霍继盛

（北京中网华通设计咨询有限公司，北京 100071）

1 2.1G对于5G组网的意义

1.1 3.5G独立组网竞争乏力

3.5G与2.1G相比，频率高、穿透能力差、绕射和衍射能力差，上行覆盖能力与2.1G相差5.2 dB，与友商2.6G相差4.2 dB[1-3]。

3.5G独立组网相比高低频混合组网Capex高，包括设备成本、配套成本以及运维成本均比2.1G设备高。表1为相同边缘速率下的上行覆盖对比。

1.2 2.1G可以有效增强3.5G覆盖和容量

SA阶段，2.1G重耕为5G，通过和3.5G载波的聚合，有效提升5G网络的覆盖和容量，实现广覆盖的连续性、灵活性。图1为高低频组网提升覆盖原理图。

1.3 2.1G重耕为5G频谱效率及能效更高

相比于LTE，5G空口优势明显：提升20%资源利用率，频谱效率更高；更快响应时间，低时延业务效率提升约3倍；能效更高，移动性与灵活性更好；小区边界用户感知更好。

1.4 2.1G动态频谱共享精准匹配4G/5G

采用DSS功能实现4G/5G全频谱共享，动态频谱共享技术提供毫秒级的资源调度，实现4G/5G资源共享。支持低频段平滑演进到5G。低频保证SA覆盖性能，CA扩展中高频覆盖，共享4G频谱、基带、射频，TCO最优。对LTE的影响降到最低，充分保证现网用户体验，低频NR的性能最优，充分利用现有LTE频谱资源。

表1 相同边缘速率下的上行覆盖对比

图1 高低频组网提升覆盖原理图

2 2.1G NR部署条件

2.1 标准冻结

3GPP2020年4月发布的G30版本新增支持25/30/40 MHz带宽，7月发布R16版本支持50M带宽。表2为3GPP G30版本新增支持带宽情况，表3为相关特性功能支持情况。

表2 3GPP G30版本新增支持带宽情况

表3 相关特性功能支持情况

2.2 芯片支持

为适配网络、终端发展，2.1G芯片产业链在加速部署，第二代芯片开始已支持2.1G NR以及DSS功能。

2.3 终端硬件支持

2020年新发布手机硬件上基本均支持2.1G，受限于2.1G NR牌照未定，商用软件版本目前均未开放。

2.4 设备支持

联通现网80%的L2100 RRU硬件支持升级到5G，但通道、功率、带宽等配置低于集采要求，按联通集团集采要求，新建设备通道4TR、带宽55 MHz、功率要求80 W（爱立信仅60 W）。

2.4.1 现网L2100升级

现网80%的RRU硬件支持升级至5G：现网RRU支持升级的设备主要为2TR（支持升级种的98%）；中兴的设备IBW只支持到40M；除华为RRU5905外，设备单通道功率都低于80 W。表4为联通现网设备L2100升级5G统计。

表4 联通现网设备L2100升级5G统计

2.4.2 新建2.1G NR

新建2.1G NR满足联通集团集采要求：IBW达到55 MHz；通道数要求4TR；华为、中兴的设备单通道功率达到80 W，爱立信的RRU为60 W。表5为联通2.1G NR设备型号。

表5 联通2.1G NR设备型号

3 2.1G NR测试及结果

3.1 NSA试验测试情况

3.1.1 基站情况

本试验站点采用1个扇区S1配置，楼顶3 m抱杆，站高17 m。本站采用NSA组网模式进行测试。表6为NSA试验站2.1G NR试验站信息。图2为NSA试验站2.1G NR试验站站型结构图。

图2 NSA试验站2.1G NR试验站站型结构图

3.1.2 2.1G NR Speedtest速率

3.1.2.1 2.1G NR10M带宽下Speedtest速率

10M带宽下选取两个测试点进行测试，平均下行速率89 Mb/s，平均上行速率44 Mb/s。图3为NSA试验站2.1G NR10M Speedtest速率，表7为NSA试验站2.1G NR10M Speedtest速率统计。

表6 NSA试点站2.1G NR试验站信息

图3 NSA试验站2.1G NR10M Speedtest速率

表7 NSA试验站2.1G NR10M Speedtest速率统计

3.1.2.2 2.1G NR 20M 带宽下Speedtest速率

20M带宽下选取两个测试点进行测试，平均下行速率160 Mb/s，平均上行速率50 Mb/ps。20M带宽比10M带宽下行速率提升180%，上行速率提升114%。图4为NSA试验站2.1G NR20M Speedtest速率，表8为NSA试验站2.1G NR20M Speedtest速率统计。

表8 NSA试验站2.1G NR20M Speedtest速率统计

3.1.2.3 20M带宽+LTE双连接的Speedtest速率

图4 NSA试验站2.1G NR20M Speedtest速率

20M带宽+LTE双连接模式下，平均下行速率220 Mb/s，平均 上行速率44 Mb/s。双连接模式下比10M带宽下行速率提升明显，上行速率基本无提升。图5为NSA试验站2.1G NR20M+LTE双连接Speedtest速率，表9为NSA试验站2.1G NR20M+LTE双连接Speedtest速率统计。

