2G网络清频退网策略及方案的研究
焦良全，袁周阳
（中国通信建设集团设计院有限公司第四分公司 河南郑州 450000）
【摘要】随着2G网络用户数和承载业务量的不断下降，无线利用率持续降低。为充分发挥2G频段的覆盖优势，并为4G网络的部署以及未来5G网络腾出宝贵的频率资源，实现资源合理高效利用，使2G网络清频退网的工作成为必然。首先从网络业务量方面分析2G网络现状并讨论2G网络退网的策略及方案，其次探讨2G网络退网后存在的问题及解决措施，最后提出2G网络退网的好处。
【关键词】2G网络，清频退网，无线利用率，策略及方案
中图分类号：TN929.5 文献标志码：A
1. 引言
随着4G网络的快速发展及呼之欲出的5G网络，频谱资源的紧缺，成为网络高速发展的绊脚石，严重阻碍4G网络及5G网络的发展。占据黄金频谱[1]资源的2G网络已经运行二十年了，由于建网时间长，设备故障率高、耗能大，严重影响了用户感知，并且有悖于国家倡导的节能减排政策。国外电信运营商在2G网络清频退网工作上已经走在了前面，欧美及日韩等国主流电信运营商已经先后关闭了2G网络。因此，我国的2G网络清退释放优势频谱已迫在眉睫。2G网络退网可以淘汰老旧设备，简化网络结构[2]，腾出的宝贵频谱资源可以重耕[3]，用于4G网络甚至后期的5G网络建设，极大的节约了频谱资源，提高频谱利用率。文章以某省电信运营商为例，主要从2G网络业务量入手，探讨退网策略及方案，并给出退网后存在问题的解决措施。
2. 2G网络现状
工信部于二十年前规划2G网络使用的频段：890 MHZ-909 MHZ/935 MHz -954 MHz，885 MHz-890 MHz/930 MHz-935 MHz，计48 MHz带宽；1710 MHz -1735 MHz/1805 MHz -1830 MHz，计50 MHZ带宽；共计98 MHZ带宽，属于中国移动运营的2G网络频段；909 MHz -915 MHz/954 MHz -960 MHz，计12 MHZ带宽；1740 MHz -1755 MHz/1835 MHz -1850 MHz，计30 MHZ带宽；共计42 MHZ带宽，属于中国联通运营的2G网络频段；825 MHZ -835 MHZ/870 MHZ – 880 MHz，计20 MHZ带宽，属于中国电信运营的2G网络频段。
以某省电信运营商为例，所运营的2G网络频段为890 MHZ-909 MHZ/935 MHz -954 MHz，885 MHz-890 MHz/930 MHz-935 MHz，1710 MHz -1735 MHz/1805 MHz -1830 MHz。该运营商从 2017年下半年以来，2G网络业务量呈现快速下降的趋势，语音忙时利用率已经降低到4月份的35.57%（如图1所示），日均语音话务量和日均数据流量已经降到4月份的626.92万ERL和 19.21TB（如图2所示），但是近期随着物联网卡的大量投放，4月份2G流量出现反弹增长。整体来说，2G网络业务量呈现下滑的趋势，存在减配退频的空间。
图1 某省2G网络无线利用率
图2 某省2G网络日均话务量及数据流量走势
随着4G网络的全面商用及VoLTE业务推广，可以预测该省运营商2G网络业务量会呈现快速下滑的趋势，特别是语音话务量将呈现直线下降的趋势。该运营商2018年3月份全省2G网络全天话务量647.39万Erl，较2017年3月份的887.34万Erl下降了239.95万Erl，降幅27.04%；较2016年3月份的969.44万Erl下降了322.05万Erl，降幅33.22%；参照2016-2017年2G网络话务量走势，按照自然降幅趋势预计，2020年底全省2G网络话务量将降到2018年3月份的40%(约270万Erl左右)（如图3所示）。鉴于VoLTE业务推广力度加大，2G网络话务量降幅可能会更大，此预测方法相对保守。
图3 某省2G网络日均话务量走势及预测（万Erl）
3. 2G网络清频退网策略及方案
3.1总体退网策略
结合本省实际业务需求，2G网络频率重耕应遵循“退频不退质，降配不降容”的整体原则，分场景进行后期的网络优化、三网协同合理承载，提升网络质量，保障客户的“一网”感知。鉴于目前情况，结合该省运营商2G网络实际情况，可以预测出900MHz频段可退频5.8MHz，1800MHz频段根据实际情况可退出10MHz，15MHz，20MHz不等。为了避免频段空闲被其他运营商占用，现网使用部分冗余载频占用退出的频段。现网2G频段使用情况支持全网1800MHz频段10MHz和全省农村900MHz频段5MHz FDD建设。
