多運(yùn)營商共享5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方案研究與難點(diǎn)分析

劉波濤

（廣東南方電信規(guī)劃咨詢設(shè)計(jì)院有限公司珠海分公司 廣東省珠海市 519000）

5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是在4G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)之上發(fā)展而來的，多運(yùn)營商共享5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)表現(xiàn)出的優(yōu)勢更加明顯，更有助于降低運(yùn)營商的運(yùn)營成本?，F(xiàn)如今針對5G 技術(shù)的研究和發(fā)展越來越深入，網(wǎng)絡(luò)共享面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，越來越多，將此項(xiàng)技術(shù)建立在現(xiàn)有的通訊技術(shù)之上，進(jìn)行造價預(yù)算，提高技術(shù)方案的綜合水平?；谖覈袌龈偁幍男蝿?，加上網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商在運(yùn)行的時候面臨成本不斷提升且部分的運(yùn)營商很難順利獲得站點(diǎn)和頻譜等相關(guān)資源的困境，各大運(yùn)營商都開始準(zhǔn)備使用網(wǎng)絡(luò)共享的方式來達(dá)到降低運(yùn)營成本等目的，從而增強(qiáng)自身品牌在市場中的競爭能力。如今，5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前國際關(guān)注的熱點(diǎn)，其研發(fā)及運(yùn)營等方面都需要足夠的資金支撐，因此，單個運(yùn)營商很難順利運(yùn)營，需要多個運(yùn)營商進(jìn)行共享和研究。

1 多個運(yùn)營商共享的5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的方案

1.1 5G網(wǎng)絡(luò)基站共享的技術(shù)方案

人們對于網(wǎng)絡(luò)需求發(fā)生了很大的變化，尤其是在速度上提出了更高的要求。人們對于移動數(shù)據(jù)的依賴加劇，為5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展提供了市場。5G 技術(shù)屬于一種數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)，相較于之前的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而言擁有更好的數(shù)據(jù)傳輸速率，網(wǎng)絡(luò)延遲的時間短，即擁有更快的響應(yīng)時間。5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方案的研究越來越深入，主要是因?yàn)檫@一些技術(shù)可以應(yīng)用在車聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛、外科手術(shù)、智能電網(wǎng)等行業(yè)中。模式主要是針對載波資源的配置進(jìn)行合理處理，并且使用獨(dú)立、共享載波方式具體展開。共享方案具體指的是將不同的核心網(wǎng)絡(luò)與下一代無線接入網(wǎng)進(jìn)行有效連接，并且需要共享頻率資源。而獨(dú)立共享具體指的是僅僅針對下一代無線接入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行共享，并沒有包含頻率資源在內(nèi)。這兩種方案的區(qū)別主要是獨(dú)立載波在共享下頻譜的資源不會出現(xiàn)共享的情況，而共享載波頻譜的資源也能夠?qū)崿F(xiàn)共享。

圖1：5G 技術(shù)階段3GPP 的標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)共享結(jié)構(gòu)

圖2：4G 階段3GPP 標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)共享架構(gòu)

5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方案的峰值速率高，滿足了現(xiàn)代人們對于網(wǎng)絡(luò)速度的要求，也能夠滿足人們在視頻清晰度方面的要求，即以高清視頻為主，同時還可以保障虛擬現(xiàn)實(shí)等大數(shù)據(jù)量傳輸。5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)擁有超大網(wǎng)絡(luò)容量，能夠達(dá)到千億設(shè)備的連接能力，物聯(lián)通信的需求可以被滿足。此技術(shù)擁有如此多的優(yōu)勢是多運(yùn)營商共享的前提條件，也是共享的原因。我國的運(yùn)營商包括聯(lián)通、電信、移動等，這三個運(yùn)營商在共享此項(xiàng)技術(shù)的過程中要建立起科學(xué)合理的技術(shù)方案，需要從實(shí)際情況加以考慮，這樣才能夠系統(tǒng)協(xié)調(diào)技術(shù)優(yōu)勢，推動通訊產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此，一些供應(yīng)商為了達(dá)到降低運(yùn)營成本的目的，會使用獨(dú)立載波共享的方式。圖1 為以上兩種方式的對比圖示。其中，5GC 指的是5G 的核心網(wǎng)絡(luò)，NG RAN 指的是下一代無線接入網(wǎng)絡(luò)。5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)當(dāng)具有靈活性，這樣才能夠確保人口稠密地區(qū)、人口稀疏地區(qū)、交通線等地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)需求。

