news 2026/10/12 22:47:22

5G-A无线融合新架构:频谱、制式与算力智能的统一调度

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张小明

前端开发工程师

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5G-A无线融合新架构:频谱、制式与算力智能的统一调度

简介:中国移动与产业伙伴联合发布的《5G-A无线融合新架构白皮书》(2024年8月)系统阐述了5G-A无线架构演进的核心方向与融合设计思路,面向通信工程师、网络规划研究者及关注5G-A与6G发展的技术人员。资源为单个PDF文件,压缩包大小约2.06MB,便于离线研读。目前已有832人学习/下载。白皮书从政策指引、业务驱动、技术牵引三个维度梳理驱动力,深入剖析网络、业务、运营层面的挑战,并提出平滑演进、通专异构、弹性扩容的架构设计理念,具体阐述了新硬件平台(CCU、BBU、AAU+)与自组自愈、弹性可伸缩的组网架构,同时介绍了空口融合、设备融合、组网融合等关键技术,涵盖前向兼容的系统融合、通专异构的资源动态共享以及弹性可伸缩组网等方案,有助于读者系统掌握5G-A无线融合新架构的全貌与落地路径。

1. 5G-A无线融合新架构:2024年这份白皮书到底在解决什么问题

翻完《中国移动5G-A无线融合新架构白皮书-2024.pdf》那天,我第一反应是:这不只是一份技术文档,更像是给现网无线工程师的一张改造路线图。它把5G-A时代无线接入网最核心的矛盾摆到了台面上——手里同时握着低频、中频、高频,还有一张跑了好多年的4G网,继续按老办法各建各的、各调各的,频谱效率和用户体验都到瓶颈了。白皮书讲的“无线融合新架构”,本质上就是把这些分散的频段、制式、算力和AI能力收拢到一套统一架构里,让网络从“多套设备分治”变成“一套架构统一调度”。对一线网优工程师、无线架构规划人员和运营商技术决策者来说,这份白皮书值得逐章精读,因为它给出了5G-A落地的选型和演进方向,也直接决定了未来两三年你所在网络的改造节奏和投资去向。

2. 白皮书里的“融合”到底融什么:一张网背后的四层架构拆解

2.1 频谱融合:把700MHz、2.6GHz、4.9GHz合成一张可调度的网

5G-A的频谱融合,不是简单地把多个频段装进同一个基站机柜,而是让终端在同一时刻能同时调度低频、中频、高频的资源,把三个频段的覆盖、容量、速率优势拼成一张完整的用户体验曲线。低频负责广覆盖和深度穿透,中频扛起主容量,高频在热点区域冲峰值速率。白皮书里强调的“融合”,关键在调度层面——网络侧要能根据用户位置、业务类型、信道质量,实时决定让用户驻留在哪个频段、聚合哪几个载波,而不是像过去那样靠切换在不同频段之间跳来跳去。

这里有一个常见的理解偏差:很多人把频谱融合等同于载波聚合。实际上载波聚合只是频谱融合的一种实现手段。5G-A的帧结构、上下行解耦、动态频谱共享,都在频谱融合的范畴内。上下行解耦(SUL)就是一个典型方向:上行用低频补充,下行用中频和高峰值,把上下行覆盖不匹配的问题解决掉。现网里低频上行覆盖好、中频下行容量大,SUL方案能让边缘用户的上行速率提升一到两个数量级。

我在实际做频谱融合评估时,通常会先拉三张表:各频段的现网利用率曲线、终端支持能力分布、重点场景的MR覆盖数据。没有这三张表,融合方案只能是凭空拍脑袋。白皮书里给的方向是“以用户体验为锚点做频谱协同”,落到实操上就是先把每个频段的吞吐量分位数拉出来,找出瓶颈频段和浪费频段,再做载波聚合门限和SUL参数的针对性调整。