表9 NSA试验站2.1G NR20M+LTE双连接Speedtest速率统计

3.1.2.4 测试速率总结

现场采用现网UL2100设备升级到ULN2100，在配置10M带宽下，NR2.1 2TR 下载速率达89.5 Mb/s，配置20M带宽NR 2TR实测为161 Mb/s，基本接近理论值。未来按照50 MHz带宽4T4R商用部署时，下载速率可达800+ Mb/s。

图5 NSA试验站2.1G NR20M+LTE双连接Speedtest速率

3.1.3 2.1G NR与3.5G NR测试对比

受基站地理位置及2.1G-NR小区安装位置受限，选取图6中一段路进行2.1G与3.5G对比测试，观察信号随距离增加的变化，看2.1G低频较3.5G高频的频段优势。图6为测试环境照。

图6 测试环境照

为了方便对比测试，暂时调整2.1G、3.5G及锚点站ETYLFDD00297B小区统一朝向230°方向（站高、下倾角已调为一致，测试完成后角度复原），扇区方向主要沿路覆盖，存在少量阻挡。

3.1.3.1 RSRP测试对比

2.1GNR平均RSRP=-73.39 dBm，3.5G NR平均RSRP=-90.48 dBm，如图7所示。图8为DT对比测试图，图9为RSRP变化图（左为2.1G NR，右为3.5G NR）表10为2.1GNR与3.5GNR的RSRP对比。

图7 RSRP测试对比（左为2.1G NR，右为3.5G NR）

图8 DT对比测试图

图9 RSRP变化图（左为2.1G NR，右为3.5G NR）

表10 2.1GNR与3.5G NR的RSRP对比

对比测试中，2.1G的RSRP更好，整体比3.5G的RSRP高出10 dBm往上，距离较远位置更是将近20 dBm。这显示出了2.1G低频段衍射、绕射强的优点，2.1G比3.5G将拥有更远，更广的覆盖范围。

3.1.3.2 下行速率测试对比

下行速率受SINR影响较大，由于2.1G-SINR受到干扰波动较大，因此速率也同步发生较大波动。图10为MAC层下行速率变化图。

图10 MAC层下行速率变化图

3.1.4 测试总结

2.1G相比3.5 G具有天然的频段优势，传播距离更远，绕射和衍射能力更强，与3.5G频段融合组网可以有效提高5G网络的覆盖能力和上下行速率。

2.1G覆盖测试展现了良好的覆盖性能，在10M和20M带宽下均有良好的测试速率和覆盖性能，可以更好地进行广覆盖和补充容量。

3.5G在覆盖对比上要比2.1G相差10～14 dB，距离越远，差距越大，因此对于未来的低业务场景，2.1G的优势更加明显，是未来低成本5G覆盖的重要手段。

3.2 SA组网测试情况

3.2.1 2.1G NR与3.5G NR测试对比

在某市部署12个2.1NR站点，组织测试。

3.2.1.1 基站参数设置

表11为SA组网3.5G与2.1G NR试点站参数。

3.2.1.2 2.1G NR与3.5G NR覆盖对比

2.1G NR上行覆盖优于3.5G NR，当3.5G NR覆盖低于-100 dBm时，4TR的2.1G NR上行速率逐渐优于3.5G NR，当3.5G NR覆盖低于-110 dBm时，2TR的2.1G NR上行速率逐渐优于3.5G NR。

表11 SA组网3.5G与2.1G NR试点站参数

2.1G NR提升深度覆盖，3.5G NR上行已脱网状态，2.1G NR在2TR仍有接近3 Mb/s上行速率，在4TR仍有18 Mb/s上行速率。表12为2.1G NR 与3.5G NR覆盖对比。

3.2.1.3 2.1G NR与3.5G NR速率对比

2.1G NR在20M带宽时，测试下行速率峰值可达到250 Mb/s，是3.5G的24%。表13为2.1G NR与3.5G NR速率对比。

表12 2.1G NR 与3.5G NR覆盖对比

表13 2.1G NR 与3.5G NR速率对比

3.2.2 2.1G NR 2TR与4TR测试对比

同等功率下，4TR的覆盖、速率都优于2TR，对边缘区域的覆盖和感知提升更明显。

3.2.2.1 参数配置

表14为2.1G NR 2TR与4TR参数配置。

3.2.2.2 测试结果

4TR的覆盖优于2TR，在边缘的信号强度约为8dB；4TR上、下行速率优于2TR，距离越远，上、下行速率提升越明显；下行边缘提升可达145%，上行边缘提升超38倍。表15为2.1G NR 2TR与4TR测试对比。

