【2022年第7期】5G 700 MHz覆盖分析

目录 |《移动通信》2022年第7期

基于知识表示学习的通信辐射源威胁评估方法

面向频谱监测的无人机感知数据回传方法

基于深度学习的FDD大规模MIMO系统下行CSI反馈技术

分布式场景仿真中的空间坐标转换研究

Wi-Fi环境下基于注意力机制及深度学习的鲁棒被动感知技术

基于蚁群优化的大规模自组网MPR选择算法

基于自适应形态学的探月雷达噪声压制方法

基于小波分析的手势无线感知方法

基于机器学习的5G精准营销模型

基于MR采样用户定位的高负荷扇区优化

Massive MIMO PRB利用率评估

复杂海洋环境下运动目标回波信号建模及仿真

《移动通信》

2022年第7期 · 研究与探讨 05

5G 700 MHz覆盖分析

高松

【摘 要】从700 MHz当前面临的干扰挑战、基本原理、链路预算及验证测试等方面，重点讨论700 MHz在县城及城区不同场景的覆盖能力，研究在核心城区、一般城区及县城中700 MHz建设的规模ASPMEX。并通过与其他频段的对比分析，同时结合实测结果，归纳总结700 MHz的优势，给出不同场景下建站的规划建议，总结值得归纳的经验，供同行参考和研究。

【关键词】700 MHz；干扰；频段介绍；深度及广覆盖

doi:10.3969/j.issn.1006-1010.2022.07.016

中图分类号：TN959.74 文献标志码：A

文章编号：1006-1010(2022)07-0088-09

引用格式：高松. 5G 700 MHz覆盖分析[J]. 移动通信, 2022,46(7): 88-96.

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0 引言

众所周知，无线电波的物理特性是频率越低，传播损耗越小，覆盖距离越远，而且绕射能力越强，建筑物室内覆盖效果越好ASPMEX。700 MHz相比5G中高频段（如中国移动2.6 GHz及高频毫米波），具有穿透力强、覆盖范围广、传输损耗低等优良特性，适合大范围网络覆盖，并且FDD相比TDD具有时延低、可增强上行、打造高低频立体网的优点。

随着2020年底三大运营商SA商用，5G网络进入到成熟运营、快速发展用户的新阶段ASPMEX。中国移动重点考虑网络如何持续领跑，在5G 2.6 GHz覆盖基础上如何进一步提升网络性能、降本增效等是网络的发展必然趋势。如图1所示，目前中国广电在700 MHz上拥有整个100 MHz的带宽频谱资源，但由于历史原因，700 MHz频谱由各地广电申请分配使用，目前省内各地市尚不统一。经过工信部发文明确700 MHz用于FDD制式的移动通信后，当前中国广电清频后可用于5G移动通信网络的频段为703—733 MHz/758—788 MHz。如图2所示，中国移动将通过利用中国广电的700 MHz频谱和中国广电进行共建共享，以实现中国移动现有2G&3G&4G&5G网络+700 MHz 5G网络共存的全场景全方位无缝网络覆盖，为客户提供优质网络新体验。

1 700 MHz目前面临的干扰

700 MHz 5G网络要正常使用，至少需要清频8个广播频道才能保证正常的覆盖需求，即DS-37/DS-38/DS-39/DS-40/DS-44/DS-45/DS-46/DS-47ASPMEX。同时考虑到700 MHz频率许可变更及中国广电5G网络隔离度的要求，未来时间内整个DS-36～DS-49频段一共14个广播频道均需要清频，如图3所示：

结合当前全国各地扫频情况来看，中国广电各地频率占用情况不一，但均对700 MHz频段造成强干扰，干扰信号主要为8 MHz带宽的广播，其他为毛刺类脉冲信号ASPMEX。实测700 MHz干扰将显著降低拉网速率，甚至导致接入失败。

2 3GPP 700 MHz频段分配说明

3GPP协议将700 MHz频段定义为N28，目前支持30 MHz带宽，采用FDD结构，子载波间隔为15 kHzASPMEX。FDD DL/UL Subframe频域上互相隔离，同时上传和下载数据，上下行均为5 ms帧结构。FDD没有上下行子帧切换的问题，更适合低时延保障，一个无线帧10 ms，包含10个1 ms的子帧。目前在30 MHz带宽下，1T2R终端下行理论峰值速率340 Mbps，上行峰值速率170 Mbps。

表1为FDD制式的主要频段对照表：

3 700 MHz理论覆盖距离分析

链路预算：如图4所示，给定边缘用户吞吐率要求，通过链路预算得到最大允许路径损耗（MAPL, Maximum Allowable Path Loss），再结合传播模型计算得到小区覆盖范围ASPMEX。