1.2 核心網(wǎng)絡(luò)共享的技術(shù)方案

在思考如何建立起核心網(wǎng)絡(luò)的共建共商方案的時候，可以根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)采用多運(yùn)營商的核心網(wǎng)絡(luò)方案，將不同的運(yùn)營商共同使用同一個下一代無線接入網(wǎng)，但不需要共享核心網(wǎng)絡(luò)。參與的每個運(yùn)營商在進(jìn)行實(shí)際運(yùn)作的時候，可以運(yùn)用獨(dú)立性數(shù)據(jù)核心網(wǎng)絡(luò)。主要原因在于：第一，不同的運(yùn)營商都有自身特殊情況，業(yè)務(wù)需求也不一樣，這些差異性決定了其對核心網(wǎng)絡(luò)的要求也不相同；第二，各個運(yùn)營商使用的開通及計(jì)費(fèi)的系統(tǒng)都相互不一樣；第三，不同運(yùn)營商在運(yùn)用移動數(shù)據(jù)上也方式不一；第四，不同運(yùn)營商在運(yùn)用語言通話以及切換等方面不一樣。從這些原因可以看到此項(xiàng)技術(shù)方案擁有的絕對優(yōu)勢，一旦全面推廣和應(yīng)用每個運(yùn)營商都會獲得預(yù)期的效益。不同的運(yùn)營商面臨的挑戰(zhàn)和困難不同，綜合實(shí)力也存在差異，在這樣的情況下各個運(yùn)營商確定的發(fā)展目標(biāo)就決定了核心網(wǎng)絡(luò)共享技術(shù)方案的具體內(nèi)容以及實(shí)踐操作標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 承載網(wǎng)共享的技術(shù)方案

承載網(wǎng)共享已經(jīng)在國際上十分普遍，根據(jù)技術(shù)方面分類，可分為物理、邏輯雙掛。物理雙掛具體指的是將基站當(dāng)中的不同的兩個運(yùn)輸接口和兩個不同的運(yùn)營商進(jìn)行連接，但運(yùn)營商相互之間不連接。邏輯雙掛具體指的是將共享站只與一個運(yùn)營商相關(guān)的下一代無線接入網(wǎng)進(jìn)行連接，并使其為其他的運(yùn)營商進(jìn)行業(yè)務(wù)方面的傳輸。我國仍然處于發(fā)展中國家的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，意味著我國還有很多方面存在不足，科學(xué)技術(shù)水平相對比較落后，在發(fā)展5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的時候需要積極借鑒他國的經(jīng)驗(yàn)，吸收先進(jìn)的技術(shù)提高我國的技術(shù)實(shí)力。與此同時也應(yīng)當(dāng)積極培養(yǎng)技術(shù)專業(yè)人才，推動技術(shù)的進(jìn)步。

2 端到端的網(wǎng)絡(luò)共享技術(shù)方案

5GRAN 基站共享方案中以載波資源配置方式為核心，在這樣的情況下會將其細(xì)分成獨(dú)立載波共享以及共享載波方案。共享載波方案的關(guān)鍵核心是多個CN、一個NGRAN，前者與后者相連接，兩者共享頻率資源，在某種情況下兩者也會相互組合，形成共享頻率資源池。相較于共享載波方案，獨(dú)立載波共享的核心是NGRAN，不過由于這一共享方案中并不含有頻率資源，所以與共享載波方案的區(qū)別還是非常明顯。隨著5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用暴露出來的問題也會越來越多，也正是因?yàn)檫@樣現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)科研人員才會不斷地實(shí)踐應(yīng)用以尋求更大的技術(shù)突破。移動通信系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足未來需求，急需研發(fā)新一代5G 系統(tǒng)，只有這樣才可以應(yīng)對各類人員對于移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的要求。

