面對復雜多變的外部環境，運營商在轉型發展期提出，將5G+4G協同發展作為網絡發展建設的重點內容。這是因為5G+4G協同既可緩解4G容量壓力，又可保持5G網絡競爭力。本文以5G+4G高效協同、低成本建網為目標，詳細分析了組網協同中面臨的站址、頻率及功率協同等問題，分別提出不同發展策略。同時為保證容量、干擾和架構協同，提出5G+4G能力協同建設方案。最后根據業務發展特點提出5G時代新的計費模式。5G+4G協同發展策略不僅可以產生巨大協同效益，為5G大規模商用打下堅實的基礎，而且可以降低建網成本，為未來工程建設提供建設性指導方案。

5G建設方興未艾，4G擴容仍待加強，外部環境的復雜多變，使得運營商工作開展異常艱難。近幾年來，網絡流量爆發式增長與網絡承載能力階段性不足之間的矛盾愈發明顯，這主要是由于提速降費、取消漫游費、不限量套餐及視頻業務發展使手機DOU不斷攀升，而5G部署初期無法充分的吸收業務量，使得網絡容量壓力進一步增加。在此背景之下，4G基站的建設固然不能放棄，而5G基站由于頻段資源、上行能力、組網結構和覆蓋指標等差異，相較4G需要更多的基站來實現連續覆蓋，以及提升邊緣覆蓋性能。再考慮上投資成本的壓力，種種難關都推動著運營商不斷思索開拓，如何基于現有資源開展5G+4G的協同發展，以實現5G網絡的快速部署和低成本高效建網，打造覆蓋全國、技術先進、品質優良的5G精品網絡。

1 挑戰與難點

隨著5G基站的快速落地，4G網絡的建設也面臨越來越多的挑戰，主要集中于投資、技術與競爭3個方面。

（1）投資要求高。按照當前流量評估，4G流量在2021年前將持續保持增長，而在運營商資本開支趨緊的大環境下，如何合理有效地動態調度載頻資源，有選擇性地開通4G網絡的3D-MIMO成為降本增效的難題。

（2）超熱點場景頻率壓力大，需要窮盡頻率滿足業務發展需求，頻段和制式的不均衡性使得技術保障難度大。

（3）基于2018年底三大運營商的財報數據，計算人均頻譜資源情況（室外頻段），如表1所示，可知運營商間每億戶頻率資源差異明顯。

除此外，在網絡質量趨于同質的情況下，各運營商流量資費快速下降。盡管資費降低會刺激移動數據流量的持續增長，但對收入拉動有限，需考慮大幅度減少單比特網絡成本。

基于以上原因，提出5G+4G網絡協同技術，努力打造覆蓋全國、技術先進和品質優良的5G精品網絡。該策略既能應對當前4G網絡容量挑戰，又能構筑5G領先競爭優勢，搭建網絡演進基礎架構，同時實現降本增效。

2?5G+4G協同發展策略

2.1 組網協同

2.1.1站址協同

通過鏈路預算，2.6GHz頻段在同等站址規模條件下，覆蓋水平遠優于3.5GHz頻段，具備高質量、低成本的建網優勢。且其室外單站覆蓋半徑可達2.3km，強于TD-LTE F頻段及D頻段。因此，在現有設備形態和性能下，完全有能力通過共站址（包括F頻和D頻）實現5G+4G網絡覆蓋范圍的協同。但考慮到4G站址覆蓋密集以及新增站址投資成本較高問題，5G+4G站址協同需利用彈性建網方式來快速實現。即根據多場景建設需求，優先滿足高價值區域建設以及建筑物復雜的場景；其次，根據用戶及業務分布，合理優化5G+4G站址協同的基礎結構；最后，結合站址規劃模型，構建低成本高收益建網策略。

