5G動態(tài)頻譜共享實施挑戰(zhàn)和解決方案,第一部分

動態(tài)頻譜共享 (DSS) 可為移動網(wǎng)絡(luò)運營商 (MNO) 帶來顯著優(yōu)勢，使他們能夠擴大 5G 覆蓋范圍，而無需永久重新分配長期演進 (LTE) 頻譜或購買 5G 頻譜。通過對現(xiàn)有基站進行軟件升級，可以部署 DSS。聽起來好得令人難以置信?也許。以下是概念、實施挑戰(zhàn)和可能的解決方案的概述。

什么是 DSS?

5G 愿景旨在開發(fā)一個能夠支持多種廣泛不同用例的網(wǎng)絡(luò)——增強型移動寬帶 (eMBB)、大規(guī)模機器類通信 (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，如果沒有低頻段，5G 服務(wù)將難以到達城市中心并深入建筑物內(nèi)部。

如今，許多市場推出的 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。一些運營商已經(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，但許多其他運營商保持 2G 和 3G 運行以維護傳統(tǒng)設(shè)備并提供電路交換語音支持。因此，許多運營商沒有可用于在這些頻段上部署 5G 的頻譜。將 LTE 重整為新無線電 (NR) 不是一種選擇，因為未來幾年大部分流量將繼續(xù)在 LTE 上運行。DSS 使運營商能夠在現(xiàn)有 4G 頻段上引入 5G，而無需重新分配運營商，并且對現(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)備可以訪問整個帶寬。根據(jù)時域和頻域中的流量需求，在兩個無線電之間動態(tài)共享資源。因此，移動運營商可以適應(yīng)流量需求。此外，他們可以通過軟件升級推出 DSS。這些優(yōu)勢使 DSS 成為移動運營商的絕佳機會，盡管它增加了調(diào)度的復(fù)雜性，因為它需要兩種技術(shù)之間的快速協(xié)調(diào)。

DSS實現(xiàn)技術(shù)

向后兼容性是 DSS 概念的核心。如今，LTE 設(shè)備眾多，運營商無法修改 LTE 傳輸。LTE和NR的共享必須對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 子載波間隔時與 LTE 正交，因為它使用相同的時間和頻率網(wǎng)格。但是，當(dāng) NR 使用 30 kHz 子載波間隔時，情況并非如此。然而，從網(wǎng)絡(luò)角度來看，LTE 和 NR 仍然共享相同的時間和頻率資源，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 LTE 信號進行解碼，而 NR 設(shè)備必須對 NR 信號進行解碼。支持這兩種信號的設(shè)備需要同時解碼兩種信號的能力。

當(dāng)使用 30-kHz 子載波間隔時，NR 將在頻域中占用兩倍的帶寬，但在時域中占用一半的持續(xù)時間。混合命理會造成干擾，打破正交性。使用保護帶在頻域中分離分配可以避免這種干擾。時分復(fù)用還通過在時域中分離兩個傳輸來實現(xiàn)這一目標(biāo)。

DSS 物理層實現(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 永遠在線信號的資源元素。速率匹配是使用 15 kHz 子載波間隔進行 NR 數(shù)據(jù)傳輸?shù)某Ｓ眉夹g(shù)。使用 MBSFN 子幀對于使用 30-kHz 子載波間隔的 NR 同步信號塊 (SSB) 傳輸和 NR 數(shù)據(jù)傳輸很常見。您也可以將此技術(shù)用于其他用例，例如傳輸周期性信號。