前言

最近有不少客戶和朋友問我，“最近我的手機(jī)4G特別慢，是不是運(yùn)營(yíng)商對(duì)4G網(wǎng)速做了限速，以便推廣5G啊?”根據(jù)筆者多年的工作經(jīng)驗(yàn)，這種情況是不大可能發(fā)生的。

觀點(diǎn)

近年來(lái)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)迅猛發(fā)展，用戶的衣食住行都與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)息息相關(guān)，但是受到4G基站的帶寬、頻率資源等因素限制，數(shù)量龐大的4G用戶流量需求無(wú)法滿足，容量不足是當(dāng)前4G網(wǎng)絡(luò)面臨的瓶頸之一，也是導(dǎo)致4G網(wǎng)絡(luò)變慢的主要原因。

一、4G基站天線的基本結(jié)構(gòu)

通常4G基站的天線都建在鐵塔或者大廈樓頂外沿，上圖是鐵塔上的4G天線，通常鐵塔上的天線是3個(gè)天線一組，每個(gè)天線覆蓋約120°的一個(gè)斜向下的扇面地區(qū)。

劃重點(diǎn)：這些天線覆蓋的區(qū)域通信上叫做扇區(qū)，通常一個(gè)天線發(fā)出2個(gè)不同頻率的無(wú)線電波，我們把它叫做載波。而扇區(qū)和載波組合起來(lái)就構(gòu)成了UE(用戶設(shè)備)接入的最小服務(wù)單位，即小區(qū)。

二、單個(gè)4G基站的容量有多大?

以4G FDD系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)為例，在進(jìn)行容量規(guī)劃的時(shí)候，通常根據(jù)每小時(shí)每用戶的吞吐量需求，結(jié)合通過(guò)仿真或測(cè)試得到的小區(qū)吞吐量來(lái)計(jì)算小區(qū)在忙時(shí)能夠駐留的用戶數(shù)，再根據(jù)每站的配置得到每個(gè)基站能夠駐留的用戶數(shù)。

FDD容量規(guī)劃計(jì)算

從上圖我們看到，按照小區(qū)帶寬20Mbit/s來(lái)計(jì)算的話，單個(gè)小區(qū)支持的用戶數(shù)為1002個(gè)，而單個(gè)基站支持的用戶數(shù)達(dá)到3006個(gè)(單個(gè)小區(qū)支持用戶數(shù)乘以3)。

三、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)較快增長(zhǎng)，月均流量(DOU)穩(wěn)步提升

線上線下服務(wù)融合創(chuàng)新保持活躍，各類互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用加快向四五線城市和農(nóng)村用戶滲透，使移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)接入流量消費(fèi)保持較快增長(zhǎng)。2019年，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)接入流量消費(fèi)達(dá)1220億GB，全年移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)月戶均流量(DOU)達(dá)7.82GB/戶/月，是上年的1.69倍。其中，手機(jī)上網(wǎng)流量達(dá)到1210億GB，比上年增長(zhǎng)72.4%，在總流量中占99.2%。

工信部2019年全國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)流量統(tǒng)計(jì)圖表

2019年4G用戶的月均流量2014年的39倍多。由于每個(gè)基站小區(qū)的物理資源是有限的，同時(shí)上網(wǎng)的用戶數(shù)越多，每個(gè)用戶分配到的資源就越少，網(wǎng)速就會(huì)變慢。

四、2014年到2019年，4G用戶數(shù)增長(zhǎng)速度大大超過(guò)基站建設(shè)速度

2014年到2019年間，我國(guó)的4G用戶數(shù)由9728.4萬(wàn)戶增長(zhǎng)到了12.8億戶，增長(zhǎng)13倍多，而4G基站數(shù)量由2014年的85萬(wàn)個(gè)增長(zhǎng)到了2019年的544萬(wàn)個(gè)，僅增長(zhǎng)了6.4倍。4G基站的增長(zhǎng)速度明顯低于4G用戶數(shù)的增長(zhǎng)速度，加上我國(guó)東西部人口分布不均勻，在東部沿海城市人口密度要大大超過(guò)西部地區(qū)，因此單個(gè)基站下容量趨于飽和。

2019年以后由于國(guó)家5G戰(zhàn)略需要，運(yùn)營(yíng)商主要精力將放在5G基站建設(shè)上，放緩4G基站的建設(shè)速度，4G用戶上網(wǎng)慢的問題會(huì)更加明顯。

五、通過(guò)增加4G基站覆蓋能解決網(wǎng)絡(luò)慢的問題嗎?

單個(gè)基站容量有限，如果通過(guò)多建設(shè)4G基站，能不能提高上網(wǎng)速度呢?答案是不能?；緮?shù)量越多，信號(hào)覆蓋會(huì)比較好，但信號(hào)質(zhì)量可能會(huì)下降。

由于4G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的原因，當(dāng)多個(gè)4G基站重疊覆蓋時(shí)，會(huì)出現(xiàn)三種不利影響： SINR低(網(wǎng)內(nèi)干擾)、小區(qū)吞吐量低、用戶感知差——這些都將導(dǎo)致用戶4G上網(wǎng)感知很慢!

解決重疊覆蓋問題有三種辦法：一是調(diào)整基站天線覆蓋的角度，盡可能避免重疊覆蓋;其次通過(guò)設(shè)備掃頻數(shù)據(jù)定位出來(lái)干擾基站，對(duì)該站點(diǎn)進(jìn)行更換或者撤點(diǎn);最后是更換頻段。

總結(jié)

線上線下服務(wù)融合創(chuàng)新保持活躍，各類互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用加快向四五線城市和農(nóng)村用戶滲透，使移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)接入流量消費(fèi)保持較快增長(zhǎng)。4G網(wǎng)絡(luò)屬于共享網(wǎng)絡(luò)，接入的用戶越多，每個(gè)用戶分到的資源就越少。另外由于4G技術(shù)本身的限制，無(wú)法通過(guò)增加某個(gè)區(qū)域的4G基站數(shù)量來(lái)提高上網(wǎng)速度，因此用戶數(shù)增加、基站容量不足是導(dǎo)致用戶4G上網(wǎng)變慢的主要原因。

我國(guó)目前正在大力建設(shè)的5G網(wǎng)絡(luò)，本身具有高速率、低時(shí)延和大容量的三大特征，為解決人民日益增長(zhǎng)的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)需求提供了有效的解決方案，盡管目前還存在網(wǎng)絡(luò)覆蓋不足、資費(fèi)較高、手機(jī)終端價(jià)格較高等困難制約了5G的普及，但是筆者相信，隨著國(guó)家新基建的不斷推進(jìn)，5G覆蓋會(huì)越來(lái)越完善，終端價(jià)格和手機(jī)資費(fèi)套餐也會(huì)更加親民，讓5G技術(shù)惠及人民。