深度共享方案分析

許桂芳

深度共享方案分析

許桂芳

（中國電信股份有限公司長沙分公司，湖南 長沙 410011）

為了更好地節(jié)約運營商基礎設備的投資成本，緩解商業(yè)競爭壓力，進一步提高無線網絡資源利用率，縮短網絡建設周期，針對幾種無線網絡深度共享方案進行了討論，重點分析比較了RAN共享的共享載頻共享及獨立載頻共享兩種方案，為運營商部署深度共享網絡提供了一些參考及建議。

RAN共享 MORAN MOCN

1 引言

隨著移動通信技術的快速發(fā)展，4G業(yè)務量在持續(xù)增加，而由于站址、頻譜等資源的稀缺，建網難度不斷增大，建網成本增高而利潤下降，網絡資源共建共享成為了解決網絡資源緊張問題的重要途徑。近年來，運營商在不同程度上推動網絡共享而且取得了一定的成績，而網絡資源緊張的問題雖有緩解但依然存在，無論是在建的4G網絡還是未來更先進的新一代無線網，都需要運營商之間更廣范圍、更深層次的資源共享。

2 主要共享類型及架構

目前，國際上已應用的共享模式主要有三類：國內漫游共享、RAN（Radio Access Network，無線接入網）共享及站點共享，其基本結構如圖1所示，其中站點共享在我國已由中國鐵塔公司基本實現。

國內漫游共享方式，運營商核心網互通，能連到其他運營商的業(yè)務層，運營商之間開通漫游權限，核心網以下層面至eNodeB網絡及設施均相互獨立。此種模式適用于某一制式上共享雙方覆蓋能力懸殊的區(qū)域和低話務量農村區(qū)域，運營商能直接共享規(guī)模及覆蓋，基站維護界面清晰，但該模式下雙方要在結算問題上達成統(tǒng)一意見，須具備很高的企業(yè)互信度及政策支持，在國內實現的難度大。

RAN共享方式，運營商共享無線接入網，核心網獨立，主要有MOCN（Multi-Operator Core Network，即一套RAN同時連接多個運營商核心網節(jié)點，共享頻譜資源）和MORAN（Multi-Operator Radio Access Network，即一套RAN同時連接多個運營商核心網節(jié)點，獨立頻譜資源）。

另外還有一種承載網共享方式——G W C N（Gateway Core Network，核心網關）共享，共享無線接入網和部分核心網元M M E（M o b i l i t y Management Entity，移動管理實體），參數配置的復雜度高，后期優(yōu)化、維護升級難度較大。為了節(jié)約網絡投資，縮短網絡建設周期，運營商之間在不同程度上達成了共享協(xié)議，分享網絡資源，RAN共享是站點共享基礎上的深度共享的主要承載方式。

3 RAN共享

圖1 主要共享方式架構圖

RAN共享是指單個基站同時虛擬多個運營商的基站，通過基站回傳網絡分別接入各自的核心網，同時為多運營商用戶服務。此方式在核心網層面相互獨立，便于規(guī)劃、建設、維護。3GPP R8中定義了兩種RAN共享概念：MOCN及MORAN，根據頻率是否共享劃分，具體結構如圖2所示：

圖2 RAN共享架構圖

3.1 MORAN

MORAN是指無線設備同時發(fā)射多個載波承載不同運營商的業(yè)務，運營商能獨立使用各自的頻譜資源，小區(qū)級特性獨立配置，只共享基站硬件資源，在空口資源上無需作改動，且能基本保持同頻組網。

3.2 MOCN

MOCN指無線設備只發(fā)射一個載波，所有運營商共用這一個載波，在共享硬件資源的同時還彼此共享頻譜資源。在此種方案下，共享站和非共享站之間存在異頻切換，小區(qū)級特性須由共享雙方協(xié)商，需考慮空口資源分配問題，資源分配方式大致有以下幾種：

