通信世界网消息（CWW）5G网络已启动建设，研究如何简化2G/3G/4G网络、将其频率资源用于5G网络发展是重要课题。对标中国联通及竞争对手现有的频率资源，分析了用户、终端、语音及数据业务承载现状。基于4G初期终端渗透情况进行了4G、5G流量预测，结合4G开网后3G/4G流量历史发展情况，研判4G业务拐点将在2021年上半年出现且4G流量将长期维持在一定水平。综合考虑5G设备、终端发展路标，建议2021年优先重耕2.1 GHz 补充5G深度及上行覆盖，保留1.8 GHz长期作为4G主力承载频段。
引言
5G网络已启动建设，中国联通现运营2G/3G/4G/5G 4张网络，并在高中低频均有频段部署。本文将结合中国联通网络频率现状、4G业务拐点预测、产业链进展，研究面向5G演进的网络频率资源使用策略。
1.移动网络现状
1.1频率对标
1.1.1 1 GHz以下频段
中国移动：现有GSM900上行/下行890~909/935~954 MHz，共计38 MHz；根据工信部将加快900 MHz频段的腾退工作，并将腾退904～909和949～954 MHz的2×5 MHz频率资源分配给中国联通。
中国联通：现有GSM900上行/下行909~915/954~960 MHz，共计12 MHz。中国移动腾退10 MHz后有22 MHz。
中国电信：现有CDMA800上行/下行825~835/870~880 MHz，共计20 MHz。
900 MHz重分配后，1 GHz以下频谱3家基本均衡。
1.1.2 1~2.6 GHz频谱
中国移动：现有GSM1800M上行/下行1 710~1 720/1 805~1 815 MHz，20 MHz， 3G TDD 1 905~1 915、2 010~2 025 MHz，25 MHz，4G TD-LTE 1 880~1 900、2 320~2 370、2 575~2 635 MHz，130 MHz，共计175 MHz。
中国联通：现有GSM1800上行/下行1 735~1 745/1 830~1 840 MHz，20 MHz，3G FDD上行/下行1 940~1 955/2 13~2 145 MHz，30 MHz，FDD-LTE上行/下行1 745~1 765/1 840~1 860 MHz，40 MHz，TD-LTE 2 300~2 320 MHz，20 MHz，共计110 MHz。
中国电信：现有3G FDD上行/下行1 920~1 935/2 110~2 125MHz，30 MHz，FDD-LTE 1 765~1 780，1 860~1 875 MHz，30 MHz，TD-LTE 2 370~2 390 MHz，20 MHz，共计80 MHz。
2019年12月9日至12月13日，3GPP RAN第86次全会在西班牙的锡切斯举行。在本次会议上，中国联通、中国电信联合牵头的在2.1 GHz频段上增加50 MHz带宽的项目成功立项。相关工作预计在2020年3月完成。中国联通早在2019年9月，已经成功完成在2.1 GHz频段增加25 MHz带宽的立项，这次中国联通联手中国电信将50 MHz带宽加入到该项目中。
在1~2.6 GHz频谱，中国联通在FDD中频优势明显。
1.1.3 2.6 GHz以上频谱
中国移动：2 515~2 675、4 800~4 900 MHz频段，其中2 515~2 575、2 635~2 675和4 800~4 900 MHz频段为新增频段，共计200 MHz。2 575~2 635 MHz频段为重耕中国移动现有的TD-LTE（4G）频段。
中国联通：3 500~3 600 MHz共100 MHz带宽。
中国电信：3 400~3 500 MHz共100 MHz带宽。
2.6 GHz以上频谱中国移动占优势。
1.2 频率使用现状
中国联通目前在现有频段上使用情况如下：
2100M：4G容量+3G语音主力承载网。
1800M：4G主力承载网（数据主力+VOLTE承载）+2G语音打底网。
900M：LTE基础覆盖网，承担中低速数据+VoLTE+物联网业务。