2.1.2設備協同

4G和5G在2.6GHz上共享160MHz頻譜帶寬。在5G建設初期，5G+4G共模主設備可根據網絡使用情況，動態調整其主設備能力來降低運營成本。在網絡建設中后期，4G網絡從2.6GHz頻段逐步退頻，這使得5G網絡可獨享160MHz頻譜帶寬，從而全面支持低時延、高可靠等業務。工程實施過程中，5G+4G設備協同根據5G精品網絡建設需求以及密集城區站址分布情況，分別選擇不同通道不同類型產品。同時根據容量需求，視情況反向開通3D-MIMO緩解4G網絡承載壓力。

2.1.3天面協同

針對天線點位多和空間受限等問題，5G AAU因其技術特性需單獨占用一副天面，在此場景下，5G+4G協同的天面建設方案需考慮進行整合收編。由于D頻與2.6GHz共頻段，天面協同建設方案最佳應為單扇區2副天面：即針對4G與5G同廠家，選擇2G、FDD與TD-LTE F頻段整合成4488天線，5G與D頻段共AAU；針對4G與5G異廠家，2G、FDD與TD-LTE（F+D）須全部整合成4488天線，5G獨立占用一副天面。

2.1.4頻率協同

為滿足5G 2.6GHz建設需求，TD-LTE D頻段需逐漸調整，重耕D頻段面臨較大壓力。初期5G+4G雙模設備的動態頻率共享技術能有效緩解頻譜資源配置壓力，但隨著5G建設發展，頻譜效率及用戶體驗會不斷提升，進而頻段需求逐漸加大。因此，建設發展期需視終端成熟度開啟D7、D8頻點解決容量問題，同時4G D頻段業務整體需上移至2635~2675MHz。未來5G+4G頻率協同將發展5G NR帶寬至160MHz，4G采用FDD 1800作為補充覆蓋。

2.1.5功率協同

5G+4G不同功率配比將對網絡容量產生不同影響。測算反向開通2~3個3D-MIMO載波，當5G配置160W功率時，相較配置200W功率，反向開通1個3D-MIMO載波，可實現以約10%的5G容量損失換取超過40%的4G容量提升（以下行邊緣速率為評估指標）。隨著設備廠商64通道、320W設備逐漸成熟，網絡功率分配問題將會得到有效緩解。而針對現有網絡主流240W設備產品，5G建設初期考慮4G覆蓋和容量保障，建議優先分配4G功率資源，重點場景可以視情況提升5G功率配比。

2.2能力協同

2.2.1容量協同

4G熱點小區帶寬需求持續較高，5G+4G容量協同需在滿足4G容量的基礎上建設5G。4G擴容成為容量協同發展策略的核心內容，而隨著設備支持能力以及演進能力不同，擴容策略逐漸變得復雜。4G擴容不僅需要考慮網絡性能，同時需要兼顧成本。經仿真測算，5G反向開通4G的網絡性能相較其它手段來說是最優的，其次是FDD 1800擴容。從單個等效載波造價來看，D頻設備搬遷利舊成本最低，軟件開通FDD 1800成本緊隨其后。5G反向開通4G 3D-MIMO綜合造價因受最終集采價格影響，暫不進行分析。

注：此處所說的等效載波造價指的是，各頻段采用硬軟擴方式新增1個等效TD-LTE 20MHz載波能力時，計算主設備綜合成本（含硬軟件工程服務費），得到單個等效載波容量的造價。

2.2.2干擾協同

2.6GHz組網優先需要解決的是5G+4G時隙交叉干擾問題。LTE和NR的時隙配比不當會導致各自系統上下行出現巨大干擾、影響傳輸，因此在幀結構配比上，需保證上下行時隙轉換點對齊。另外應嚴格避免5G+4G區域內同頻插花組網。5G+4G區域間同頻組網時，5G自身業務量較高的區域，LTE帶來的額外干擾相比5G系統內干擾基本可忽略，可無需設置隔離帶。如對5G網絡空擾下邊緣速率要求較高（業務演示等特殊需求），建議對5G區域周邊4G D頻段至少騰頻1圈。

2.2.3架構協同

在NSA組網方案下，信令由4G錨點網絡承載，這就意味著NSA組網需利用4G錨點站實現5G分流，因此NSA組網架構下錨點選擇成為5G+4G架構協同的關鍵。錨點站建設原則如下。

