕. 淺析移動通信網(wǎng)絡中的qoej. 電信科學， 2007（8）： 34-38.6 華為技術(shù)有限公司. gsm語音質(zhì)量（mos）優(yōu)化手冊z. 2011.7 華為技術(shù)有限公司. wcdma無線網(wǎng)絡特性與算法z. 2012.8 3gpp ts26.190 v 10.0.0a. adaptive