摘 要
探讨了700 MHz频段在5G网络建设中的挑战与机遇。700 MHz频段因低频特性，具有优越的覆盖能力和穿透力，适合城区、县城的深度覆盖以及农村区域的广覆盖，但在建网过程中面临干扰、带宽不足和天面资源紧张等问题。通过与2.6 GHz协同应用及载波聚合技术，可提升上行容量与用户体验。同时，结合700 MHz的传播特性，探索其在海域和轮船等复杂环境中的应用，为未来多样化通信场景提供广阔前景。
引 言
随着中国移动与中国广电签署5G共建共享合作框架协议，2家公司基于“平等自愿，共建共享，合作共赢，优势互补”的总体原则，开展5G共建共享，以及内容和平台的合作。700 MHz建网也正式拉开序幕，研究700 MHz在建设过程中所面临的挑战与机遇，以及700 MHz在未来的主要应用场景，对后续的网络建设和维护有着非常重要的意义。
0 1 700 MHz频谱概况
1.1 700 MHz频段资源
工信部发布《关于调整700 MHz频段使用规划的通知》，702～798 MHz频段被调整用于移动通信系统，并将703～743/758～798 MHz频段规划用于频分双工（FDD）工作方式的移动通信系统（2×40 MHz）；其中700 MHz频段703～733 MHz/758～788 MHz（2×30 MHz）已明确用于中国移动700 MHz NR系统的建设。中国5G频段分布情况如表1所示。
表1 中国5G频段分布情况
1.2 700 MHz频段无线电波特征
700 MHz网络因其低频特性，有着极佳的覆盖能力和穿透能力，同时相对运营商已有的高频网络有明显的性能优势。因此700 MHz网络更适合底层网络深度覆盖和低价值的农村区域广覆盖的网络建设［1］。
1.3 700 MHz速率情况
虽然700 MHz频段穿透能力强，但30 MHz带宽的上下行容量有限［2］。当采用4TR时，单用户上、下行峰值速率为179 Mbit/s、348 Mbit/s，约为2.6 GHz 64TR的2/3、1/5；700 MHz 5G小区上、下行平均吞吐量仅为2.6 GHz 64TR的1/4、1/8；差距较为明显。
0 2 700 MHz建网所面临的挑战
2.1 700 MHz干扰问题
700 MHz移频过程中，干扰问题突出，存在用户体验差的风险［3］；当前700 MHz干扰主要来自广播电视塔的干扰和有线数字电视末端放大器干扰。其中广播电视塔由于全国数量大，不同城市频率不固定，移频需要一定周期；有线数字电视末端放大器干扰由于干扰源众多且点位分散，排查难度大，需要结合后台干扰分析及现场扫频，确认干扰源位置，再根据实际情况制定相关处理方案，如末端同轴电缆进行光改、更换分配器、重做线路接头等［4］。
2.2 700 MHz带宽受限
由于700 MHz的带宽受限，需与2.6 GHz协同提升资源利用效率和用户体验。700 MHz覆盖能力强，极易吸纳2.6 GHz弱覆盖区域（如无室分场景）用户；但带宽受限，容易造成小区频谱效率低，导致网络拥塞；2.6 GHz为优先驻留频段，形成连续覆盖后也容易驻留大量用户，造成2.6 GHz与700 MHz间利用率差异较大。如果上行视频直播大包用户驻留在2.6 GHz远点，则频谱效率低，无法满足业务需求，用户感知差；同样如果下行4K+VR大包用户驻留在700 MHz频点，则容量受限，业务感知差［5］。
2.3 天面资源紧张
现网天面资源紧张，700 MHz建设面临天面不足和租金增加的双重挑战；多频段组网演进也导致5G部署面临天面紧张的问题；且铁塔服务费逐年增长，运营商的OPEX支出也随之增长。
0 3 700 MHz建网所面临的机遇
3.1 700 MHz覆盖能力强
700 MHz由于其低频特性，覆盖能力强，有助于增强城区/县城深度覆盖，实现农村广覆盖。在城区/县城场景：700 MHz频段相比2.6/2.1 GHz频段的覆盖能力提升14 dB以上；在农村场景：700 MHz频段相比2.6GHz频段的覆盖能力提升7.8 dB，相比2.1 GHz频段提升6 dB；覆盖提升明显［6］（见图1）。
图1 700 MHz与其他频段覆盖增益对比
3.2 700 MHz边缘上行优势
在700 MHz网络的覆盖边缘，用户上行体验速率有优势，可弥补2.6 GHz上行的不足；但峰值及容量受限，可综合考虑用户体验及成本进行组网。当城区站间距为570 m时，单用户边缘上行速率可达3.1 Mbit/s；当农村站间距为1 000 m时，单用户边缘上行速率可达3.5 Mbit/s；可有效提升用户感知［7］。
3.3 700 MHz与2.6 GHz多频协同应用
中国移动上行通过700 MHz和2.6 GHz的协同，采用载波聚合技术，发挥700 MHz优势，可以快速提升上行容量与用户体验。
700 MHz频段具有信号覆盖范围广、信号传输损耗小、绕射能力强、建设成本较小等方面的特性。然而，由于700 MHz带宽频谱资源有限，可分配的载波带宽较小，单个用户设备的峰值和系统容量也比2.6 GHz的低，这使得支持大带宽业务的压力更大。