（1）NSA錨點需要5G同廠家。同廠家設備能夠解決Xn接口互通問題。

（2）同等條件下優選FDD 1800作為錨點站。因FDD1800在單站覆蓋能力上效果較好，且邊緣速率更優。

（3）從標準原理角度，設備安裝無需強制4G/5G設備共框。

（4）考慮互配鄰區便利性和減少4G錨點與5G輔節點間切換，在進行共址建設時，5G天線方位角最好與4G錨點小區一致。

2.3業務協同

2.3.1計費協同

網絡發展初期以人口紅利為營收增長點，中期以流量紅利為營收增長點，后期以體驗紅利為營收增長點。如今4G網絡流量紅利正逐漸消失，運營商“增量不增收”問題凸顯，傳統的計費模式顯然無法適用于5G時代。5G+4G業務協同需要考慮速率提升與時延減小產生的服務價值、動態切片和連接變現產生的碎片價值、以及大流量和多場景用戶體驗產生的流量價值。因此，5G+4G業務協同需打造全新的計費模式，如圖1所示，根據用戶的價值類型，推出差異化服務。針對高端用戶，推出速率計費套餐，主打優質優價、高體驗和尊崇感，保障高端用戶體驗和尊崇感，提升品牌形象。針對低端用戶推出不限量低速率套餐，促進流量釋放，提升用戶價值，讓低端用戶放心使用，培養用戶流量使用習慣。

2.3.2運營協同

信息通信市場從“要素”競爭轉向“要素+能力”競爭，智慧運營能力成為競爭的關鍵。新型智慧網絡體系需打造質量領先、網業協同和敏捷高效的基礎設施能力。面對5G、SDN等新技術應用對通信網絡設計和運維的挑戰，人工智能可以幫助運營商應對挑戰，對內解決網絡效率和能力問題，對外提供融合的數字和信息服務。智慧運營使得通信網絡能夠加速與大數據、AI融合的系統化和集成化創新，最終實現更加智能、開放、安全、高效的智能網絡。

2.4協同效益

2.4.1低成本

利舊5G基站拆下來的D頻設備可極大節省4G投資。通過站址協同、設備協同和天面協同，5G基站建設既能滿足快速開通的需求，又能降低施工運營成本，還能在一定程度上減緩租金壓力。通過目標協同、覆蓋協同、架構協同和方法協同，綜合考慮集中機房配套、傳輸線路資源條件和建設投資等多方面因素，5G+4G協同可創收大量協同效益，引領運營商數字化轉型。

2.4.2高性能

5G+4G網絡協同策略可提供有針對的差異化服務，推進基于用戶等級和業務優先級的分級保障措施。資源受限時優先保障高價值用戶需求和實施類、交互類業務速率，降低流類、背景類業務優先級，提升業務服務質量和平臺性能。高性能協同使得各類資源具有自由調度以及資源共享的能力，能夠解決網絡在時域和地域上的不均衡問題，提高網絡承載效率。5G+4G網絡協同發展策略不僅能加快網絡云化虛擬化和SPN新傳輸等技術成熟，還可以構建云網融合的領先基礎網絡，提升5G端到端網絡品質和服務能力。

3 結束語

4G改變生活，5G改變社會。正是在4G基站儲備豐富、技術成熟、商用充分的基礎之上，5G方能實現快速發展。在未來可預見的2~3年內，對于4G而言，利用大數據等手段，加強4G網絡擴容與5G網絡建設的協同，可以有效保障流量承載與客戶感知；對于5G而言，通過推動5G+4G技術共享、資源共享、覆蓋協同和業務協同，將為5G大規模商用打下堅實基礎。而在此基礎之上，加快網絡云化改造，構建以云為核心的新型網絡架構，推動5G+AICDE融合創新，打造以5G為中心的泛在智能基礎設施，同時積極運用人工智能、大數據等新技術提升網絡運營維護效率，降低網絡運維成本，或將成為運營商實現順利轉型的重要契機。
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