深度共享方案分析

許桂芳

深度共享方案分析

許桂芳

（中國(guó)電信股份有限公司長(zhǎng)沙分公司，湖南 長(zhǎng)沙 410011）

為了更好地節(jié)約運(yùn)營(yíng)商基礎(chǔ)設(shè)備的投資成本，緩解商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)壓力，進(jìn)一步提高無(wú)線網(wǎng)絡(luò)資源利用率，縮短網(wǎng)絡(luò)建設(shè)周期，針對(duì)幾種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)深度共享方案進(jìn)行了討論，重點(diǎn)分析比較了RAN共享的共享載頻共享及獨(dú)立載頻共享兩種方案，為運(yùn)營(yíng)商部署深度共享網(wǎng)絡(luò)提供了一些參考及建議。

RAN共享 MORAN MOCN

1 引言

隨著移動(dòng)通信技術(shù)的快速發(fā)展，4G業(yè)務(wù)量在持續(xù)增加，而由于站址、頻譜等資源的稀缺，建網(wǎng)難度不斷增大，建網(wǎng)成本增高而利潤(rùn)下降，網(wǎng)絡(luò)資源共建共享成為了解決網(wǎng)絡(luò)資源緊張問(wèn)題的重要途徑。近年來(lái)，運(yùn)營(yíng)商在不同程度上推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)共享而且取得了一定的成績(jī)，而網(wǎng)絡(luò)資源緊張的問(wèn)題雖有緩解但依然存在，無(wú)論是在建的4G網(wǎng)絡(luò)還是未來(lái)更先進(jìn)的新一代無(wú)線網(wǎng)，都需要運(yùn)營(yíng)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(gòu)

目前，國(guó)際上已應(yīng)用的共享模式主要有三類：國(guó)內(nèi)漫游共享、RAN（Radio Access Network，無(wú)線接入網(wǎng)）共享及站點(diǎn)共享，其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中站點(diǎn)共享在我國(guó)已由中國(guó)鐵塔公司基本實(shí)現(xiàn)。

國(guó)內(nèi)漫游共享方式，運(yùn)營(yíng)商核心網(wǎng)互通，能連到其他運(yùn)營(yíng)商的業(yè)務(wù)層，運(yùn)營(yíng)商之間開(kāi)通漫游權(quán)限，核心網(wǎng)以下層面至eNodeB網(wǎng)絡(luò)及設(shè)施均相互獨(dú)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(wù)量農(nóng)村區(qū)域，運(yùn)營(yíng)商能直接共享規(guī)模及覆蓋，基站維護(hù)界面清晰，但該模式下雙方要在結(jié)算問(wèn)題上達(dá)成統(tǒng)一意見(jiàn)，須具備很高的企業(yè)互信度及政策支持，在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)的難度大。

RAN共享方式，運(yùn)營(yíng)商共享無(wú)線接入網(wǎng)，核心網(wǎng)獨(dú)立，主要有MOCN（Multi-Operator Core Network，即一套R(shí)AN同時(shí)連接多個(gè)運(yùn)營(yíng)商核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，共享頻譜資源）和MORAN（Multi-Operator Radio Access Network，即一套R(shí)AN同時(shí)連接多個(gè)運(yùn)營(yíng)商核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，獨(dú)立頻譜資源）。

另外還有一種承載網(wǎng)共享方式——G W C N（Gateway Core Network，核心網(wǎng)關(guān)）共享，共享無(wú)線接入網(wǎng)和部分核心網(wǎng)元M M E（M o b i l i t y Management Entity，移動(dòng)管理實(shí)體），參數(shù)配置的復(fù)雜度高，后期優(yōu)化、維護(hù)升級(jí)難度較大。為了節(jié)約網(wǎng)絡(luò)投資，縮短網(wǎng)絡(luò)建設(shè)周期，運(yùn)營(yíng)商之間在不同程度上達(dá)成了共享協(xié)議，分享網(wǎng)絡(luò)資源，RAN共享是站點(diǎn)共享基礎(chǔ)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(gòu)圖

RAN共享是指單個(gè)基站同時(shí)虛擬多個(gè)運(yùn)營(yíng)商的基站，通過(guò)基站回傳網(wǎng)絡(luò)分別接入各自的核心網(wǎng)，同時(shí)為多運(yùn)營(yíng)商用戶服務(wù)。此方式在核心網(wǎng)層面相互獨(dú)立，便于規(guī)劃、建設(shè)、維護(hù)。3GPP R8中定義了兩種RAN共享概念：MOCN及MORAN，根據(jù)頻率是否共享劃分，具體結(jié)構(gòu)如圖2所示：