1.3业务现状
1.3.1 语音业务
语音业务总量呈小幅下降趋势，2019年7月同比下降14.2%，3G话务量占比呈上升趋势，2019年7月较2018年7月上升6.3%。
图1示出的是2019年语音业务发展趋势。
图1 2019年语音业务发展趋势
1.3.2 数据业务
数据业务总量稳步上升，2019年以来月均增幅2%，较2018年放缓；4G流量占比趋于平稳，2019年以来稳定在98%。
图2示出的是2019年数据业务发展趋势。
图2 2019年数据业务发展趋势
1.4 用户和终端现状
全网终端数稳步上升，2019年7月非物联网终端同比增加7.6%，物联网终端同比增加8.8%，非物联网终端占比较稳定，2019年7月占比74.3%。
图3示出的是全网终端现状。
图3 全网终端现状
非物联网终端中4G终端持续增加，2019年7月同比增加4.8%，3G终端在2018年10月较9月增加23万，10月后至今趋于稳定，2019年7月同比增加76.6%；2G终端持续下降，2019年7月同比减少47.3% 。2019年7月4G、3G、2G终端占比分别为83.3%、7.5%、3.7%。
图4示出的是非物联网终端统计。
图4 非物联网终端统计
2019年以来2G终端中物联网终端占比略有波动，7月份达到38.4%。
图5示出的是2G终端中物联网终端占比。
图5 2G终端中物联网终端占比
1.5 现状小结
当前3家运营商高中低频率资源基本相当。中国联通现有频段中，1 800 MHz频段目前为4G主力承载频段， 900 MHz为4G的基础覆盖层，2 100 MHz为4G的容量补充和语音的主力承载层。
2. 4G流量拐点预测
2.1 基于3G/4G业务历史流量的5G业务拐点预测
回顾4G开网前后3G流量情况：
随着4G 2014年开网且逐步规模化部署，开网半年后（2014年11月）3G流量到达顶点开始下降，考虑到4G开网初期终端已成熟，终端渗透率较高，而现阶段5G终端尚不成熟，预测4G流量拐点出现时间点较3G的开网半年将推迟1年左右到2021年。
尽管3G流量占比迅速下降，但3G流量绝对值在2016年底达到最低点后，2017年随着4G不限量套餐的推出，以及视频业务成为4G杀手级应用，用户的数据使用习惯发生变化，DOU和4G流量快速上升，回落3G流量增加，使得3G流量在2017年开始逐步上升，随着2020年以来4G流量逐步平稳，3G流量也趋于平稳。据此推断，未来随着5G市场推广及5G新业务的推出，5G网络流量的快速增加可能会带来回落4G的流量增加，使得4G流量长期维持在一定水平而不是持续下降，1.8 GHz 30 MHz频段有可能长期作为4G流量的主力承载频段。
图6示出的是4G开网前后数据业务发展历史。
图6 4G开网前后数据业务发展历史
2.2 基于4G初期渗透率的4G/5G业务预测
根据各类终端出货情况，参考中国联通现网4G用户渗透率和中国移动、中国电信现网4G用户渗透率，预测2020 ～2022年的4G&5G用户渗透率，移动网用户数×4G&5G用户渗透率得到4G&5G用户数。
方案一：参考4G开网初期4G用户/4G+3G用户渗透率：8%、32%、54%。
方案二：参考4G开网初期4G终端/4G+3G终端渗透率：13%、39%、54%。
根据上述5G终端渗透率测算，5G流量快速上升，4G流量拐点将在2021年第1至第2季度出现。
图7和图8分别示出的是方案一和方案二的4G/5G流量预测。
图7 4G/5G流量预测（方案一）
图8 4G/5G流量预测（方案二）
2.3 小结
综上，4G流量拐点预计在2021上半年出现，但由于5G的流量溢出效应，4G的流量在逐步下降后将长期维持在一定水平，而不是呈持续下降态势，1.8 GHz将长期作为4G的主力承载频段。而2.1 GHz随着VoLTE语音承载比例上升及4G流量下降可逐步减频，用作5G的优先重耕频段。
3. 5G 2.1 GHz产业链进展
3.1 标准情况
3GPP 5G第一版标准协议R15主要分三阶段冻结，各阶段的主要内容和计划冻结时间如下。
a）加速版（阶段一）。针对NSA Option 3架构；2017年12月冻结。