3.2市区县城2G网络清频退网策略及方案
市区县城作为城市的主要组成部分和核心区域，包括中心城区和周围连片的城市区域，该区域人口密集，工商业、服务业、交通运输业、文教卫生业等发达，在2G网络退网方面要制定详细的退网方案。根据集团公司要求，结合该省市区县城2G网络900MHz和1800MHz网络业务量情况，按照“业务迁转、资源减配、频率评估”的原则进行逐步退网。市区县城900M/1800M小区的当前及退频后的配置情况如表1所示。
表1 市区县城900M/1800M小区当前及退频后配置
配置变化 900M 1800M
3载波及以下比例 4载波及以下比例 6载波及以下比例 平均配置 3载波及以下比例 4载波及以下比例 6载波及以下比例 平均配置
当前配置 28.08% 63.15% 94.56% 4.33 30.36% 57.72% 88.90% 4.55
退频后配置 92.57% 97.36% 99.46% 2.03 93.90% 98.09% 99.48% 2.09
针对市区县城900MHz频段，在保持现网配置情况下，94.56%的小区在6载波以下，按照4*3复用的频率模型，一共需要6*4*3=72个频点，共计14.4M；参考话务承载能力缩频后，97.36%的小区在4载波以下，按照4*3复用的频率模型，一共需要4*4*3=48个频点，共计9.6M；参考话务承载能力缩频后，92.57%的小区在3载波以下。按照4*3复用的频率模型，一共需要3*4*3=36个频点，共计7.2M。
综上，参考话务承载能力缩频后,市区县城约92.57%的900MHz小区可以将所用频率压缩到7.2M以内，能腾出用于重耕的频率为4.8M，接近5M。
针对市区县城1800MHz频段，在保持现网配置情况下，88.90%的小区在6载波以下，按照4*3复用的频率模型，一共需要6*4*3=72个频点，共计14.4M；参考话务承载能力缩频后，98.09%的小区在4载波以下，按照4*3复用的频率模型，一共需要4*4*3=48个频点，共计9.6M；参考话务承载能力缩频后，93.90%的小区在3载波以下，按照4*3复用的频率模型，一共需要3*4*3=36个频点，共计7.2M。
综上，参考话务承载能力缩频后,市区县城约93.90%的1800M小区可以将所用频率压缩到7.2M以内，能腾出用于重耕的频率17.8M。
综上所述，市区县城2G网络总体退网方案如下所述：
第一、900MHz频段不缩频，并且加快1800MHz的话务量向900MHz迁移。
第二、 1800MHz频段覆盖站全部替换为900MHz频段覆盖站，并加快1800MHz容量站业务迁移到4G网络，保证1800MHz频段退出20MHz用于后续FDD网络建设。
第三、部分高校等话务热点区域，联合市场部做好VoLTE业务迁移和推广，降低2G网络话务量占比。
3.3乡镇农村2G网络清频退网策略及方案
根据集团公司要求，结合本省乡镇农村2G网络900MHz和1800MHz网络业务量情况，乡镇农村900MHz和1800MHz小区的当前及退频后的配置情况如表2所示。
表2 乡镇农村900M/1800M小区当前及退频后配置
配置变化 900M 1800M
3载波及以下比例 4载波及以下比例 6载波及以下比例 平均配置 3载波及以下比例 4载波及以下比例 6载波及以下比例 平均配置
当前配置 35.65% 68.29% 95.17% 4.13 48.97% 81.86% 96.17% 3.68
退频后配置 93.73% 98.24% 99.80% 2.11 97.87% 99.43% 99.86% 1.62
针对乡镇农村900MHz频段，在保持现网配置情况下，95.17%的小区在6载波以下，按照4*3复用的频率模型，一共需要6*4*3=72个频点，共计14.4M；参考话务承载能力缩频后，98.24%的小区在4载波以下，按照4*3复用的频率模型，一共需要4*4*3=48个频点，共计9.6M；参考话务承载能力缩频后，93.73%的小区在3载波以下，按照4*3复用的频率模型，一共需要3*4*3=36个频点，共计7.2M。
综上，参考话务承载能力缩频后,乡镇农村约93.73%的900MHz小区可以将所用频率压缩到7.2M以内，能腾出用于重耕的频率为4.8M，接近5M。
