多運營商共享5G 網絡技術方案及其難點分析

馮 佳

（湖南省郵電規劃設計院有限公司，湖南 長沙 410000）

0 引 言

隨著市場競爭的加深和運行成本的不斷提高，各個網絡運營商的壓力增大，并且部分運營商在獲取頻譜和站點資源方面相對比較困難，所以許多運營商都在思考運用網絡共享的方法降低運營成本、提升網絡業務效果以及增強品牌競爭力。在4G 時，我國許多運營商如移動、電信、聯通為了節省運營成本就進行網絡共享的研發，前期的實踐主要是在基站配套設施的共享方面，而電信和聯通還進行了獨立載波的共享。

在新時代下，5G 網絡已經成為了全球最為關注的話題。而5G 的研發和運營相對于4G 需要的資金更加的龐大，運營數據更加的多，單一的運營商很難單獨運營，所以運營商更加需要進行5G 網絡共享的建設。而在進行5G 共建共享的過程中要對頻率、站址、基站以及承載網絡等進行統一的共建，這給運營商造成了非常大的困難。本文為了提升運營商共享共建的效果，明顯降低網絡建設和運營的成本，早日實現十九大提出的“提高發展效率”的理念，對5G 網絡共享的技術難點進行了詳細的研究，然后提出一些合適的控制措施，從而提升了共建共享模式的效率。

1 5G 無線網共享的3GPP 標準化建設

在過去，無線接入網（Radio Access Net-work，RAN）的共享主要分為多運營商核心網（Multi-Operator Core Network，MOCN）和網關核心網（Gate Way Core Network，GWCN）。圖1 為4G 第三代合作伙伴計劃（3GPP）標準化的兩種網絡共享構架。

圖1 4G 階段3GPP 標準化的網絡共享架構

在圖1 中可以發現，RAN、用戶設備以及接入管理功能需要支持更多的陸地移動網絡和不同的移動網絡號碼。所以就要求運營商在建設5G 共享模式時要保證信息終端能夠連接到每個運營商的移動網絡，并且保證其能夠平等的傳輸到終端。同時，還要對后續的工作進行完善，如5G 新空口現在只能許可一個小區的不同移動網絡進行連接。5G 的3GPP 標準化的網絡共享構架可以參考圖2。

2 多運營商共享5G 網絡技術方案

2.1 5G GRAN 基站共享方案

和4G 網絡共享模式一樣，5G 網絡共享模式在處理載波資源配置時也需要分為獨立載波和共享載波兩種方法。其中，共享方法是把多個核心網連接到一個下一代無線接入網，并且可以共享頻率資源，而獨立共享則指只是共享下一代無線接入網，沒有頻率資源。二者的區別主要在于：（1）獨立載波在共享下頻譜資源不會共享；（2）共享載波頻譜資源也可以進行共享。所以供應商為了降低運營成本、簡單維護等可以運用獨立載波共享方法。二者具體的對比如表1 所示。

圖2 5G 階段3GPP 標準化網絡共享構架

2.2 核心網共享技術方案

在建設核心網共建共享方案時可以運用多運營商核心網的方法，也就是多個運營商共同用一個下一代無線接入網，但是不共享核心網。每個運營商在運營過程中運用自己的獨立數據核心網，其原因主要有如下4 點：（1）每個運營商都有自己的業務需求以及業務方法，這些對核心網的要求也不相同；（2）運營商在運營過程中對其開通和計費系統也不相同，如果公用一個系統會對運營商造成一定影響；（3）每個運營商對移動數據的運用并不相同；（4）運營商的語音通話和切換都不相同。

2.3 承載網共享技術方案

承載網共享在國外是比較普遍的，如果從技術方面進行考慮，主要有物理雙掛和邏輯雙掛兩種。其中物理雙掛是指把基站的兩個傳輸接口連接到兩個不同的運營商，而運營商之間不用進行連接。邏輯雙掛是指共享站僅接入一個運營商的下一代無線接入網IP 化，其為其他運營商實現業務傳輸。

3 多運營商共享5G 難點分析

3.1 獨立組網/非獨立組網混合架構下的共享

在建設5G 共享網絡時可以選擇獨立組網（SA）和非獨立組網（NSA）兩種方法，在這一過程中不同的運營商會根據自身的運營情況選擇合適的組網方式，這就會對5G 共享造成一定程度上的難點。例如，如果某個運營商選擇了NSA 的組網方式，由于其需要充分考慮4/5G 的耦合情況，從而造成組網的調配和維護比較困難。

從理論方案進行考慮，5G 無線接入網是可以在非獨立組網之間、獨立組網與非獨立組網、獨立組網之間進行工作，但是如果非獨立組網和獨立組網進行共享會對5G 基站提出新的要求。

此外，在實際運營過程中，如果進行混合構架就要求共享區內的新空口基站都要有支持兩種組網的接口，從而造成鄰區的組網也變得更加復雜，并影響了網絡優化工作。除此以外，為了滿足不同組網混合構架的服務質量，運營商需要制定更加復雜的管理系統，保證4/5G 運用網絡能夠進行統一管理。當4G 和5G 對應不同運營商時，要實現統一運營會是很大的挑戰。

3.2 5G 無線接入網空口資源共享

5G 無線接入網共享的方法主要是多運營商只共享無線接入網，而核心網要保持獨立，這就對不同運營商之間無線資源的分配提出了新的難點，在處理這類問題時可以考慮選擇如下3 種方法。

3.2.1 固定比例分配

這種方式是通過前期調查，然后根據調查結果事先分配好不同運營商的空口資源比例，然后再運用令牌桶的方法，使基站運用用戶的多公共陸地移動網絡來進行調度，但是這種方法具有決定性的缺點，無法做到動態分析，對運營商的發展具有一定的阻礙作用。

3.2.2 部分共享分配

首選選擇出一部分頻譜資源，然后按照一定的比例分配給每個運營商，剩余頻譜資源可以由各個運營商進行共享，然后根據實際需要進行搶占，這種方式在一定程度上提高了資源動態效果。

3.2.3 按比例共享分配

首先設計出一個合適的共享比例，各個運營商可以根據這一比例分配全部的頻譜資源，按比例共享分配策略能使共享載頻資源利用率達到最高，單用戶峰值速率可以達到最大值，不同運營商間的用戶可以按設定比例公平分配資源；固定分配比例策略的資源利用率最低，單用戶峰值速率也最低。因此實際應用中建議采用按比例共享分配策略，這種方式在很大程度上提升了資源分配的動態效果。

通過對3 種頻譜資源的分配進行分析可以看出，按比例共享分配方法可以使得共享頻譜資源得到最大化的利用，用戶峰值的速率能夠達到最大化，所以在進行資源分配時可以按照此方法進行分配；固定比例分配在3 種方法中的資源利用率最低，非常不利于運營商的運營。

表1 兩種載波共享對比

4 結 論

在4G 階段，網絡共享已經成為了運營商降低成本、增加業務的重要方法，所以在5G 階段，運營商對網絡共享的建設有了更大的期望，這使得基站共享遇到了非常大的機遇，但是因為5G 存在的一些新特性，也給網絡共享提出了一些挑戰，并為其發展帶來了一些不穩定因素。但是無論在哪種方面進行考慮，進行多運營商5G 共享都有非常大的優點，所以運營商在進行5G 共建共享時要按照先易后難的原則，共同合作、共同開發。