GL頻譜共享技術(shù)綜述

夏寶平

摘要：隨著GSM、UMTS、LTE、NB-IoT以及5G等各種網(wǎng)絡(luò)制式共存于無線網(wǎng)絡(luò)中，頻率資源日益緊張，如何有效提高GL頻譜利用率的重要性尤為凸顯。GL頻譜共享技術(shù)通過將LTE部分頻譜作為GSM和LTE的共享頻譜，兩個制式根據(jù)話務(wù)量按需使用共享頻譜，提高了頻率利用效率，解決了傳統(tǒng)Refarming技術(shù)一段頻譜只能分配給一種制式的問題。

關(guān)鍵詞：GSM;LTE;頻譜;共享

中圖分類號：TP311文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）02-0000-02

1 背景

隨著5G技術(shù)、NB、云計(jì)算、虛擬化等息技術(shù)的應(yīng)用，無線電技術(shù)在寬帶、泛在、移動以及多制式的特點(diǎn)越發(fā)明顯，GSM、UMTS、LTE、NB-IoT以及SG等各種網(wǎng)絡(luò)制式共存，帶來頻譜資源需求的快速增長。傳統(tǒng)的Refarming方案由于采取了固定分配頻譜資源的模式而導(dǎo)致了頻譜資源的利用率偏低。GL頻譜共享技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)GSM和LTE網(wǎng)絡(luò)共享頻譜，從而大大提高了頻譜利用率。

2 技術(shù)簡介

GL頻譜并發(fā)特性在LTE帶寬內(nèi)拿出一部分頻譜資源供GSM和LTE動態(tài)共享，共享資源優(yōu)先給GSM使用，缺省情況按照LTE不影響或?qū)SM影響很小的前提調(diào)度共享資源。

在沒有GL頻譜共享時(shí)，只能部署一個小帶寬的LTE載波：

在使用GL頻譜共享時(shí)，可以部署一個更大帶寬的LTE載波：

GL頻譜共享方案包括GL頻譜資源靜態(tài)共享和GL頻譜資源動態(tài)共享兩大類。其中：

CL頻譜靜態(tài)共享方案：包括GL負(fù)間隔，CL頻譜共享靜態(tài)配置等。此類技術(shù)工程部署過程及配置操作較簡單。

CL頻譜動態(tài)共享方案：GL共譜調(diào)度，需要LTE與GSM站點(diǎn)完成交互，通過交互達(dá)到頻譜共享。

2.1 靜態(tài)頻譜共享

通過根據(jù)CSM的頻點(diǎn)使用情況，利用PUCCH BLANKING等抗干擾特性達(dá)到頻譜資源靜態(tài)最大化的效果。

通過不同的壓縮方案，可以支持LTE與異系統(tǒng)的部分頻譜疊加，提高頻譜利用率。開通功能前GSM和LTE各自占用相應(yīng)的頻譜，開通此功能后，CSM可以部分與LTE頻譜疊加，節(jié)省頻譜資源，最大化頻譜利用率。

2.2 動態(tài)頻譜共享

GSM和LTE除有各自獨(dú)享頻譜外，還有部分頻譜交疊，交疊部分的頻譜資源可在CSM和LTE之間進(jìn)行動態(tài)共享調(diào)度。當(dāng)GSM話務(wù)高時(shí)，GSM除了可以占用其獨(dú)享頻點(diǎn)外，還可以同時(shí)使用G/L共享頻點(diǎn)，此時(shí)LTE不能使用該共享頻點(diǎn)進(jìn)行調(diào)度，而只使用其專用頻點(diǎn);當(dāng)GSM話務(wù)低時(shí)，不再需要使用G/L共享頻點(diǎn)，此時(shí)LTE可以使用其帶寬范圍內(nèi)的G/L共享頻點(diǎn)進(jìn)行調(diào)度。

（1） GL共譜調(diào)度原理圖以及工作流程如下：

· BSC根據(jù)GSM用戶上報(bào)的鄰區(qū)測量判斷eNodeB的可用頻點(diǎn)及時(shí)隙

· BSC按照共享頻點(diǎn)粒度匯總同頻復(fù)用通知，并傳給eNodeB

· eNodeB將GSM的可用時(shí)隙映射為LTE可用的時(shí)頻資源

（2）GL共譜調(diào)度原理圖以及工作流程如下：

為了實(shí)現(xiàn)CSM/LTE共譜調(diào)度功能，引入C/L間的協(xié)同調(diào)度器ZXUR iCS （Intelligent Coordination Server）網(wǎng)元，以下簡稱“iCS"。

iCS作為多網(wǎng)元智能協(xié)同服務(wù)器，在GL共譜調(diào)度中的主要功能是：向LTE小區(qū)提供鄰接GSM小區(qū)對共享頻譜資源的使用狀態(tài)，iCS需要與eNodeB、BSC之間分別建立承載消息交互的鏈路，然后通過消息交互，將GSM小區(qū)的共享頻點(diǎn)配置，以及GSM小區(qū)的共享頻點(diǎn)占用狀態(tài)通知給相關(guān)的eNodeB。