针对乡镇农村1800MHz频段，在保持现网配置情况下，96.17%的小区在6载波以下，按照4*3复用的频率模型，一共需要6*4*3=72个频点，共计14.4M；参考话务承载能力缩频后，99.43%的小区在4载波以下，按照4*3复用的频率模型，一共需要4*4*3=48个频点，共计9.6M；参考话务承载能力缩频后，97.87%的小区在3载波以下，按照4*3复用的频率模型，一共需要3*4*3=36个频点，共计7.2M。
综上，参考话务承载能力缩频后,乡镇农村约97.87%的1800MHz小区可以将所用频率压缩到7.2M以内，能腾出用于重耕的频率为17.8M。
综上所述，乡镇农村2G网络总体退网方案：
第一、乡镇农村区域900MMHz频段基站全部缩至S3/3/3以下配置，腾出的5M带宽用于FDD网络建设。另外结合物联网发展及用户分流情况进一步评估退频10M带宽的可行性。
第二、乡镇农村1800MHz暂不缩频，部分热点区域调配现有的1800M资源进行分担，确保900MHz频段能腾出5M带宽用于FDD频段重耕。
4. 2G网络清频退网后存在的问题及解决措施
目前，国内的2G退网也仅存在于运营商内部文件的层面并未公开提上日程，皆因目前2G网络全面退网对于各大运营来说都存在不少难点。根据对本省2G网络的评估，2G网络退网后主要存在以下问题：
（1）2G 老用户、旧终端很“顽固”，是2G 退网的一大问题。以中国为例，目前仍有超过3亿的2G 用户，且新兴市场大部分人口仍将继续使用2G 服务。由于手机价格的提升以及对智能手机的熟悉程度有限，2G用户升级到智能手机可能会更困难。
（2）今年本省大力发展物联网客户，2G物联网用户规模增长较快，我省今年物联网2G用户累计增长100万户（不含外省漫游至我省物联网2G客户），对2G网络负荷产生较大的压力，后续物联网客户继续发展，需要密切关注2G网络负荷增长。
（3）现网1800M频段覆盖站中，有将近1000个无900M频段站点共站，导致无法减容退频20M，影响1800频段退网进度，需要在2G设备替换工作中考虑替换为900M站点。
针对2G网络退网存在的问题，结合本省运营商的2G网络业务实际情况及市场情况，将采取以下解决措施：
（1）精细化营销，以旧换新，推动用户转网[4]。根据目前统计数据来看，本省2G终端的用户、业务和收入占比都相对较小，对于ARPU值较低且仅有语音需求的客户来说，本省运营商将通过提供更加优惠的语音套餐及服务和以旧换新活动来销售4G功能手机，加速用户迁移。
（2）加快完善以NB-IoT为核心的物联网建设[5]，同时中国移动应尽快对目前使用2G网络的物联网终端产业给予相应的补贴转网策略，在留住用户的同时为2G网络全面退网做好准备。
（3）针对无900M频段站点共站的1800M覆盖站，全部在后期即将开展的设备替换工程中替换为900M设备，加快1800M的退网进度。
5. 结束语
2G网络退网淘汰了大量的老旧设备，降低了维护费用，节约了成本。另外，退网后腾出的900M和1800M黄金频谱可以用于4G和5G网络重耕，提高了频谱利用率，降低了4G和5G网络建设的成本，间接的推动了4G和5G网络建设的进度。文章针对目前移动通信网络发展的趋势，以某省电信运营商为例，对2G 网络的现状进行了分析，并结合该运营商的网络情况对2G网络退网策略及方案进行了探讨，同时给出退网后存在的问题及解决措施。希望能为业界研究2G网络退网以及长期关注通信发展趋势的人员提供一种技术思路，对其研究有所帮助。
参考文献
[1] 李进良. 2G清频退网的必要性可行性分析[J]. 移动通信, 2017,41(7): 40-44.
[2] 张中华，孙一，刘淑凡.2G老旧设备退网方案研究[J].中国新通信，2018（1）：62-63.
[3] 胡剑飞，苗 滢. 中国移动GSM网络退频及重耕策略研究[J].电子世界，2016（22）：189-190.
[4] 张帆，葛然，王勇. 基于2G 退网的终端问题研究［J］. 邮电设计技术，2017（9）：31-34.
[5] 罗丹，肖旭旭。2G 网络退网策略及实施方案研究[J]。信息通信，2016（10）：242-244.
作者简介：
焦良全（1985-），男，汉，河南驻马店，高级工程师，毕业于解放军信息工程大学，大学本科/双学位，现任职于中国通信建设集团设计院有限公司第四分公司，主要从事无线网络规划及设计。
袁周阳（1987-），男，汉，河南驻马店，工程师，毕业于兰州大学，硕士研究生，现任职于中国通信建设集团设计院有限公司第四分公司，主要从事人机交互和移动通信技术方面的研究。