2.2 制式融合:4G/5G共用一套设备,省的不只是机房空间

无线融合新架构的第二个层面,是制式融合——把4G、5G、5G-A的协议栈跑在同一套基带硬件上。很多局点现在还是4G一套设备、5G一套设备,两个机柜背靠背,传输各拉各的,维护也是两拨人。融合之后,一个分布式单元(DU)同时处理多制式,基带资源池共享,功率按需动态分配,传输也可以共缆回传。

制式融合的价值不能只看机房空间。最实在的收益是资源池化带来的统计复用增益:4G忙时和5G忙时往往不完全重叠,共享基带资源后,峰值设计可以按“两者错峰后的最大并发”来算,而不是简单叠加。这个收益在高话务城区站尤其明显,融合前每站基带板卡利用率常年30%以下的站点,融合后能跑到60%以上。

但这个架构改造有个前置条件:前传和回传的承载模型要重算。过去4G和5G各算各的前传带宽,融合后同一个DU的CPRI/eCPRI流量会叠加,而且5G-A的多载波聚合进一步放大了前传压力。我见过不止一次因为只按5G峰值估算前传带宽,结果融合后忙时直接丢包的情况。做制式融合,第一步不是刷设备,而是先把传输侧的带宽清单重新拉出来,算出融合后的忙时并发模型,再决定是否需要升级前传接口速率。

2.3 算力与智能融合:无线网长出“大脑”和“感知器官”

白皮书里真正面向未来的是第三个层面——算力融合与智能融合。5G-A的通感一体(通信与感知一体化)让基站不再只是收发数据的管道,还能像雷达一样感知周边环境的目标位置、速度和轨迹。感知能力需要强大的算力支撑,于是无线接入网节点开始内置边缘算力单元,把通信、感知、计算放到同一个硬件平台上。

这个方向我把它理解为“无线网长出大脑的过程”。传统基站只有执行逻辑,所有决策靠核心网和运维后台下发;融合架构下的基站能本地跑AI模型,做波束管理、负载均衡、节能决策,甚至直接处理感知数据,只把结果上报。

智能融合里最值得关注的是AI赋能的调度和节能。白皮书提到的方向是:利用AI预测小区话务趋势,提前匹配波束方向和资源分配策略,在保证用户体验的前提下做深度节能。这需要接入网侧有持续的模型训练和推理能力,而不仅仅是后台离线分析。对运维人员来说,这意味着一个新的岗位技能——你已经不只是在调参数,还要懂得怎么看模型特征、怎么判定模型输出是否合理。

3. 从现网走向融合架构:分阶段演进路径与最小验证组设计

3.1 现网摸底:先回答三个问题再谈改造

动手改架构之前,我一般要求团队先完成一轮现网摸底,回答三个问题:你的频谱到底怎么用的、站址条件能不能支撑融合、终端侧支不支持新特性。这三个问题不搞清楚,融合改造很容易做成“为了融合而融合”。

频谱利用情况看两个指标:各频段的忙时PRB利用率和用户体验吞吐量分位数。如果低频段利用率常年低于20%,中频段热点区域已经跑到70%以上,这就是典型的频谱不均衡,融合后能靠跨频段调度把低频资源用起来。站址条件看机房空间、供电余量和传输带宽余量,制式融合虽然省空间,但改造那一步需要足够的施工窗口。终端支持能力直接查现网芯片分布,如果支持3CC载波聚合的终端占比还不到30%,那频谱融合的收益主要落在高端机上,中低端用户感知提升有限,投资回收周期就得重新评估。

摸底看板至少包含下面这些字段:

站点编号制式频段忙时PRB利用率下行体验速率(中位数)上行体验速率(中位数)支持3CC终端占比传输带宽余量
站点A5G2.6GHz68%210Mbps38Mbps42%充足
站点B4G/5G700MHz+2.6GHz41%95Mbps22Mbps35%紧张

