DSS技術(shù)在聯(lián)通電信5G基站建設(shè)規(guī)劃中的應(yīng)用及發(fā)展

　　【摘要】 本文通過DSS技術(shù)在聯(lián)通電信建設(shè)規(guī)劃中的地位引入，闡述了DSS技術(shù)在運(yùn)營商建設(shè)中的應(yīng)用原理，分析了DSS技術(shù)的發(fā)展方向，提出了DSS技術(shù)的展望，最后給出了頻譜最終部署建議。

　　【關(guān)鍵詞】 動態(tài)頻譜共享(Dynamic Spectrum Sharing，DSS) 4G/5G 聯(lián)通電信 規(guī)劃

　　引言：

　　根據(jù)十四五規(guī)劃的國家戰(zhàn)略要求，加快數(shù)字化發(fā)展建設(shè)數(shù)字中國，無論是提供智慧便捷的公共服務(wù)，還是加快推動數(shù)字產(chǎn)業(yè)化，對聯(lián)通電信運(yùn)營商的第五代網(wǎng)絡(luò)建設(shè)從速度和質(zhì)量上都產(chǎn)生更高的要求。自2019年的下半年伊始，針對5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)聯(lián)通和電信兩家運(yùn)營商采取共建共享的方式，雙方現(xiàn)有的站址和頻段資源如何能充分利用和整合，在保證雙方需求的下，規(guī)劃并建設(shè)出一張高質(zhì)量高滿意度的網(wǎng)絡(luò)，能達(dá)到1+1>2的效果，成為近幾年雙方建設(shè)和規(guī)劃中重要組成部分。

　　一、DSS在建設(shè)規(guī)劃中的地位

　　5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中，無論是設(shè)備參數(shù)規(guī)劃，頻段規(guī)劃，站址規(guī)劃，傳輸資源規(guī)劃等，還是針對ToB，ToC的重點(diǎn)目標(biāo)，都要分階段分步驟的實(shí)施，為最終目標(biāo)：打造一張速率更快、體驗(yàn)更好、覆蓋更寬、口碑更優(yōu)的精品第五代通信網(wǎng)絡(luò)。

　　在針對頻段規(guī)劃中，目前多采用固定頻段分配策略，為了避免用戶之間的互相干擾，可能會存在頻段被單獨(dú)占用形成的頻段閑置等不能充分利用的問題。隨著近幾年的5G網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模快速部署建設(shè)，用戶業(yè)務(wù)對于頻段資源的需求也隨著快速增長，再根據(jù)國家規(guī)劃及運(yùn)營商建設(shè)網(wǎng)絡(luò)頻段的規(guī)劃，需要運(yùn)營商的移動網(wǎng)絡(luò)能夠采取先進(jìn)的頻段資源管理方法來滿足隨著建設(shè)增長的業(yè)務(wù)需求增長。

　　動態(tài)頻譜共享(DSS)技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展，能夠提高頻段利用率，在有限的頻段內(nèi)實(shí)現(xiàn)資源的充分利用，進(jìn)而為以后的頻率分配智能化和設(shè)備集成化提供技術(shù)保證。

　　二、DSS在現(xiàn)有建設(shè)規(guī)劃中的應(yīng)用原理

　　在建設(shè)規(guī)劃中通常DSS應(yīng)用于2.1GHz LTE FDD & NR 動態(tài)頻譜共享，2.1GHz LTE和NR動態(tài)頻譜共享是指將LTE和NR兩種制式共享在2.1GHz的20M頻譜中，根據(jù)業(yè)務(wù)量的需求兩種制式使用相同的頻譜資源。根據(jù)瞬時的需求將兩種制式動態(tài)分配在相同頻譜里，利用eNodeB和gNodeB的配合來實(shí)現(xiàn)LTE和NR兩種制式對共享頻譜的協(xié)調(diào)與配合。在技術(shù)層面上講，4G協(xié)議是5G協(xié)議的底層基礎(chǔ)和底層邏輯，這是4G和5G可以共享前提，所以它們具有很好的相關(guān)性和承接性。

　　在2.1GHz的頻譜里，首先，NR和LTE擁有基本相同的幀結(jié)構(gòu)：solt(1ms子幀)、10ms幀，其中包含OFDM符號14個，傳輸時間間隔相同，調(diào)度一次的時長都是毫秒級;其次，4G和5G擁有相同的子波間隔：15Hz;再次，4G和5G多址方式的兼容：下行為CP-OFDM，上行為DFT-S-OFDM(4G/5G)和CP-OFDM(5G)可以共存，共享方式如圖1所示。

