頻譜共享---小記


頻譜資源是信息技術的重要載體。 隨着技術的不斷發展,無線設備大幅度增長,對頻譜資源需求的增長也急劇上升,作為解決頻譜供需矛盾的有效方式之一,這時,動態頻譜共享(DSS)粉墨登場。
  
5G發展的關鍵--動態頻譜共享
  
  這是一種支持基於4G和5G資源之間的流量需求共享頻譜,能夠極快速的完成頻譜分配,在可用容量下為設備提供最佳性能的技術。通過這種技術,網絡運營商可以在4G和5G之間動態地共享頻譜,與現在必須拆分頻譜並為不同的技術專門分配單獨頻譜塊有着很大的區別,能夠更經濟高效地部署5G服務。
  
  DSS的核心是軟件升級和5G NR(新無線電)設備,5G NR是一種新型空中接口,旨在支持5G網絡的高級功能,允許運營商將部分現有的4G LTE頻譜動態分配給5G。DSS最主要的應用是使用中頻頻譜,有利於覆蓋全國范圍網絡部署的長距離通信。
  
  DSS的經濟優勢是很可觀的,使用軟件升級可以減少對支持5G服務的新塔建設需求,也可以更快的推出軟件升級,減少一部分成本。除此之外,還易於安裝和設置,在全球運營商急於加快部署工作的要求下,5G NR全球規范很快被3GPP納入標准狀態。
  
  由於DSS對廣泛部署5G的可用性,運營商已經開始了行動。Verizon已經在與芯片制造商和設備供應商合作推動DSS的發展,並將DSS應用於Verizon的全部頻譜。在手機領域,高通公司已經開始為消費者設備開發芯片,使他們能夠使用支持DSS的頻譜。
  
  新一代的技術服務在真正實現過渡的時候都不會太順利,DSS旨在減少前進道路上的阻礙,在頻譜面臨挑戰的時候靈活地擴展5G部署。前方的路還需要我們一步一步的走,為即將到來的5G時代做好萬全准備。

 

頻譜共享技術在4G時代就已經存在,比如L+G頻譜共享技術。從上下行來分,頻譜共享分為上行頻譜共享和下行頻譜共享;從技術方案來分,頻譜共享分為靜態頻譜共享和動態頻譜共享(DSS,Dynamic Spectrum Sharing)。

5G時代,上行頻譜共享是5G的重要技術之一,有着更進一步的意義和價值。

1、頻譜共享的背景和價值

5G早期,C-Band是應用最廣泛的頻段,但其上行覆蓋能力低於下行覆蓋能力,直接影響了5G網絡的部署。因此,在5G上行覆蓋區域,需通過上下行解耦技術來支持上行數據在sub-3G傳輸(LTE FDD常用頻譜范圍)、下行數據在C-Band傳輸。當運營商沒有單獨的sub-3G頻譜時,就可以通過LTE FDD和NR上行頻譜共享技術,利用LTE為NR提供上行傳輸,從而解決C-Band上行覆蓋能力不足的問題。


此外,由於上行數據需求遠不及下行數據需求,4G/LTE FDD的上行頻譜資源利用率普遍較低,5G時代使用LTE FDD的上行頻譜資源來傳輸NR數據也是充分利用FDD上行頻譜資源的一種方式。

2、頻譜共享技術原理

NR+LTE上行頻譜共享技術有靜態頻譜共享方案和動態頻譜共享(DSS)方案之分,兩者的區別在於上行物理信道(包括PUCCH,PRACH,PUSCH)的頻域分配上。

靜態共享:上行物理信道事先固定分配好,即靜態分配。

動態共享:上行物理信道根據業務需求實時分配(以TTI為單位),即動態分配。

動態頻譜原理圖示:

 

另外,SRS(探測參考信號)是在時域維度動態分配的,靜態共享和動態共享均如此。

最后,以LTE PUCCH和NR PUCCH固定部署、LTE PRACH和NR PRACH固定預留為例,LTE PUSCH和NR PUSCH根據業務需求動態分配的示意如下圖。



可以看出,SRS只在時域上動態分配,所占用的頻率是固定的;而PUSCH則在頻域上動態分配,不同時刻所占用的無線頻率可以不同。

 


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