这份摸底结果直接决定站点进入融合改造的优先级:传输带宽不足的站点先扩容再做制式融合,终端支持率低的站点先做SUL和覆盖补强,暂缓多载波聚合。

3.2 分阶段演进:从共站共传输到融合部署的四个台阶

融合架构的演进不是一步到位的,我把它拆成四个阶段,每个阶段都有明确的改造对象和验收指标。

阶段零是“同站址独立运行”,什么都不动,只做数据采集。阶段一做“共传输共机房改造”,把4G和5G的传输整合到同一套承载网,机房空间合并,这个阶段不动无线侧逻辑,风险最低。阶段二做“基带资源共享”,把4G/5G的基带池打通,支持动态功率分配和资源复用,一般需要更换或升级基带板卡,这是整个融合改造中最核心的一步。阶段三叠加“逻辑小区融合”,把共站址的多个频段合并广播成一个或少数几个逻辑小区,让用户在小区内直接跨频段调度,大幅减少频段间的切换和重定向。

每完成一个阶段,都要做一次独立验收,不能赶工期把阶段二和阶段三打包一起上。基带资源共享涉及现网业务中断,施工时间窗和回退方案必须提前写好;逻辑小区融合影响终端驻留行为,必须配合参数灰度。

演进阶段验收表:

演进阶段改造对象核心验收指标回退方案
阶段一传输、机房传输利用率、故障率恢复独立传输
阶段二基带资源池资源利用率、业务中断时长板卡回退
阶段三逻辑小区体验速率、切换成功率参数回退

3.3 最小可行验证组:怎么选站点、怎么设对比组才不翻车

融合架构的收益不能在仿真里看,必须拉到现网做A/B对比。我一般建议选3到5个站点做实验组,再从周边选条件类似的站点做对照组,实验组和对照组要在站型、覆盖场景、忙时负荷、终端分布上尽量接近。

操作步骤是这样的:

  1. 选站:实验组与对照组各3个以上,覆盖互补、负荷接近,避免选在同一个用户密集区的两个相邻站点。
  2. 基线采集:关掉新特性之前,连续48小时采集两组站点的体验速率、切换成功率、掉线率、功耗数据。
  3. 灰度改造:先只做实验组中一个站点,观察24小时确认无异常,再推到实验组全部站点。
  4. 对比评估:每项指标按“改造前基线 vs 改造后实验组 vs 同期对照组”三组对比,用分位数而不是平均值评判,重点看P10边缘用户速率和P50中位体验速率。
  5. 扩量决策:只有P10和P50同时提升且功耗没有恶化超过阈值,才允许把方案推广到同场景的其他站点。

这套验证方法的逻辑是:对照组用来排除时间因素和话务波动的影响。只看实验组改造前后的变化是不够的,因为忙时话务本身就在每天波动,没有对照组你会把季节性和突发话务当成融合改造的收益。

4. 融合架构下的必调参数:载波聚合、融合小区与AI节能三张参数表

4.1 载波聚合参数:SCell添加与去激活门限决定“用不用得上”

频谱融合落地最直接的抓手就是载波聚合配置。参数配置的核心是SCell(辅小区)的添加门限和去激活定时器。A4事件门限决定终端在什么信号质量下开始添加SCell,去激活定时器决定SCell在低利用率时多久被释放。

A4门限设置太高,比如设到-100dBm以上,只有极近基站的位置才聚合得上中频载波,融合等于没做。设太低,比如-120dBm以下,边缘用户虽然能聚合上SCell,但中频频段信号质量太差,聚合后反而拉低整体吞吐量,还频繁触发SCell的添加释放,信令开销增大。

初始参数建议:

参数建议初始值调整依据
A4门限(主载波RSRP)-110dBm边缘用户聚合成功率低于50%时下调
SCell去激活定时器640ms频繁添加释放时上调,节电优先时下调
SCell添加偏置±3dB按多频段覆盖差调整,覆盖差时加大偏置

4.2 融合小区参数:频率优先级与偏置决定“驻留在哪”