（1）所有資源按固定比例劃分，空閑資源不提供給對方使用；

（2）部分資源按固定比例劃分，其余為共享部分，雙方可根據需求占用；

（3）設置共享比例，共享范圍內固定分配優(yōu)先級，雙方有需求時按優(yōu)先級占用資源，其余資源固定分配。

獨立載波基于共享載波的共享方式，網絡復雜度較高，網絡優(yōu)化較復雜，但無線資源利用率更高。

3.3 互操作

當共享范圍限于LTE網絡，而VoLTE網絡未完全部署完成時，語音業(yè)務須回退3G網絡來實現。當用戶從本方共享基站切換到本方2G/3G基站時，回落方式與普通基站一樣；當從對方共享基站切換到本方3G基站時，該共享基站需支持本方語音回落解決方案。以中國電信、中國聯(lián)通深度共享為例：中國聯(lián)通語音回落采用CSFB（Circuit Switched Fallback，電路域回落）方案，中國聯(lián)通用戶從中國聯(lián)通的深度共享基站切換到中國聯(lián)通2G/3G基站時，與中國聯(lián)通本網內回落流程無差別；中國聯(lián)通用戶從中國電信的深度共享基站切換到中國聯(lián)通2G/3G基站時，須中國電信共享基站支持CSFB功能，才能回落成功。

數據業(yè)務的回落方案與語音業(yè)務相似，用戶從對方LTE共享基站切換到本方3G基站時，需對方共享基站具備LTE與本方3G系統(tǒng)切換的功能。

3.4 應用及分析

全球已有多家運營商成功運用RAN共享部署LTE網絡。英國VDF、O2采用獨立載頻方案共享LTE網絡，運營商采用各自頻段800MHz、1.8GHz，分區(qū)組建網絡，效果顯著，站點數量、投資成本均減少30%左右。中國香港運營商成立聯(lián)合公司，采用共享載頻方案共享LTE網絡來提高頻譜利用率，站點數量、投資均減少40%左右。

2016年初，中國電信、中國聯(lián)通達成深度合作協(xié)議，在LTE網絡上部署RAN共享基站，以緩解無線資源壓力及商業(yè)競爭壓力。中國電信和中國聯(lián)通無線通信網絡包含2G（GSM、CDMA）、3G（CDMA2000、WCDMA）、4G（TD-LTE、LTE FDD）等網絡系統(tǒng)，主要頻譜分布情況如圖3所示。

在電信800M實現全網覆蓋之前，中國電信、中國聯(lián)通在4G網絡上均采用1.8G作為基礎頻段進行城市覆蓋。雙方在1.8G頻帶上頻段相鄰，有利于進一步進行設備共享。

中國電信和中國聯(lián)通合作無線接入網共享的兩種方案優(yōu)劣勢比較分析如表1所示：

表1 中國電信和中國聯(lián)通深度共享方案比較

MORAN共享，載頻獨立，運維相對獨立，無線資源界面清晰，而投資比運營商各自單獨建設明顯有所降低?？紤]到后續(xù)網絡升級與發(fā)展，利于長期競合，成為中國電信和中國聯(lián)通共享的主推方式。

圖3 頻譜分布圖

3.5測試分析

這里以中國電信和中國聯(lián)通深度合作MORAN方式為例進行測試分析。

景區(qū)為中國電信和中國聯(lián)通共享的主要場景之一。站點選擇在南方某區(qū)T，有效影響范圍內共開通宏基站17個，室內分布站點1個；正常運行小區(qū)總數為62個，中國電信、中國聯(lián)通各31個。

測試工具：軟件鼎力。

中國電信、中國聯(lián)通帶寬：15MHz、20MHz。

（1）單站點測試

測試包括站點A單站單運營商系統(tǒng)獨立作業(yè)測試及單站中國電信和中國聯(lián)通同時作業(yè)測試，采用站下測試的方式，測試數據取平均值。共享站單站作業(yè)測試指標結果如表2所示。

