5G动态频谱共享实施挑战和解决方案,第一部分

动态频谱共享 (DSS) 可为移动网络运营商 (MNO) 带来显着优势，使他们能够扩大 5G 覆盖范围，而无需永久重新分配长期演进 (LTE) 频谱或购买 5G 频谱。通过对现有基站进行软件升级，可以部署 DSS。听起来好得令人难以置信?也许。以下是概念、实施挑战和可能的解决方案的概述。

什么是 DSS?

5G 愿景旨在开发一个能够支持多种广泛不同用例的网络——增强型移动宽带 (eMBB)、大规模机器类通信 (mMTC) 和超可靠超低延迟通信 (URLLC)。这些用例需要低、中、高频段的频谱：

· 用于广泛网络区域覆盖的低频段

· 用于增加容量的中频段

· 极高容量的高频段

然而，大多数 5G 网络仅使用中高频段，如果没有低频段，5G 服务将难以到达城市中心并深入建筑物内部。

如今，许多市场推出的 5G 频率范围 1 (FR1) 使用 3.5 GHz 频段，尽管也有部署使用 700 MHz 等较低频段。一些运营商已经能够关闭传统网络并将这些频率重新调整为 LTE，但许多其他运营商保持 2G 和 3G 运行以维护传统设备并提供电路交换语音支持。因此，许多运营商没有可用于在这些频段上部署 5G 的频谱。将 LTE 重整为新无线电 (NR) 不是一种选择，因为未来几年大部分流量将继续在 LTE 上运行。DSS 使运营商能够在现有 4G 频段上引入 5G，而无需重新分配运营商，并且对现有服务的影响最小，从而解决了这一挑战。

DSS 允许 LTE 和 NR 使用频谱共享在同一载波中共存。LTE 和 NR 设备可以访问整个带宽。根据时域和频域中的流量需求，在两个无线电之间动态共享资源。因此，移动运营商可以适应流量需求。此外，他们可以通过软件升级推出 DSS。这些优势使 DSS 成为移动运营商的绝佳机会，尽管它增加了调度的复杂性，因为它需要两种技术之间的快速协调。

DSS实现技术

向后兼容性是 DSS 概念的核心。如今，LTE 设备众多，运营商无法修改 LTE 传输。LTE和NR的共享必须对LTE设备透明，NR传输必须适应与LTE共存。

LTE 传输使用 15-kHz 子载波间隔，而 NR 可以使用 15- 或 30-kHz 子载波间隔。初始 DSS 部署使用 15-kHz 子载波间隔。NR 在使用 15-kHz 子载波间隔时与 LTE 正交，因为它使用相同的时间和频率网格。但是，当 NR 使用 30 kHz 子载波间隔时，情况并非如此。然而，从网络角度来看，LTE 和 NR 仍然共享相同的时间和频率资源，需要能够解码 LTE 和 NR 组合传输的用户设备 (UE)。传统 LTE 设备必须像在传统 LTE 网络中一样对 LTE 信号进行解码，而 NR 设备必须对 NR 信号进行解码。支持这两种信号的设备需要同时解码两种信号的能力。

当使用 30-kHz 子载波间隔时，NR 将在频域中占用两倍的带宽，但在时域中占用一半的持续时间。混合命理会造成干扰，打破正交性。使用保护带在频域中分离分配可以避免这种干扰。时分复用还通过在时域中分离两个传输来实现这一目标。

DSS 物理层实现可以使用两种技术：速率匹配和多播广播单频网络 (MBSFN) 子帧。速率匹配技术涉及承载 LTE 永远在线信号的资源元素。速率匹配是使用 15 kHz 子载波间隔进行 NR 数据传输的常用技术。使用 MBSFN 子帧对于使用 30-kHz 子载波间隔的 NR 同步信号块 (SSB) 传输和 NR 数据传输很常见。您也可以将此技术用于其他用例，例如传输周期性信号。