5G動(dòng)態(tài)頻譜共享實(shí)施挑戰(zhàn)和解決方案,第一部分

動(dòng)態(tài)頻譜共享 (DSS) 可為移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商 (MNO) 帶來(lái)顯著優(yōu)勢(shì)，使他們能夠擴(kuò)大 5G 覆蓋范圍，而無(wú)需永久重新分配長(zhǎng)期演進(jìn) (LTE) 頻譜或購(gòu)買(mǎi) 5G 頻譜。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有基站進(jìn)行軟件升級(jí)，可以部署 DSS。聽(tīng)起來(lái)好得令人難以置信?也許。以下是概念、實(shí)施挑戰(zhàn)和可能的解決方案的概述。

什么是 DSS?

5G 愿景旨在開(kāi)發(fā)一個(gè)能夠支持多種廣泛不同用例的網(wǎng)絡(luò)——增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶 (eMBB)、大規(guī)模機(jī)器類(lèi)通信 (mMTC) 和超可靠超低延遲通信 (URLLC)。這些用例需要低、中、高頻段的頻譜：

· 用于廣泛網(wǎng)絡(luò)區(qū)域覆蓋的低頻段

· 用于增加容量的中頻段

· 極高容量的高頻段

然而，大多數(shù) 5G 網(wǎng)絡(luò)僅使用中高頻段，如果沒(méi)有低頻段，5G 服務(wù)將難以到達(dá)城市中心并深入建筑物內(nèi)部。

如今，許多市場(chǎng)推出的 5G 頻率范圍 1 (FR1) 使用 3.5 GHz 頻段，盡管也有部署使用 700 MHz 等較低頻段。一些運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)能夠關(guān)閉傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)并將這些頻率重新調(diào)整為 LTE，但許多其他運(yùn)營(yíng)商保持 2G 和 3G 運(yùn)行以維護(hù)傳統(tǒng)設(shè)備并提供電路交換語(yǔ)音支持。因此，許多運(yùn)營(yíng)商沒(méi)有可用于在這些頻段上部署 5G 的頻譜。將 LTE 重整為新無(wú)線電 (NR) 不是一種選擇，因?yàn)槲磥?lái)幾年大部分流量將繼續(xù)在 LTE 上運(yùn)行。DSS 使運(yùn)營(yíng)商能夠在現(xiàn)有 4G 頻段上引入 5G，而無(wú)需重新分配運(yùn)營(yíng)商，并且對(duì)現(xiàn)有服務(wù)的影響最小，從而解決了這一挑戰(zhàn)。

DSS 允許 LTE 和 NR 使用頻譜共享在同一載波中共存。LTE 和 NR 設(shè)備可以訪問(wèn)整個(gè)帶寬。根據(jù)時(shí)域和頻域中的流量需求，在兩個(gè)無(wú)線電之間動(dòng)態(tài)共享資源。因此，移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商可以適應(yīng)流量需求。此外，他們可以通過(guò)軟件升級(jí)推出 DSS。這些優(yōu)勢(shì)使 DSS 成為移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的絕佳機(jī)會(huì)，盡管它增加了調(diào)度的復(fù)雜性，因?yàn)樗枰獌煞N技術(shù)之間的快速協(xié)調(diào)。

DSS實(shí)現(xiàn)技術(shù)

向后兼容性是 DSS 概念的核心。如今，LTE 設(shè)備眾多，運(yùn)營(yíng)商無(wú)法修改 LTE 傳輸。LTE和NR的共享必須對(duì)LTE設(shè)備透明，NR傳輸必須適應(yīng)與LTE共存。

LTE 傳輸使用 15-kHz 子載波間隔，而 NR 可以使用 15- 或 30-kHz 子載波間隔。初始 DSS 部署使用 15-kHz 子載波間隔。NR 在使用 15-kHz 子載波間隔時(shí)與 LTE 正交，因?yàn)樗褂孟嗤臅r(shí)間和頻率網(wǎng)格。但是，當(dāng) NR 使用 30 kHz 子載波間隔時(shí)，情況并非如此。然而，從網(wǎng)絡(luò)角度來(lái)看，LTE 和 NR 仍然共享相同的時(shí)間和頻率資源，需要能夠解碼 LTE 和 NR 組合傳輸?shù)挠脩粼O(shè)備 (UE)。傳統(tǒng) LTE 設(shè)備必須像在傳統(tǒng) LTE 網(wǎng)絡(luò)中一樣對(duì) LTE 信號(hào)進(jìn)行解碼，而 NR 設(shè)備必須對(duì) NR 信號(hào)進(jìn)行解碼。支持這兩種信號(hào)的設(shè)備需要同時(shí)解碼兩種信號(hào)的能力。

當(dāng)使用 30-kHz 子載波間隔時(shí)，NR 將在頻域中占用兩倍的帶寬，但在時(shí)域中占用一半的持續(xù)時(shí)間。混合命理會(huì)造成干擾，打破正交性。使用保護(hù)帶在頻域中分離分配可以避免這種干擾。時(shí)分復(fù)用還通過(guò)在時(shí)域中分離兩個(gè)傳輸來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

DSS 物理層實(shí)現(xiàn)可以使用兩種技術(shù)：速率匹配和多播廣播單頻網(wǎng)絡(luò) (MBSFN) 子幀。速率匹配技術(shù)涉及承載 LTE 永遠(yuǎn)在線信號(hào)的資源元素。速率匹配是使用 15 kHz 子載波間隔進(jìn)行 NR 數(shù)據(jù)傳輸?shù)某Ｓ眉夹g(shù)。使用 MBSFN 子幀對(duì)于使用 30-kHz 子載波間隔的 NR 同步信號(hào)塊 (SSB) 傳輸和 NR 數(shù)據(jù)傳輸很常見(jiàn)。您也可以將此技術(shù)用于其他用例，例如傳輸周期性信號(hào)。