表14 2.1G NR 2TR与4TR参数配置

表15 2.1G NR 2TR与4TR测试对比

3.2.3 2.1G NR 2 W/MHz与1 W/MHz测试对比

2 W/MHz功率谱密度的覆盖、速率都优于1 W/MHz，在边缘有较明显的提升。

3.2.3.1 参数配置

表16为2.1G NR测试站点功率参数配置。

表16 2.1G NR测试站点功率参数配置

3.2.3.2 测试结果

2 W/MHz功率谱密度覆盖优于1 W/MHz，平均提升2～5 dB；2 W/MHz功率谱密度对上、下行边缘速率提升明显，2通道的边缘提升比4通道边缘提升更明显。表17为2 W/MHz与1 W/MHz测试对比。

3.3 NSA试验站与SA组网试点对比

NSA试验站和SA组网基站测试证明了2.1G NR相比3.5G NR具有天然的频段优势，传播距离更远，绕射和衍射能力更强，与3.5G频段融合组网可以有效提高5G网络的覆盖能力和上下行速率。

2.1G NR在NSA、SA模式下主要差别在上下行速率，采用2TR 20M组网时SA模式上下行速率均高于NSA模式。表18为2.1G NR NSA与SA测试速率对比。

4 2.1G NR部署策略

4.1 2.1G NR部署建议策略

新建室外2.1G NR优先扩大5G覆盖，升级站点优先共址3.5G NR，室分优先建设低业务非口碑楼宇。

表17 2 W/MHz与1 W/MHz测试对比

表18 2.1G NR NSA与SA测试速率对比

4.1.1 室外部署策略：室外连片扩大覆盖

新建2.1G NR以扩大覆盖为原则，优先在外围（未建设及规划3.5G NR）部署，然后再考虑在城区3.5G部署提升上行覆盖和深度覆盖。

现网升级优先升级与3.5G NR共址（含本期规划）的站点，通过2.1G NR解决3.5G上行问题，支撑业务发展。

以连续部署为原则，2.1G NR同时考虑现网升级和新建方式进行连片部署。

4.1.2 室内部署策略：室内升级非口碑场景

室分2.1G NR避免与室分3.5G同址，造成投资浪费，2.1G NR优先建设日均业务小于50 GB的非口碑场景。

室分2.1G NR升级时，优先利旧现网室内分布系统，后续再根据5G业务情况按需进行双通道改造。

4.2 2.1G NR部署频率策略

2.1G NR部署过程中电信、联通需要加大4G和5G共建共享力度，1 800M和2 100M频率资源全面共享。

以北方某地市为例进行说明，如图11所示。

图11 某地市联通、电信现网基站分布图

电信现网L1800站点与联通L1800站点重合度64%（站间距≤100 m），重合站点数713个，在网络重耕过程中可加大4G 1 800M基站全面共享，腾退现网天面资源用于5G建设，双方1 800M资源共享用于4G容量保障，释放2 100M频段用于5G建设。

现网2.1G使用情况：2.1G频段主要用于联通L2100、U2100和电信L2100室内外站点。

站点分布：联通L2100室外站点992个，U2100室外站点2 792个，L2100站点主要在各城区和热点区域，U2100站点主要分布在城区和发达农村；电信L2100室外站点90个，室分292栋，主要分布在各城区。联通基站2.1G资源占用相对较多。

根据上述资源分析本地市2.1G频率规划建议如下：

（1）从现网数量角度来讲，可优先重耕电信2.1G频段，用于5G网络；

（2）加大1.8G频段共享，双方频段保障4G容量需求，加快L2100减频退网；

（3）2.1G 3/4/5G设备SDR化，频率动态共享，加快34G用户向5G迁转；

（3）加快3G退网，2.1G频段全面用于5G网络。

结合全国联通、电信2.1G资源占用情况和频谱审批进程，建议联通在2.1G NR开通过程中分如下3个阶段进行频率部署。

在支持DSS功能之前2.1G开10M NR，支持DSS功能后根据频率资源和大带宽能力开通20/30/50M DSS。

（1）25M：基于联通目前自有25M频率

在支持20M DSS功能之前，4G和5G以独立载波部署，在支持20M DSS功能后，4/5G动态频谱共享20M资源。

（2）35M：若获取待分配的10M频率，带宽达35M

在支持20M DSS功能之前，4G和5G以独立载波部署，在支持DSS功能后，未有大带宽时开20M，支持大带宽功能后，DSS开至30M。

（3）55M：在35M的基础上与电信共享2.1G频率，带宽达55M

在支持大带宽功能之前，承建方使用自有频率DSS，开50M大带宽，此时4G用户也均已共享。

4.3 2.1G NR部署功率方案

2.1G NR的单通道功率谱密度基础配置为1 W/MHz，条件允许下功率配置为2 W/MHz。

建议5G单通道功率谱密度基础为1 W/MHz，标准带宽时为2 W/MHz。

在20M带宽（含）以下的单通道功率谱密度为2 W/MHz，大带宽时结合设备能力优先保障5G功率。

由于40 W设备功率较低，不建议开通大带宽载波。

5 结 论

通过现网测试分析可看出2.1G NR覆盖测试展现了良好的覆盖性能，在10M和20M带宽下均有良好的测试速率和覆盖性能，在5G组网中可以更好地进行广覆盖和补充容量，是未来低成本5G覆盖的重要手段。