通信技术
三大运营商频谱演进之路
乔雅莉1，丁 远2
（1.中国移动通信集团广东有限公司，广东 广州 510623；2.中通服咨询设计研究院有限公司，江苏 南京 210009）
摘要： 移动通信的发展离不开合理的频谱规划，而规划的频谱也无法完全适应通信快速变化的节奏。三大运营商从2G至如今的5G，频谱经过不断的重组、融合、复用、退频、置换后，可适应未来“4G+5G”两张目标网络。文章罗列三大运营商所分配的所有频谱，分析其最初规划目的及当前使用情况，分别阐述2G、3G、4G频谱的演进之路及5G频谱置换计划，为未来4G/5G共存的目标网络提供频谱资源和组网方案。
关键词： 5G；频谱；演进；运营商
1 概 述
移动通信的发展离不开频谱的合理规划，同时网络越来越复杂。当前，三大运营商都经营着2G、3G、4G、NB以及5G“五世同堂”的复杂网络。如表1所示，三大运营商在网运营的网络基本上集中在900 MHz、1 800 MHz和2 100 MHz三个频段，另中国移动还有2 600 MHz频段。复杂的网络使基站电源、机房空间、天馈杆体、承载容量以及核心网资源不堪重负，同时给频谱资源带来了巨大挑战[1]。
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2 2G频谱演进之路
中国电信之前无2G网络，经过2008年六大运营商重组为三大运商后，联通将CDMA2000出售给电信，因此形成了三大运营商均有2G网络的局面，即中国移动和中国联通均有GSM900和DCS1800网络，中国电信有CDMA网络。
表1 三大运营商目前在网的网络制式
中国联通GSM900只有6 MHz带宽，但2019年开始，中国移动将腾退904～909 MHz/949～954 MHz频段给联通（联通将TDD频段腾退给移动），补齐了其900 MHz低频资源短板，更利于实现其“4G+5G”两张网的5G网络长期演进目标[2]。2018年开始，不限流量套餐的推广带来了流量指数级增长，原来的4G网络和频谱已经无法满足市场的需求。于是，联通开始将GSM900和GSM1800网络改造升级重耕用于FDD和NB网络。
中国电信接手CDMA网络后大搞建设，网络覆盖情况与中国移动不相上下，并不断升级改造网络，将CDMA 2G网络逐渐演进为CDMA2000 1x 3G网络，再演进为CDMA2000 1x EV-DO，同时支持2G语音和3G数据业务。随着4G和NB网络的深入布局，将此频段再次复用，使2G、3G、4G以及NB共模复用此段频谱[3]。
5G频谱划分方案的确定，给5G建设奠定了坚实基础。全国范围5G系统试验频率使用许可的发放，有力保障了各基础电信运营企业在全国范围开展5G系统组网试验所必须使用的频率资源[5]。另外，中国广电已获得5G商用牌照，将采用700 MHz的黄金频段独立组网。
随着运营商大力推广Vo-LTE，2G终端退出历史舞台。目前，三大运营商均出台相关计划在未来几年将2G清频退网。
表2 三大运营商2G频谱应用
3 3G频谱演进之路
2013年工信部给三大运营商均发放了TDD商用牌照，但由于系统兼容性和TDD的性能特点，中国联通和中国电信并未真正建立整个TDD网络。
中国电信使用FDD1800建设4G网络，其中1 875～1 880 MHz共5 MHz用做TDD和FDD的隔离带，因此实际下行只有15 MHz。而后期与移动频谱置换计划填补了这一缺憾。
4 4G频谱演进之路
3G三大国际标准WCDMA、CDMA2000和TDSCDMA在我国均有运营，即中国联通运营WCDMA网络、中国电信运营CDMA2000网络和中国移动运营TD-SCDMA网络。其中，WCDMA为国际主流制式，技术和应用更为成熟。而TD-SCDMA网络由我国自主研制，催生了一大批通信产业快速成长，为我国通信追赶欧美国家做出了巨大贡献。
中国联通获得FDD牌照后，开始大力部署FDD网络，同时亦复用GSM900（加上移动置换的5 MHz，共计11 MHz带宽）用于FDD网络。TD-LTE频段将清频给移动5G使用。
中国移动能够由TD-SCDMA完美地演进至LTETDD，需要大力建立和发展TDD网络。目前，它划分为E频段（室内使用）、F频段（室外使用）和D频段（室外使用）。2018年中国移动获得了FDD牌照，开始大范围建立FDD900M系统和FDD1800系统。
随着3G终端退出市场，3G网络亦退出历史，未来将过渡升级至4G网络，如中国移动TD网络大部分都已直接软件升级至TDD-F频，其他3G设备正有续清频退网用于TDD或FDD网络。据悉，2020年中国移动将完成全部3G网络的退网[4]。
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表3 三大运营商4G频谱应用
5 5G频谱划分与置换计划
2018年12月6日，三大运营商5G频普分配方案终于落定。5G频谱具体分配如图1所示。
中国移动2G网络采用分层网络，即利用GSM900网络满足覆盖需求，DCS1800网络成为吸收话务量的主流。随着数据业务的发展，将GSM900划分5 MHz给EDGE网络（熟称2.5G网络）。2018年中国移动获得了FDD 4G牌照，开始了重耕此段频谱，即将GSM、FDD和NB共模复用（简称GNF）。三大运营商2G频谱应用，如表2所示。
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三大运营商4G频谱应用，如表3所示。