b）常规版（阶段二）。完成SA架构，包括Option 2&5；2018年6月冻结。
c）延后版（阶段三）。完成NSA Option 4/7架构和NR-NR DC；2019年6月冻结。
5G第二个协议版本R16主要针对5G功能和特性增强，将重点讨论5G向垂直行业拓展的功能，如低时延高可靠增强技术、5G V2X技术；针对5G网络性能优化的特性，如终端节能，无线网络大数据等。
现有标准在2.1G NR支持的载波带宽是20M，共建共享后所需的50M带宽标准预计在2020年第2季度发布。
3.2 终端情况
2020年5G终端中国市场出货量预计1亿部、终端价格持续下降至2 000元左右，全部支持SA/NSA双模。
图9 2019年5G手机出货情况
2019年11月5G手机507.4万部。预计2020年全球5G手机销量突破2亿部，其中中国市场将有接近1亿部5G智能终端出货量。
12月5日，华为发布了nova6系列。nova6 5G支持SA/NSA双模，售价3799元起。
11月26日发布荣耀首款5G手机荣耀V30系列，支持SA和NSA双模5G网络模式。荣耀V30 3 299元起，荣耀V30 Pro 3 899元起。
12月10日，小米旗下手机品牌Redmi发布其首款5G手机——Redmi K30 5G，售价1 999元起。
表1示出的是5G手机品牌及价格。
高通X55芯片针对2.1 GHz NR的规划时间是2020年4月，相应终端预计在2020下半年规模上市。
对2.1 GHz频段，从芯片来看，2.1 GHz(20M) 在2020年第1季度支持，2.1 GHz (50M)最早2020年底支持；从终端来看，2.1 GHz(20M) 2020年上半年支持，2.1 GHz (50M)最早2021年第2季度支持。
3.3 设备情况
5G网络设备在2020年第1季度已具备2.1 GHz(20M) NR 的能力，并支持LTE+NR的动态频谱共享，2.1 GHz (50M)将于2020年第2季度支持。
4. 中国联通面向5G的频率演进策略
3.5 GHz将作为5G主力承载网，长期承载5G数据主力以及未来VoNR业务。
由于5G流量溢出效应，4G流量将长期维持在一个水平而非随着5G业务发展而持续下降，可以预测1.8 GHz将在相当长时期作为LTE主力承载网，承载LTE数据主力和VoLTE业务。
900 MHz定位为LTE基础覆盖网，承担中低速数据、VoLTE和物联网业务。
2.1 GHz在短期内作为数据补热及传统3G语音承载，持续推进减频退网，将成为5G的优先重耕频段，补充深度覆盖和上行速率。
由于4G流量拐点预计在2021年上半年出现，对于宏站，2020年无法全网重耕NR 2.1 GHz，可在局部流量下降的连续区域做NR 2.1 GHz重耕试点，为2021年后全网重耕储备工程及优化经验；对于室分，在2020年可率先在一些流量相对较低的酒店、办公楼宇、商超等场景重耕NR 2.1 GHz直接解决5G信号有无的问题，后续可作为室分信号有无的低成本解决手段。
5. 总结
当前三家运营商高中低频率资源基本相当。中国联通现有频段中，1.8 GHz频段目前为4G主力承载频段， 900 MHz为4G的基础覆盖层，2.1 GHz为4G的容量补充和语音的主力承载层。随着5G业务的逐步开展，4G流量拐点预计在2021上半年出现，2.1 GHz频段随着VoLTE语音承载比例上升及4G流量下降可逐步减频，用作5G的优先重耕频段。2020年可首先在低流量室分楼宇部署NR 2.1 GHz解决信号有无的问题，并在局部低流量区域做宏站重耕试点，2021年可在全网实现NR 2.1 GHz重耕，作为NR 3.5 GHz的深度覆盖和上行速率补充。
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作者简介
夏皛，高级工程师，硕士研究生，主要从事无线网络规划设计工作；黄亚洲，高级工程师，本科，主要从事铁塔规划设计及大数据分析工作；鄢勤，高级工程师，本科，主要从事无线网络规划设计工作。