700 MHz和2.6 GHz上下行载波聚合功能利用多频段间的载波协同，实现了中低频段互补，使得FDD广覆盖能力补充大带宽优势。TDD覆盖的短板，扩大了TDD下行的700 MHz与2.6 GHz网络频段差异大，引入CA功能可以很好地发挥频谱优势，提升上下行用户体验，将大大提高5G网络的覆盖性能和系统容量。
3.3.1 CA基本原理
载波聚合分为带内连续载波聚合（Intra-Band，Continuous）、带内非连续载波聚合（Intra-Band，Noncontinuous）、带间非连续载波聚合（Inter-Band，Noncontinuous）。在独立组网（SA）架构下，gNB作为UE的MCG（Master Cell Group），PCell为UE与gNB建立初始RRC连接的小区。在MCG中，SCell与PCell组成载波聚合。MCG的PCell通过Ng口与核心网5GC通信，PCell和SCell通过Uu口与UE通信［8］。
3.3.2 CA部署及效果
3.3.2.1 区域选取及站点分布
统计了网格区域下700 MHz与2.6 GHz的站点规模、共站比例、业务量等相关情况，区域内700 MHz站点个数为42个；2.6 GHz站点个数为42个；FNR：TNR=1：1；本次选取的站点700 MHz与2.6 GHz均为共站站点，本次涉及5G小区250个，其中700 MHz和2.6 GHz小区均为125个。
3.3.2.2 效果对比
本次选取了3款终端（终端A、终端B、终端C）进行了定点测试验证，这3款终端均支持700 MHz与2.6GHz下行载波聚合，只有终端A支持上行CA，其余2款不支持上行CA，相关测试对比情况如表2所示。
表2 不同终端不同制式测速情况
对商用终端的CA验证发现，CA功能相对于2.6 GHz，下行速率大约提升10%，但对于700 MHz用户，在开启载波聚合状态下，下行速率提升明显，提升后的速率是之前的5～6倍。
3.3.2.3 建议与总结
2.6 GHz与700 MHz载波聚合的开启能有效提升用户感知，对比开启CA前后，覆盖电平提升2～3 dBm，2.6 GHz站点下行速率较开启CA前提升10%，700 MHz站点下行速率提升5~6倍，鉴于现在5G终端兼容性问题，部分终端不支持上行CA，后期可根据终端发展情况区域性部署CA功能，提升用户感知。
0 4 700 MHz应用场景
随着5G 700 MHz站点在农村区域的大规模建设入网，山区农村5G广覆盖进一步提升，有效提升了农村用户的使用感知及农村区域5G信号的覆盖率。为进一步探索700 MHz的应用场景，拓展5G网络的覆盖延伸，目前已在推进用于海域及轮船的700 MHz 5G信号覆盖。
4.1 海域覆盖
海域覆盖，即通过700 MHz低频段的覆盖能力优势，在沿海、岛屿建设700 MHz 5G基站，以增强海域的信号覆盖，满足过往船只及渔民的通信需求［9］。如图2和图3所示，4G由于频段原因，在海域覆盖上电平衰落较大，覆盖较差；700 MHz由于频段优势，覆盖电平则明显优于4G；且根据测试情况，平均上传速率为19.54 Mbit/s，平均下载速率为77.22 Mbit/s，可基本满足用户在海上通信需求。
图2 海域上4G RSRP覆盖测试结果
图3 海域上700 MHz RSRP覆盖测试结果
4.2 轮船覆盖方案
作为海域覆盖的延伸，由于轮船在海上航行具有移动性，较大的船只内部结构相对复杂、存在隔档，船体信号衰减大导致舱室内弱覆盖，室外宏站无法满足覆盖需求。
在船外侧5G信号较好的情况下，通过无线信号放大，实现信号增强。可采用XDAS数字微分布系统或无线直放站，该类产品本身并非信源，只是将接收天线接收到的信号进行放大，实现方便简单。
当轮船海航远离岸边，在陆地5G基站有效覆盖距离之外的轮船可考虑接入卫星链路。目前已在研发试用一款5G（700 MHz）+卫星双模网关产品，实时检测5G（700 MHz）与卫星通信链路性能情况，智能选择网关数据通信链路出口，同时为用户提供统一的WiFi信号接入，实现无感切换［10］。
0 5 研究成果及意义
通过研究700 MHz建网所面临的挑战与机遇，充分发挥700 MHz的频段及上行优势，并与2.6 GHz进行多频融合组网，打造精品5G网络；并对700 MHz面临的挑战进行分析规避，扬长避短。最后总结700 MHz的应用效果与应用范围，实现700 MHz应用场景多元化；特别是对于新场景的应用延伸——海域覆盖及轮船覆盖，将700 MHz 5G信号覆盖拓展至大海深处，助力轮船远航通信。
参考文献
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［6］ 辛正明，孙剑峰，杨嬛，等.5G 700M 信号覆盖增强模型探索及应用［J］. 通信与信息技术，2023（z1）：65-68.
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