多運(yùn)營商共享5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方案的研究一般會集中在成本、業(yè)務(wù)難易程度、維護(hù)難易程度等多個方面做出努力。獨(dú)立載波共享方式目前來講具有實(shí)際應(yīng)用價值，因?yàn)槭褂玫氖亲杂蓄l率，采用的是同頻組網(wǎng)。獨(dú)立載波共享相較于共享載波來講還能夠達(dá)到自己的頻點(diǎn)只發(fā)自己的網(wǎng)絡(luò)信號，而且可以實(shí)現(xiàn)各自配置自己的參數(shù)，各自保持語音回落的狀態(tài)，總體上表現(xiàn)出獨(dú)一無二的優(yōu)勢。比如5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方案在智能電網(wǎng)上的應(yīng)用，滿足的就是電網(wǎng)對于安全的高需求，以及電網(wǎng)高覆蓋率的要求等。智能電網(wǎng)的發(fā)展解決的是目前很多網(wǎng)絡(luò)技術(shù)無法完成的問題，無論是網(wǎng)絡(luò)的覆蓋還是信號的平穩(wěn)性都領(lǐng)先于現(xiàn)有的4G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及WIFI 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，正好展現(xiàn)出了5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢。

3 多運(yùn)營商共享5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的主要難點(diǎn)

3.1 混合架構(gòu)之下的共享情況

在進(jìn)行5G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的時候，可選擇獨(dú)立和非獨(dú)立組網(wǎng)兩個方式。在建設(shè)的過程中，不同的運(yùn)營商需要依據(jù)自身運(yùn)營的特點(diǎn)和狀況，選擇恰當(dāng)?shù)慕M網(wǎng)方式，這就會給5G 共享建設(shè)帶來一系列難點(diǎn)。在實(shí)際推進(jìn)工作的過程中，如果其中一個運(yùn)營商選擇使用非獨(dú)立組網(wǎng)的方法，因?yàn)樾枰紤]4G 與5G 耦合的相關(guān)情況，可能會造成組網(wǎng)在調(diào)配及維護(hù)等方面的困難。根據(jù)理論方面的研究情況，5G網(wǎng)絡(luò)的無線接入網(wǎng)能夠在非獨(dú)立組網(wǎng)相互之間以及獨(dú)立組網(wǎng)相互之間、獨(dú)立組網(wǎng)和非獨(dú)立組網(wǎng)之間成功完成各項(xiàng)工作。但是，假如非獨(dú)立組網(wǎng)與獨(dú)立組網(wǎng)進(jìn)行共享，則可能會對5G 基站提出更多新的要求。5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)經(jīng)過了很長的發(fā)展時間才具有現(xiàn)在的技術(shù)水平，但是從全球的通訊網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的情況來看，5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)目前還不可能完全替代4G，只能說在4G 技術(shù)的基礎(chǔ)之上加以發(fā)展，并且將其他網(wǎng)絡(luò)融入到此項(xiàng)技術(shù)中，提高用戶的體驗(yàn)感。多運(yùn)營商共享5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方案在落實(shí)的過程中面臨的問題只會更多，但是發(fā)展前景是可觀的。5G 技術(shù)開辟的新領(lǐng)域越來越多，解決了許多的問題，為推動全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)目前的難點(diǎn)就是多運(yùn)營商，就我國而言就是中國移動、中國聯(lián)通、中國電信多個運(yùn)營商在共享此技術(shù)的時候?yàn)榱诉_(dá)到最大程度利用此技術(shù)的作用和價值。