· iCS和eNodeB及BSC間通過IP互聯(lián)，使用SCTP協(xié)議進(jìn)行消息傳遞。

· GSM小區(qū)頻率使用狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，BSC將當(dāng)前頻率使用狀態(tài)發(fā)送給iCS。

· iCS根據(jù)從eNodeB獲取的GSM鄰區(qū)信息，將有關(guān)GSM小區(qū)的頻率使用狀態(tài)通知到eNodeB。

· eNodeB根據(jù)CSM的共享頻譜使用狀態(tài)，在RB調(diào)度時(shí)判斷使用或者釋放共享頻譜。

· BSC采用適當(dāng)?shù)男诺婪峙渌惴?，減少共享頻譜的占用。

2.3 技術(shù)部署

（1）準(zhǔn)備階段：

收集網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，對需求場景進(jìn)行分析評估，檢查是否適用于GL頻譜共享技術(shù)應(yīng)用，硬件、傳輸資源等是否匹配，從而制定特性開啟策略及具體的方案部署落地。

（2）規(guī)劃階段

為取得較好的性能增益，GL頻譜共享方案需要考慮較多的因素，包括區(qū)域規(guī)劃，頻譜方案規(guī)劃、干擾鄰區(qū)規(guī)劃、PCI規(guī)劃、功率檢查等，并制定CSM翻頻方案等。

（3）實(shí)施階段

按照要求進(jìn)行相關(guān)功能開通及特性激活，在特性激活后，對特性激活狀態(tài)、性能指標(biāo)進(jìn)行密切觀測，以確保關(guān)鍵KPI指標(biāo)平穩(wěn)，達(dá)到預(yù)期的GL頻譜共享的頻譜增益目標(biāo)。

3 技術(shù)比較

1）靜態(tài)共享

優(yōu)勢：部署方便，僅需要LTE側(cè)開啟，不需要同步，GSM側(cè)不需要相關(guān)配置或改造，操作步驟簡單，網(wǎng)絡(luò)影響較小。場景適用廣，不需要GL共覆蓋，GSM是不同廠商也可以適用;

劣勢：增益受限，共享帶寬部分僅給CSM使用，沒有動態(tài)增益，在GSM帶寬需求大的情況下，L/TE增益較小。

2）動態(tài)共享

優(yōu)勢：增益高，具有動態(tài)共享增益，可以在閑時(shí)提供更多的頻譜給LTE，最大全帶寬都可以給LTE使用。

劣勢：部署復(fù)雜，需要GSM和LTE同時(shí)開啟，要開啟CPS同步，GSM側(cè)的BSC間要開啟IUR-G接口，需要客戶傳輸資源配合;場景受限，需要GL共覆蓋（共天饋），且連片覆蓋;需要增加相關(guān)硬件，部署開通過程相對復(fù)雜。

4 總結(jié)

目前無線網(wǎng)絡(luò)中各制式均是獨(dú)占一段頻譜，在多種制式共存時(shí)，造成頻譜資源極其緊張，也會引起某些網(wǎng)絡(luò)制式用戶體驗(yàn)下降。而各網(wǎng)絡(luò)制式下用戶話務(wù)并不是一直持續(xù)高負(fù)荷，存在頻譜空閑的情況，這為多制式間的頻譜共享提供了可能。

GL頻譜共享通過專有算法，突破LTE標(biāo)準(zhǔn)帶寬的約束，實(shí)現(xiàn)了零散頻譜的充分利用，進(jìn)而大幅提升了LTE用戶的速率體驗(yàn)。該技術(shù)采用了更為靈活的資源分配方式，不僅保證了LTE能充分利用頻譜資源，而且也為GSM保留了足夠的資源承載語音業(yè)務(wù)。GL頻譜共享技術(shù)不僅在當(dāng)前階段提升了頻譜利用率，也為頻譜逐步向LTE平滑遷移提供了完美的解決方案。