（2）拉網測試

中國電信、中國聯(lián)通系統(tǒng)同時開啟運行，功率采用均等分配，沿區(qū)域內主要道路測試，測試結果如下所示：

1）RSRP均值：中國電信為-87.34dBm，中國聯(lián)通為-92.86dBm；

2）SINR均值：中國電信為15.39dB，中國聯(lián)通為17.16dB；

3）下載速率均值及優(yōu)良比：中國電信分別為33.68Mbps、92.98%；中國聯(lián)通分別為43.26Mbps、87.13%；

4）上傳速率均值及優(yōu)良比：中國電信分別為26.78Mbps、76.13%；中國聯(lián)通分別為32.18Mbps、84.31%；

5）切換基本無問題；

6）回退異系統(tǒng)3G基本無問題。

由測試結果可看出：

1）中國電信、中國聯(lián)通獨立載頻共享方案下，雙運營商共同作業(yè)與單獨作業(yè)相比，對覆蓋指標及速率基本無不良影響。

2）選網與尋呼等基本功能無問題，切換、回退功能基本無問題。該共享方案實用效果較好。

3.6 RAN共享其它應用建議

在核心網獨立共享方案下，共享站須同時與雙方的核心網通訊，且須滿足共享站之間、共享站與非共享站之間的通訊需求，應合理選擇IPRAN承載方案。

（1）骨干網打通：工程量較小，投資較小，難以滿足4ms時延要求，需要為對方規(guī)劃傳輸帶寬且?guī)捊Y算涉及骨干網和本地網。

（2）本地網IPRAN核心打通：工程量較大，投資較大，部分滿足4ms時延要求，需要為對方規(guī)劃傳輸帶寬且?guī)捊Y算涉及本地網。

（3）共享基站雙掛IPRAN：工程量較大，投資較大，滿足4ms時延要求，不影響運營商原有傳輸帶寬規(guī)劃與結算。雙掛方式對原運營狀態(tài)影響最小，滿足通信時延要求，更實用。

中國電信、中國聯(lián)通的深度共享情況較為特殊，雙方在達成深度共享協(xié)議之前，已大量部署LTE網絡，插花部署共享基站，產生大量共享站與普通站邊界，優(yōu)化與維護難度大，因此須考慮深度共享的適宜場景，盡量避免在已建LTE網絡區(qū)域插花建設共享基站。

表2共享站單站作業(yè)測試指標結果

4 結束語

本文介紹了無線網絡的幾類共享方式，主要分析并比較了其中實用性較強的無線接入網（RAN）共享方案的基本結構及利弊，以中國電信、中國聯(lián)通深度合作測試為案例，討論了RAN共享中的MORAN共享方式的可行性，并基于RAN共享方式簡單提出了一些應用建議，為往后運營商深度合作的有效實施提供了參考。

[1] 沈嘉. 3GPP長期演進（LTE）技術原理與系統(tǒng)設計[M].北京: 人民郵電出版社, 2008.

[2] 王佩佩. 基于LTE制式多運營商網絡共享的無線資源管理算法研究[D]. 北京: 北京郵電大學, 2013.

[3] 3GPP TR 23.851. Network sharing; Architecture and functional description(Release 6)[S]. 2004.

[4] 韋偉. 多網協(xié)同無線通信網絡規(guī)劃研究[D]. 長春: 吉林大學, 2016.

[5] 周代衛(wèi),高瑞,周宇,等. 國內外移動虛擬運營商業(yè)務模式與經驗探討[J]. 移動通信, 2015(1): 28-32.

[6] 張梅. LTE系統(tǒng)中無線資源調度方案設計[D]. 南京: 南京郵電大學, 2014.

[7] 李童. 通信網絡共建共享建議及成本效益研究[D]. 北京: 北京郵電大學, 2012.

[8] 儲成祥,朱明. 推進電信基礎設施共建共享[J]. 中國電信業(yè), 2012(12): 54-57.

[9] 郭智紅. 基站共建共享成本效益分析[J]. 信息通信, 2016(11): 238-239.

[10] 宋蒙,聶昌,周瑤. 4G網絡基站共享技術研究[J]. 移動通信, 2016,40(22): 3-7.★

Analysis on Deep Sharing Schemes

XU Guifang
(C h i n a T e l e c o m C o., L t d., C h a n g s h a B r a n c h, C h a n g s h a 410011, C h i n a)

In order to better save the cost of the equipment investment for operators, alleviate the commercial competition pressure, improve the wireless network resource utilization and shorten the network construction circle, several deep sharing schemes for wireless networks were elaborated. Two schemes of MOCN and MORAN of radio access network sharing were analyzed and compared to provide some references and suggestions to the deployment of deep sharing networks for operators.

RAN sharing MORAN MOCN

10.3969/j.i s s n.1006-1010.2017.12.007

T N929.5

A

1006-1010(2017)12-0033-05

許桂芳. 深度共享方案分析[J]. 移動通信, 2017,41(12): 33-37.

2017-01-06

責任編輯：劉妙 l i u m i a o@m b c o m.c n

許桂芳：高級工程師，函授本科畢業(yè)于北京郵電大學，現任職于中國電信股份有限公司長沙分公司，從事無線網絡的規(guī)劃和工程建設管理工作。