由于移动获得的2.6 GHz中160 MHz带宽的频谱中较为复杂，不仅包含自身D频，还包括中国联通和中国电信（以下简称“电联”）的TDD频段。因此，为使移动获得完整的160 MHz带宽资源，电联必须清频。作为交换条件，移动将自身一部分优势频段清频给电联，具体为：（1）中国移动将腾退904～909 MHz/949～954 MHz给予中国联通；（2）中国移动将腾退1 880～1 885 MHz给予中国电信，中国电信将这5 MHz用于TD和FDD的隔离带，从而使中国电信1 860～1 880 MHz有完整的20 MHz带宽；（3）中国联通将腾退2 555～2 575 MHz给予中国移动；（4）中国电信将腾退2 635～2 655 MHz给予中国移动；（5）原小灵通占用的1 900～1 920 MHz频段清退给中国移动，从而使移动拥有完整的从1 885～1 920 MHz的35 MHz频段[6]。本次频率置换和调整不仅是为5G商用铺路，也是三方各取所需的整合过程。
FA60高剪切分散搅拌机（上海达平仪器公司）；SYD-2801针入度试验器（上海昌迪地质仪器有限公司）；SYD-2806E沥青软化点试验仪（上海华岩仪器公司）；SDY-4508D沥青延度试验器（上海昌迪地质仪器有限公司）；MDJ-2数控马歇尔试件自动击实仪（沧州中建精密仪器有限公司）；SYD-0709马歇尔稳定度试验仪（上海昌迪地质仪器有限公司）；HYCZ-1全自动车辙试验仪（中科东华实验仪器有限公司）；LD716全自动劈裂试验仪（中科东华实验仪器有限公司）。
图1 国内5G频谱分配
6 结 论
即将步入2020年，迎来5G时代。2G语音将逐渐被4G-VoLTE代替，3G不久后将退网。未来的10年，三大运营商的目标网络均将只有4G+5G两种网络共存。汇总总结上述三大运营商频谱的演进、置换之路及目标网络如表4所示。
表4 运营商频谱应用总结
续表4
参考文献：
[1] 何廷润.移动通信大发展战略下频谱资源的重耕与调整[J].通信世界，2018，（10）：19.
[2] 罗晓哲.移动通信频谱重耕的实施策略研究[J].信息与电脑（理论版），2017，（24）：178-179.
[3] 安明明.移动通信网络频谱资源分配管理仿真[J].计算机仿真，2017，（9）：172-173.
[4] 徐大钧.5G移动通信中的动态频谱共享简述[J].中国无线电，2017，（8）：26-27.
[5] 张冬晨.2G频率重耕关键问题研究[J].电信工程技术与标准化，2015，（6）：12-13.
[6] 刘文捷.浅谈移动通信频谱重耕的价值与实施策略[J].中国新通信，2017，（5）：55.
Way of Spectrum Evolution of Three Major Operators
QIAO Ya-li1，DING Yuan2
（1.China Mobile Communications Group Guangdong Co.，LTD.，Guangzhou 510623，China；2.China Information Consulting & Designing Institute Co.，Ltd.，Nanjing 210009，China）
Absrtact： The development of mobile communication is inseparable from reasonable spectrum planning，and the planned spectrum can not fully adapt to the fast changing rhythm of communication. From 2G to 5G，the spectrum of the three operators can adapt to the future "4G+5G" two target networks after continuous reorganization，fusion，multiplexing，de frequency and replacement. This paper lists all the spectrum allocated by the three major operators，analyzes its original planning purpose and current use，and expounds the evolution of 2G，3G，4G spectrum and 5G spectrum replacement plan respectively，so as to provide spectrum resources and networking scheme for the target network with 4G/5G coexistence in the future.
Key words： 5G；spectrum；evolution；operators
doi： 10.19399/j.cnki.tpt.2019.11.052
收稿日期： 2019-08-19
作者简介：
乔雅莉（1982-），女，河北邯郸人，硕士，网络安全中级工程师，主要研究方向为移动通信技术、网络安全与信息安全技术；
丁 远（1983-），男，江西丰城人，硕士，讲师，通信工程师，主要研究方向为移动通信技术和无线网络优化。
标签：5g论文; 频谱论文; 演进论文; 运营商论文; 中国移动通信集团广东有限公司论文; 中通服咨询设计研究院有限公司论文;