最大允许路损反映的是终端边缘覆盖信号电平下允许的最大损耗，包含穿透损耗、衰落、自由空间传播等损耗，可以通过确定损耗值反推出覆盖距离ASPMEX。

3.1 典型损耗比较

如图5所示，穿透损耗与建筑物等的材质有很大关系ASPMEX。以混凝土建筑为例，700 MHz频段相比5G 中高频段，具有穿透力强、覆盖范围广、传输损耗低等优良特性，在穿损上，700 MHz相对其他频段均有较大优势，可以较大程度地提升5G深度覆盖。

如图6所示，自由空间的传播损耗上，700 MHz也有较大的优势，在无遮挡的空旷区域，700 MHz相对其他频段覆盖更远，需要站点数更少ASPMEX。

3.2 700 MHz与其它频段参数对比分析

5G 700 MHz与4G/5G结构参数方面存在较多共同点，主要差异在带宽、终端天线配置及基站天线配置方面，如表2所示ASPMEX。

如表3所示，站间距为1 000 m场景下，对比理论状态下700 MHz与4G/5G其他频段覆盖速率差异，700 MHz在带宽不占优势的情况下，在弱场环境下上行边缘速率均要占优ASPMEX。

3.3 链路预算参数设置

上行速率5 Mbps，满足1 080P上网体验；上行速率3 Mbps，可满足用户720P上网体验ASPMEX。农村建议满足行政村VONR业务。按照上行3 Mbps和上行5 Mbps覆盖半径，评估RSRP需求，参考如表4：

以典型场景为例，综合考虑覆盖区域的不同建筑穿透损耗，以及5G eMBB场景不同频段上行参数设置差异，可以看到表5中NR 700 MHz的优势明显，穿透损耗小、无线传播损耗小，NR 700 MHz比NR 2.6 GHz增益10.6 dB，相比NR 3.5 GHz增益14.2 dBASPMEX。

3.4 传播模型选择

5G NR协议38.901、36.873中提到了UMi（Urban Micro）、Uma（Urban Macro）和RMa（Rural Macro）三种无线传播模型，其中UMi适用于微站场景，宏站链路预算使用的是UMa和RMaASPMEX。为了对比覆盖距离，所有频段均使用UMa模型。

模型的传播损耗表达式分为LOS和NLOS两种场景，链路预算方面，本文主要关注NLOS场景ASPMEX。UMa的路损表达式如式(1)。

3.5 700 MHz频段覆盖半径（链路预算结果）

以密集城区-核心城区、密集城区-一般城区为例，分别计算了700 MHz、2.6 GHz、3.5 GHz、4.9 GHz频段理论覆盖半径，通过覆盖半径可以估算出700 MHz相对于2.6 GHz网络的建设规模比例ASPMEX。经计算得出核心城区700 MHz与2.6 GHz站点建设规模比为1: 3.4，可见700 MHz频段覆盖优势非常明显，可以节约投资，非常适合城市深度覆盖及农村广覆盖场景。

（1）密集城区-核心城区覆盖分析

密集城区核心区域，按照UL 3 Mbps/DL 40 Mbps和RSRP-91 dBm做链路预算，不同频段的链路预算结果，如图8、表6所示ASPMEX。

参照当前2.6 GHz/3.5 GHz NR网络的规划指标及站间距，结合700 MHz网络设计目标以及链路预算结果，对应站点比例如表7所示ASPMEX。

（2）密集城区-一般区域覆盖分析

密集城区一般区域，按照UL 3 Mbps/DL 40 Mbps和RSRP-94 dBm做链路预算，不同频段的链路预算如图9、表8所示ASPMEX。

参照当前2.6 GHz/3.5 GHz NR网络的规划指标及站间距，结合700 MHz设计目标以及链路预算结果，对应站点比例 如表9所示ASPMEX。

4 700 MHz覆盖能力相关验证测试

为验证700 MHz覆盖能力情况，从单站、深度覆盖、道路遍历测试3个维度阐述说明实际测试情况ASPMEX。如图10所示，在实际的站点规划中，700 MHz要同时兼顾室内深度覆盖，站间距的规划小于链路预算的站间距。如图11所示，相同边缘速率情况下，实测电平值高于链路预算所要求的电平值，更能体现出700 MHz在深度覆盖方面的优势。

4.1 700 MHz单站能力测试

选取某700 MHz小区进行测试ASPMEX，带宽配置为30 MHz，使用Mate30 Pro手机选取好中差点进行定点上传下载速率测试，峰值下载速率327 Mbps、峰值上传速率139 Mbps，测试结果如表10、图12所示：

4.2 700 MHz深度覆盖能力测试

选取市区某站点对室内一楼定点深度覆盖测试ASPMEX，3个小区覆盖方向主要为中低层住宅，3个小区基础信息如表11所示：

3个小区测试环境示意图如图13所示：

各楼宇1层与地下室距离基站距离与RSRP分布图如图14所示ASPMEX。

从图12可以看出：

（1）中低层一楼室内定点测试RSRP随楼宇与基站距离的拉远逐渐衰减ASPMEX，距离基站400～500 m范围内楼宇一楼室内RSRP在-100～-120 dBm区间内，覆盖基站距离大于500 m时，楼宇室内一楼无覆盖；