　　動態(tài)頻率的共享流程方式，一般采用負(fù)荷需求計算：根據(jù)上行PUSCH利用率，下行PDSCH/PDCCH利用率，上/下行流量等指標(biāo)進(jìn)行綜合計算負(fù)荷。頻率共享的判決方式如表1所示。

　　三、DSS的技術(shù)發(fā)展方向

　　雖然動態(tài)頻譜共享技術(shù)很有發(fā)展?jié)摿图夹g(shù)吸引力，但是在技術(shù)層面上的完全共享動態(tài)頻譜，依然有很大困難。首先是如何避免4/5G之間的信號干擾與信道相互沖突，其次是實(shí)現(xiàn)4/5G用戶需求的最優(yōu)調(diào)配、讓資源最優(yōu)使用，其實(shí)現(xiàn)方法為系統(tǒng)廠商資源分配算法實(shí)現(xiàn)調(diào)配。一般需要設(shè)計成4G優(yōu)先，5G適時介入占用。其中原因主要是4G信號對應(yīng)匹配機(jī)制和物理通道信號相對寬松，對于信道的控制和參考信號的提取都為全頻段映射。而5G與4G存在相似和相同的各種物理信道與控制信號，這對于4/5G不同制式的信號沖突提供了不確定因素。從整體來看，動態(tài)頻譜共享技術(shù)，對于整體頻譜的總?cè)萘渴怯幸欢〒p失的，因?yàn)闊o論是否只有4G或5G獨(dú)占共享頻段，都要保證另一空閑制式基本信令需求通道，來保證有新需求的信令能夠順利接入系統(tǒng)。另一方面，對于動態(tài)共享頻譜實(shí)現(xiàn)的敏感度也是技術(shù)的保證，動態(tài)頻譜共享系統(tǒng)對于不同網(wǎng)絡(luò)制式的調(diào)配及時程度，來保證5G和4G的低時延要求，基本要在1-100ms內(nèi)的響應(yīng)敏感度才能保證不同制式流量的變化要求，快速的接入新增用戶和平穩(wěn)的切換4/5G制式。

　　動態(tài)頻譜共享研究的技術(shù)方向的關(guān)鍵點(diǎn)包括：射頻原理技術(shù)，各場景下的組網(wǎng)技術(shù)，無線接口，高層優(yōu)先級技術(shù)，物理層技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等。

　　(一)射頻原理技術(shù)

　　通過研究射頻原理技術(shù)，在市場主流芯片為多頻多模制式前提下，對于支持共享頻譜射頻新型技術(shù)進(jìn)行合理預(yù)測分析，使其能夠處理同時工作和多個通道間的互處理，能夠靈活準(zhǔn)確的調(diào)制針對不同系統(tǒng)制式間的相同或相似頻率，能夠精準(zhǔn)地在射頻上支持更瑣碎的帶寬，能夠支撐和整合未來更寬廣的頻率范圍，能夠?qū)掝l譜檢測達(dá)到壓縮感知和多通路檢測等效果，達(dá)到重新設(shè)計射頻參考結(jié)構(gòu)和參數(shù)的目的。

　　(二)各場景下的組網(wǎng)技術(shù)

　　通過研究共建共享的規(guī)劃和建設(shè)實(shí)施方案，根據(jù)實(shí)際情況以建設(shè)最終精品網(wǎng)絡(luò)為目的，分步驟分階段的實(shí)施組網(wǎng)計劃。針對覆蓋區(qū)域：人口十分稠密或一般稠密的城區(qū)、發(fā)達(dá)或一般發(fā)達(dá)的縣城、重點(diǎn)或非重點(diǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、重點(diǎn)或普通農(nóng)村等劃分覆蓋頻段及制式，結(jié)合雙方資源明確各個制式的部署和帶寬，目前雙方的頻譜及制式部署方式如圖2所示。

　　針對專網(wǎng)行業(yè)場景：教育、電力、工業(yè)、醫(yī)療、媒體、港口、高鐵等明確需求速率，需求時延，需求頻率，明確覆蓋頻率和制式，如表2所示，進(jìn)行最優(yōu)組網(wǎng)架構(gòu)。

　　針對不用的城市制定不同階段的建設(shè)規(guī)劃組網(wǎng)任務(wù)，對于直轄市、一線城市、二線城市、其他城市等制定不同建設(shè)覆蓋要求，穩(wěn)步完成組網(wǎng)任務(wù)。反向針對市場牽引，投訴驅(qū)動等感知反饋，完善網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

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