圖2 RAN共享架構(gòu)圖

3.1 MORAN

MORAN是指無(wú)線設(shè)備同時(shí)發(fā)射多個(gè)載波承載不同運(yùn)營(yíng)商的業(yè)務(wù)，運(yùn)營(yíng)商能獨(dú)立使用各自的頻譜資源，小區(qū)級(jí)特性獨(dú)立配置，只共享基站硬件資源，在空口資源上無(wú)需作改動(dòng)，且能基本保持同頻組網(wǎng)。

3.2 MOCN

MOCN指無(wú)線設(shè)備只發(fā)射一個(gè)載波，所有運(yùn)營(yíng)商共用這一個(gè)載波，在共享硬件資源的同時(shí)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(jí)特性須由共享雙方協(xié)商，需考慮空口資源分配問(wèn)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(duì)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(jù)需求占用；

（3）設(shè)置共享比例，共享范圍內(nèi)固定分配優(yōu)先級(jí)，雙方有需求時(shí)按優(yōu)先級(jí)占用資源，其余資源固定分配。

獨(dú)立載波基于共享載波的共享方式，網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度較高，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化較復(fù)雜，但無(wú)線資源利用率更高。

3.3 互操作

當(dāng)共享范圍限于LTE網(wǎng)絡(luò)，而VoLTE網(wǎng)絡(luò)未完全部署完成時(shí)，語(yǔ)音業(yè)務(wù)須回退3G網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)用戶從本方共享基站切換到本方2G/3G基站時(shí)，回落方式與普通基站一樣；當(dāng)從對(duì)方共享基站切換到本方3G基站時(shí)，該共享基站需支持本方語(yǔ)音回落解決方案。以中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通深度共享為例：中國(guó)聯(lián)通語(yǔ)音回落采用CSFB（Circuit Switched Fallback，電路域回落）方案，中國(guó)聯(lián)通用戶從中國(guó)聯(lián)通的深度共享基站切換到中國(guó)聯(lián)通2G/3G基站時(shí)，與中國(guó)聯(lián)通本網(wǎng)內(nèi)回落流程無(wú)差別；中國(guó)聯(lián)通用戶從中國(guó)電信的深度共享基站切換到中國(guó)聯(lián)通2G/3G基站時(shí)，須中國(guó)電信共享基站支持CSFB功能，才能回落成功。

數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的回落方案與語(yǔ)音業(yè)務(wù)相似，用戶從對(duì)方LTE共享基站切換到本方3G基站時(shí)，需對(duì)方共享基站具備LTE與本方3G系統(tǒng)切換的功能。

3.4 應(yīng)用及分析

全球已有多家運(yùn)營(yíng)商成功運(yùn)用RAN共享部署LTE網(wǎng)絡(luò)。英國(guó)VDF、O2采用獨(dú)立載頻方案共享LTE網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)營(yíng)商采用各自頻段800MHz、1.8GHz，分區(qū)組建網(wǎng)絡(luò)，效果顯著，站點(diǎn)數(shù)量、投資成本均減少30%左右。中國(guó)香港運(yùn)營(yíng)商成立聯(lián)合公司，采用共享載頻方案共享LTE網(wǎng)絡(luò)來(lái)提高頻譜利用率，站點(diǎn)數(shù)量、投資均減少40%左右。

2016年初，中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通達(dá)成深度合作協(xié)議，在LTE網(wǎng)絡(luò)上部署RAN共享基站，以緩解無(wú)線資源壓力及商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)壓力。中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)包含2G（GSM、CDMA）、3G（CDMA2000、WCDMA）、4G（TD-LTE、LTE FDD）等網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，主要頻譜分布情況如圖3所示。

在電信800M實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)覆蓋之前，中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通在4G網(wǎng)絡(luò)上均采用1.8G作為基礎(chǔ)頻段進(jìn)行城市覆蓋。雙方在1.8G頻帶上頻段相鄰，有利于進(jìn)一步進(jìn)行設(shè)備共享。

中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通合作無(wú)線接入網(wǎng)共享的兩種方案優(yōu)劣勢(shì)比較分析如表1所示：