（2）地下室室内定点测试，距离基站距离小于350 m时RSRP在-100～-120 dBm之间波动，距离基站大于400 m时，楼宇地下室无覆盖ASPMEX。

4.3 700 MHz道路遍历测试

覆盖对比测试以700 MHz站点分布为中心，在一个连片的主城区内，700 MHz/800 MHz/FDD 1 800 MHz/2.6 GHz遍历性测试数据进行统计分析，如表12所示ASPMEX。

各频段RSRP与SINR轨迹如表13所示ASPMEX。

5 结束语

700 MHz具有覆盖范围广的优势，同时传播损耗低，能有效提升室内深度覆盖ASPMEX。采用上下行双通道的频分FDD模式天然具有网络时延低的优势，多普勒频偏小，移动信号稳定好。5G时代，中国移动与中国广电在“黄金频段”700 MHz的建设合作，不仅有利于中国移动5G网络的多层组网、立体覆盖、降本增效，而且可帮助中国迅速建成覆盖全国的5G网络。

参考文献：（上下滑动浏览）

[1]朱雪田. 3GPP R16的5G演进技术研究[J].电子技术应用,2020,46(10):1-7+13.

[2] Sengupta A, Alvarino A R, Catovic A, et al. Cellular Terrestrial Broadcast--Physical Layer Evolution From 3GPP Release 9 to Release 16[J]. IEEE Transactions on Broadcasting, 2020(7).

[3] 张国庭,肖婧婷,杨明. 不同频段5G覆盖对比评估与分析[J]. 广播与电视技术,2020,47(7): 102-108.

[4] 电信工程技术与标准化编辑部. 中国移动与中国广电启动“5G战略”合作[J]. 电信工程技术与标准化, 2021,34(2): 71.

[5] Modeas I, Kaloxylos A, Merakos L, et al. An Adaptive and Distributed Network Selection Mechanism for 5G Networks[J]. Computer Networks, 2021,189(2): 107943.

[6] 查先毅,王孝周,张传达. 论700M LTE网络广域覆盖发展策略[J]. 通信与信息技术, 2017(5): 3.

[7] 胡刚,冯志强,杨柳. 700M NR覆盖能力分析[C]//5G网络创新研讨会(2020). 北京: TD产业联盟,《移动通信》杂志社, 2020: 184-188.

[8] 吴俊卿. 5G通信系统深度覆盖分析与研究[J]. 移动通信, 2019,43(4): 57-62.

[9] 颜军. 700M 5G网络覆盖能力分析[J]. 江苏通信, 2021,37(5): 10-15+19.

[10] 罗莹,刘涛,余嗣兵,等. 5G 700M天面网络系统建设及应用策略[J]. 信息技术与信息化,2021,38(18): 3.

[11] 万朝辉,严文发,吴丽雯,等. 700M频段在边缘城区的SPM传播模型校正研究[C]//5G网络创新研讨会(2021). 北京: TD产业联盟,中国电子科技集团公司第七研究所, 2021: 50-53.

[12] 靳昊. 700M特性与商用部署探讨[J]. 中国新通信, 2020,22(19): 47-48.

[13] 何华勇,刘仿生,赵亚亮. 5G 700 MHz网络在海域通信覆盖的应用前景分析[J]. 中国新通信, 2021(10).

[14] 陈流伟. 700MHz解决喀斯特地貌区5G覆盖问题[J]. 通信世界, 2021(7): 5.

[15] 向中秋,黄学敏,赵培,等. 基于700MHz频段的5G NR系统仿真及覆盖能力分析[C]//5G网络创新研讨会(2021). 北京: TD产业联盟,中国电子科技集团公司第七研究所, 2021: 239-243

[16] 曹希桓,王海兵. 5G低频组网在化工工业园区覆盖能力的探索分析[J]. 石油化工自动化, 2021,57(S1): 78-82.

[17] 张文俊,林延. 5G网络覆盖能力提升策略研究[J]. 电信快报, 2021(9): 17-20+24.

[18] 祁瑞丽,郭学涛,王鹏颖,等. 5G深度覆盖组网方案研究[J]. 信息技术与信息化, 2020(12): 173-177.

[19] 张平,沈八中,金石,等. 5G核心技术与增强[M]. 北京: 清华大学出版社, 2021. ★

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★原文发表于《 移动通信》2022年第7期★

doi:10.3969/j.issn.1006-1010.2022.07.016

中图分类号：TN959.74 文献标志码：A

文章编号：1006-1010(2022)07-0088-09

引用格式：高松. 5G 700 MHz覆盖分析[J]. 移动通信, 2022,46(7): 88-96.

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