GL频谱共享技术综述

夏宝平

摘要：随着GSM、UMTS、LTE、NB-IoT以及5G等各种网络制式共存于无线网络中，频率资源日益紧张，如何有效提高GL频谱利用率的重要性尤为凸显。GL频谱共享技术通过将LTE部分频谱作为GSM和LTE的共享频谱，两个制式根据话务量按需使用共享频谱，提高了频率利用效率，解决了传统Refarming技术一段频谱只能分配给一种制式的问题。

关键词：GSM;LTE;频谱;共享

中图分类号：TP311文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2020）02-0000-02

1 背景

随着5G技术、NB、云计算、虚拟化等息技术的应用，无线电技术在宽带、泛在、移动以及多制式的特点越发明显，GSM、UMTS、LTE、NB-IoT以及SG等各种网络制式共存，带来频谱资源需求的快速增长。传统的Refarming方案由于采取了固定分配频谱资源的模式而导致了频谱资源的利用率偏低。GL频谱共享技术可以实现GSM和LTE网络共享频谱，从而大大提高了频谱利用率。

2 技术简介

GL频谱并发特性在LTE带宽内拿出一部分频谱资源供GSM和LTE动态共享，共享资源优先给GSM使用，缺省情况按照LTE不影响或对CSM影响很小的前提调度共享资源。

在没有GL频谱共享时，只能部署一个小带宽的LTE载波：

在使用GL频谱共享时，可以部署一个更大带宽的LTE载波：

GL频谱共享方案包括GL频谱资源静态共享和GL频谱资源动态共享两大类。其中：

CL频谱静态共享方案：包括GL负间隔，CL频谱共享静态配置等。此类技术工程部署过程及配置操作较简单。

CL频谱动态共享方案：GL共谱调度，需要LTE与GSM站点完成交互，通过交互达到频谱共享。

2.1 静态频谱共享

通过根据CSM的频点使用情况，利用PUCCH BLANKING等抗干扰特性达到频谱资源静态最大化的效果。

通过不同的压缩方案，可以支持LTE与异系统的部分频谱叠加，提高频谱利用率。开通功能前GSM和LTE各自占用相应的频谱，开通此功能后，CSM可以部分与LTE频谱叠加，节省频谱资源，最大化频谱利用率。

2.2 动态频谱共享

GSM和LTE除有各自独享频谱外，还有部分频谱交叠，交叠部分的频谱资源可在CSM和LTE之间进行动态共享调度。当GSM话务高时，GSM除了可以占用其独享频点外，还可以同时使用G/L共享频点，此时LTE不能使用该共享频点进行调度，而只使用其专用频点;当GSM话务低时，不再需要使用G/L共享频点，此时LTE可以使用其带宽范围内的G/L共享频点进行调度。

（1） GL共谱调度原理图以及工作流程如下：

· BSC根据GSM用户上报的邻区测量判断eNodeB的可用频点及时隙

· BSC按照共享频点粒度汇总同频复用通知，并传给eNodeB

· eNodeB将GSM的可用时隙映射为LTE可用的时频资源

（2）GL共谱调度原理图以及工作流程如下：

为了实现CSM/LTE共谱调度功能，引入C/L间的协同调度器ZXUR iCS （Intelligent Coordination Server）网元，以下简称“iCS"。

iCS作为多网元智能协同服务器，在GL共谱调度中的主要功能是：向LTE小区提供邻接GSM小区对共享频谱资源的使用状态，iCS需要与eNodeB、BSC之間分别建立承载消息交互的链路，然后通过消息交互，将GSM小区的共享频点配置，以及GSM小区的共享频点占用状态通知给相关的eNodeB。

· iCS和eNodeB及BSC间通过IP互联，使用SCTP协议进行消息传递。

· GSM小区频率使用状态发生变化时，BSC将当前频率使用状态发送给iCS。

· iCS根据从eNodeB获取的GSM邻区信息，将有关GSM小区的频率使用状态通知到eNodeB。

· eNodeB根据CSM的共享频谱使用状态，在RB调度时判断使用或者释放共享频谱。

· BSC采用适当的信道分配算法，减少共享频谱的占用。

2.3 技术部署

（1）准备阶段：

收集网络数据，对需求场景进行分析评估，检查是否适用于GL频谱共享技术应用，硬件、传输资源等是否匹配，从而制定特性开启策略及具体的方案部署落地。

（2）规划阶段

为取得较好的性能增益，GL频谱共享方案需要考虑较多的因素，包括区域规划，频谱方案规划、干扰邻区规划、PCI规划、功率检查等，并制定CSM翻频方案等。

（3）实施阶段

按照要求进行相关功能开通及特性激活，在特性激活后，对特性激活状态、性能指标进行密切观测，以确保关键KPI指标平稳，达到预期的GL频谱共享的频谱增益目标。

3 技术比较

1）静态共享

优势：部署方便，仅需要LTE侧开启，不需要同步，GSM侧不需要相关配置或改造，操作步骤简单，网络影响较小。场景适用广，不需要GL共覆盖，GSM是不同厂商也可以适用;

劣势：增益受限，共享带宽部分仅给CSM使用，没有动态增益，在GSM带宽需求大的情况下，L/TE增益较小。

2）动态共享

优势：增益高，具有动态共享增益，可以在闲时提供更多的频谱给LTE，最大全带宽都可以给LTE使用。

劣势：部署复杂，需要GSM和LTE同时开启，要开启CPS同步，GSM侧的BSC间要开启IUR-G接口，需要客户传输资源配合;场景受限，需要GL共覆盖（共天馈），且连片覆盖;需要增加相关硬件，部署开通过程相对复杂。

4 总结

目前无线网络中各制式均是独占一段频谱，在多种制式共存时，造成频谱资源极其紧张，也会引起某些网络制式用户体验下降。而各网络制式下用户话务并不是一直持续高负荷，存在频谱空闲的情况，这为多制式间的频谱共享提供了可能。

GL频谱共享通过专有算法，突破LTE标准带宽的约束，实现了零散频谱的充分利用，进而大幅提升了LTE用户的速率体验。该技术采用了更为灵活的资源分配方式，不仅保证了LTE能充分利用频谱资源，而且也为GSM保留了足够的资源承载语音业务。GL频谱共享技术不仅在当前阶段提升了频谱利用率，也为频谱逐步向LTE平滑迁移提供了完美的解决方案。