逻辑小区融合之后,终端不再通过切换在不同频段间移动,而是在同一个小区内做频点选择。控制这个行为的是频率优先级参数和基于频点的偏置。

低频段一般设高优先级,保证用户尽可能驻留在覆盖好的频段,但高优先级不等于一直在低频待着——通过设置“基于覆盖的频点偏置”,可以让用户在低频信号变弱时自动平滑移向中频。这个偏置调得太小,用户走到小区边缘还在低频挂着,体验速率掉得厉害;调得太大,用户在低频覆盖还不错的地方就被赶到中频,低频的覆盖优势浪费了。

我处理过一个类似场景:某商圈站点的700MHz频段信号好但容量小,融合后初始配置把驻留优先级设得过高,导致大量用户全部堆在低频段,中频频段资源闲置,忙时体验速率只有预期的一半。后来把低频的驻留优先级下调一格,同时把低频向中频迁移的频点偏置从2dB调到1dB,忙时中频PRB利用率马上上来了,体验速率翻了一倍多。

4.3 通感一体与AI节能参数:新特性参数别照抄默认值

通感一体(感知+通信)开启后,基站要在发送通信信号的同时发送感知探测信号,这会占用一部分时频资源。白皮书鼓励边缘场景先行试点,但试点时最容易被忽略的是感知资源占比这个参数。

感知资源占比不宜超过时频资源总量的一个小比例,具体数值取决于感知精度要求和通信负荷。感知业务要求更高的目标探测概率时,需要更多的感知信号发射机会;但通信忙时如果还按感知需求预留资源,普通用户的速率就会明显下降。合理做法是开启动态资源复用,忙时压缩感知信号周期,闲时恢复高精度感知,而不是一直按最大值预留。

AI节能的参数设计也容易翻车。模型更新周期、最小唤醒时间和保护白名单是三个最关键的参数:

参数建议初始值说明
AI节能模型更新周期7天话务模式变化快的场景缩短到3天
最小小区唤醒时间15分钟防止用户进入后长时间无网络可用
保护白名单医院、交通枢纽等场景白名单内小区禁止深度节能

5. 融合改造避坑指南:五条现网踩出来的血泪经验

5.1 融合后频繁重定向,用户感知时好时坏

现象:某站点完成逻辑小区融合后,客服投诉量激增,用户反馈网速时好时坏,部分用户手机信号满格却打不开网页。

原因:融合后多频段广播为一个逻辑小区,但内部频点优先级和重选门限还沿用多小区时代的默认值。低频驻留优先级过高,用户全堆在低频;低频容量扛不住时触发重定向到中频,重定向流程比切换慢,用户感知明显卡顿。

解决:核对融合小区的频率优先级设置,按容量分层重新配置:低频设优先级中、中频设优先级高,同时压低中频的接入偏置让用户优先占用中频容量,低频只做覆盖补充。调整后还要观察重定向次数,如果仍然频繁,同步排查重定向的目标频点配置和门限值。

5.2 共传输带宽算少了,忙时直接丢包

现象:制式融合项目实施完成一个月后,忙时传输误块率上升,视频卡顿和语音断续频繁出现,传输链路告警。

原因:规划阶段只按4G/5G各自峰值速率之和预留传输带宽,没有考虑融合后载波聚合会让单用户同时占用多频段资源,每用户峰值带宽需求比单载波时代高出不少;加上5G-A的帧结构更灵活,上行资源调度密度变大,原设计带宽在忙时不够用。

解决:重新做传输承载估算,把“单用户同时聚合多个载波的峰值速率”纳入带宽模型,按忙时并发用户数乘每用户保障速率计算所需带宽,并预留20%到30%的余量。这个坑最伤的地方在于它不会在改造当天暴露,通常要等一个月话务涨上来才爆发,排查时很难想到根因在传输规划阶段。