表1 中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通深度共享方案比較

MORAN共享，載頻獨(dú)立，運(yùn)維相對(duì)獨(dú)立，無(wú)線資源界面清晰，而投資比運(yùn)營(yíng)商各自單獨(dú)建設(shè)明顯有所降低。考慮到后續(xù)網(wǎng)絡(luò)升級(jí)與發(fā)展，利于長(zhǎng)期競(jìng)合，成為中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通共享的主推方式。

圖3 頻譜分布圖

3.5測(cè)試分析

這里以中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通深度合作MORAN方式為例進(jìn)行測(cè)試分析。

景區(qū)為中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通共享的主要場(chǎng)景之一。站點(diǎn)選擇在南方某區(qū)T，有效影響范圍內(nèi)共開(kāi)通宏基站17個(gè)，室內(nèi)分布站點(diǎn)1個(gè)；正常運(yùn)行小區(qū)總數(shù)為62個(gè)，中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通各31個(gè)。

測(cè)試工具：軟件鼎力。

中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通帶寬：15MHz、20MHz。

（1）單站點(diǎn)測(cè)試

測(cè)試包括站點(diǎn)A單站單運(yùn)營(yíng)商系統(tǒng)獨(dú)立作業(yè)測(cè)試及單站中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通同時(shí)作業(yè)測(cè)試，采用站下測(cè)試的方式，測(cè)試數(shù)據(jù)取平均值。共享站單站作業(yè)測(cè)試指標(biāo)結(jié)果如表2所示。

（2）拉網(wǎng)測(cè)試

中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通系統(tǒng)同時(shí)開(kāi)啟運(yùn)行，功率采用均等分配，沿區(qū)域內(nèi)主要道路測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下所示：

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

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

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

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

5）切換基本無(wú)問(wèn)題；

6）回退異系統(tǒng)3G基本無(wú)問(wèn)題。

由測(cè)試結(jié)果可看出：

1）中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通獨(dú)立載頻共享方案下，雙運(yùn)營(yíng)商共同作業(yè)與單獨(dú)作業(yè)相比，對(duì)覆蓋指標(biāo)及速率基本無(wú)不良影響。

2）選網(wǎng)與尋呼等基本功能無(wú)問(wèn)題，切換、回退功能基本無(wú)問(wèn)題。該共享方案實(shí)用效果較好。

3.6 RAN共享其它應(yīng)用建議

在核心網(wǎng)獨(dú)立共享方案下，共享站須同時(shí)與雙方的核心網(wǎng)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(yīng)合理選擇IPRAN承載方案。

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

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

（3）共享基站雙掛IPRAN：工程量較大，投資較大，滿足4ms時(shí)延要求，不影響運(yùn)營(yíng)商原有傳輸帶寬規(guī)劃與結(jié)算。雙掛方式對(duì)原運(yùn)營(yíng)狀態(tài)影響最小，滿足通信時(shí)延要求，更實(shí)用。

中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通的深度共享情況較為特殊，雙方在達(dá)成深度共享協(xié)議之前，已大量部署LTE網(wǎng)絡(luò)，插花部署共享基站，產(chǎn)生大量共享站與普通站邊界，優(yōu)化與維護(hù)難度大，因此須考慮深度共享的適宜場(chǎng)景，盡量避免在已建LTE網(wǎng)絡(luò)區(qū)域插花建設(shè)共享基站。

表2共享站單站作業(yè)測(cè)試指標(biāo)結(jié)果

4 結(jié)束語(yǔ)

本文介紹了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的幾類共享方式，主要分析并比較了其中實(shí)用性較強(qiáng)的無(wú)線接入網(wǎng)（RAN）共享方案的基本結(jié)構(gòu)及利弊，以中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通深度合作測(cè)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(jiǎn)單提出了一些應(yīng)用建議，為往后運(yùn)營(yíng)商深度合作的有效實(shí)施提供了參考。

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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(dòng)通信, 2017,41(12): 33-37.

2017-01-06

責(zé)任編輯：劉妙 l i u m i a o@m b c o m.c n

許桂芳：高級(jí)工程師，函授本科畢業(yè)于北京郵電大學(xué)，現(xiàn)任職于中國(guó)電信股份有限公司長(zhǎng)沙分公司，從事無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和工程建設(shè)管理工作。