3.2 5G無線接入網(wǎng)的空口資源的共享情況

5G 無線接入網(wǎng)的共享方式主要集中在多運(yùn)營商只是共享無線接入網(wǎng)當(dāng)中，且核心網(wǎng)應(yīng)該保持獨(dú)立地位，這些對多個運(yùn)營商相互之間的無線資源的科學(xué)配置提出了更多新的難點(diǎn)，以下三個方式可以在面對這種類型問題的時候提供幫助。

（1）將分配比例進(jìn)行固定。主要指的是根據(jù)前期的調(diào)查來實(shí)現(xiàn)對不同運(yùn)營商空口資源的真實(shí)比例的分配，之后再使用令牌桶的方式來促使基站的使用用戶涉及的公共性陸地移動網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)科學(xué)調(diào)度。但是，這種方式也存在缺點(diǎn)，即很難實(shí)現(xiàn)動態(tài)性分析，這對于運(yùn)營商的日常運(yùn)營可能產(chǎn)生一些阻礙。

（2）進(jìn)行部分共享分配。先將一部分的頻譜資源挑選出來，之后再根據(jù)相關(guān)比例將其分配給不同的運(yùn)營商，并將剩余的資源交由運(yùn)營商共享，可根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行搶占，這樣能夠提升資源的動態(tài)性效果。

（3）根據(jù)比例進(jìn)行分配。先根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)出一個適當(dāng)?shù)墓蚕肀壤?，運(yùn)營商可以以這個比例為標(biāo)準(zhǔn)，分配頻譜資源，以這樣的方式使得共享載頻資源在利用率上達(dá)到最高程度。

單獨(dú)用戶的峰值速率能夠達(dá)到最大程度，且不同的運(yùn)營商之間的用戶能夠按照預(yù)先設(shè)定的比例實(shí)現(xiàn)資源的公平分配。因此，使用比例分配的方式能夠極大地提高資源分配在動態(tài)方面的效果。5G網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)在多運(yùn)營商共享的情況下還會展現(xiàn)出新的活力，經(jīng)過不斷地實(shí)踐應(yīng)用便會促進(jìn)技術(shù)理念與實(shí)際情況的銜接，很多重點(diǎn)難點(diǎn)問題也會隨之突破，這是目前全球各國發(fā)展應(yīng)用5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的目標(biāo)和期望。

4 結(jié)語

5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)使得萬物互聯(lián)不再是天方夜譚，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展最終必然會走向這個趨勢。5G 網(wǎng)絡(luò)涉及到多種業(yè)務(wù)內(nèi)容，這種特點(diǎn)要求新一代的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)能夠真正地適應(yīng)不同業(yè)務(wù)發(fā)展的實(shí)際需求?，F(xiàn)在使用網(wǎng)絡(luò)的人數(shù)量越來越大，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的水平影響著用戶的體驗(yàn)感。尤其是我國這種人口基數(shù)大，上網(wǎng)人口基數(shù)大的國家，更加需要積極吸收先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，研發(fā)當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，不斷地改變技術(shù)現(xiàn)狀，從而構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方案。5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)了，多運(yùn)營商共享此項(xiàng)其實(shí)就是在推動這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)踐，這樣做的好處是能夠盡快地發(fā)現(xiàn)技術(shù)本身的缺陷，從而加速優(yōu)化。運(yùn)營商需要以自身的情況以及網(wǎng)絡(luò)特征為基礎(chǔ)，綜合網(wǎng)絡(luò)發(fā)展前景，運(yùn)用適當(dāng)?shù)慕M網(wǎng)方式，更有效地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面的演進(jìn)。筆者主要分析了多運(yùn)營商共享5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方案，并針對難點(diǎn)進(jìn)行了簡要分析，希望能夠?yàn)橥七M(jìn)5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的演變提出新思路。