5.3 通感一体一开,普通用户速率被挤占

现象:某园区场景试点通感一体业务,试点后普通用户下行体验速率下降了约25%,感知业务效果达标,但普通用户投诉明显变多。

原因:感知信号按固定周期、固定资源块发射,即使园区夜间没有感知目标也在持续占用资源;通信忙时这个固定开销没有动态收缩,等于白天空耗资源,夜间也无谓消耗。

解决:开启感知资源的动态复用,感知信号只在特定时隙周期发射,通信负荷超过设定阈值时自动拉长感知周期;同时把感知覆盖率目标从“全天候高精度”调整为“重点时段高精度、闲时低精度”,与业务方重新对齐需求。这个问题的本质是感知与通信抢资源,靠参数不可能同时满足两边最优,必须从业务需求倒推资源配置。

5.4 AI节能模型误关小区,早高峰唤醒不及时

现象:AI节能上线半个月后,某区域多次出现早高峰用户无法接入网络的情况,持续几分钟,现场投诉集中。

原因:AI模型只学习了近一个月的话务规律,当天是节假日后的第一个工作日,早高峰话务提前到来且增长比历史均值快得多;模型按历史低谷期逻辑判定小区仍处于低负荷,继续执行节能休眠,唤醒触发条件又要求负荷超过阈值持续一段时间,导致唤醒滞后。

解决:给AI节能策略加上规则引擎兜底——节假日自动跳过节能深度档位,工作日高峰来临前半小时强制全网唤醒;同时把最小唤醒时间从默认值调短,并加入重点场景保护白名单。AI节能不是纯黑匣子,必须保留规则层的最高优先级。

5.5 单站调优成功,整网推广却翻车

现象:实验组单站验证效果很好,推广到同场景全部站点后,部分站点出现切换成功率下降,还有几个站点体验速率不升反降。

原因:单站验证时优化参数是按该站点的覆盖和话务特征调出来的,同场景站点虽然大致相似,但建筑物遮挡、邻区关系、终端分布都有差异,参数不可能完全通用;推广时没有做分组灰度,一股脑把所有站点都换成了同一套参数。

解决:把所有推广站点按覆盖特征再细分成两三个子组,每个子组单独做一轮小规模验证,参数采用“实验组最优值±档位”的浮动方式,而不是固定值;推广过程分三批灰度,每批之间留至少一周观察期。这个习惯保留了单站验证的高效率,又避免了参数僵化带来的整网翻车。

6. 验证方法决定融合架构能不能扩量:围线对比三步法与下一步进阶方向

融合架构从上线的第一天起,就要回答一个拷问:它比旧架构到底好在哪里。我的验证习惯是围线对比三步法。第一步,固定对比范围,实验站和对照站必须在地理上隔开,避免互相干扰;第二步,统一对比口径,只看三组数据——边缘P10速率、中位P50速率、单位流量能耗;第三步,对比时间对齐,把改造前后各两周的数据按忙时和闲时拆开比,不让节假日话务波动混进来。三组数据里,边缘P10速率最能说明融合的真实收益,它反映的是低频覆盖兜底能力有没有充分发挥,中频容量有没有通过跨频段调度真正惠及用户。

这套验证做完,融合架构的方向才算是立住了。下一步我建议往两个方向延伸:一是把验证过程中积累的调度数据和感知数据喂回AI模型,做网络数字孪生——先用孪生环境跑参数调整方案,再决定是否上现网,把调优风险前置到仿真阶段;二是把融合架构当成通往6G的跳板,研究通感一体和算力融合在低空经济、智慧交通场景的落地方案,白皮书里的新架构本质上就是为这些业务铺路的。

我自己在这套方案上栽过的跟头是:验证期拉得太短。最初以为48小时对比数据足够了,结果漏掉了周中和周末的话务差异,按周中数据扩量后,周末的体验速率并不理想。后来强制要求至少两周对比周期,覆盖完整的工作日和周末话务模式。希望你在这条路上走得更顺,希望帮到你。

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