多运营商共享5G 网络技术方案及其难点分析

冯 佳

（湖南省邮电规划设计院有限公司，湖南 长沙 410000）

0 引 言

随着市场竞争的加深和运行成本的不断提高，各个网络运营商的压力增大，并且部分运营商在获取频谱和站点资源方面相对比较困难，所以许多运营商都在思考运用网络共享的方法降低运营成本、提升网络业务效果以及增强品牌竞争力。在4G 时，我国许多运营商如移动、电信、联通为了节省运营成本就进行网络共享的研发，前期的实践主要是在基站配套设施的共享方面，而电信和联通还进行了独立载波的共享。

在新时代下，5G 网络已经成为了全球最为关注的话题。而5G 的研发和运营相对于4G 需要的资金更加的庞大，运营数据更加的多，单一的运营商很难单独运营，所以运营商更加需要进行5G 网络共享的建设。而在进行5G 共建共享的过程中要对频率、站址、基站以及承载网络等进行统一的共建，这给运营商造成了非常大的困难。本文为了提升运营商共享共建的效果，明显降低网络建设和运营的成本，早日实现十九大提出的“提高发展效率”的理念，对5G 网络共享的技术难点进行了详细的研究，然后提出一些合适的控制措施，从而提升了共建共享模式的效率。

1 5G 无线网共享的3GPP 标准化建设

在过去，无线接入网（Radio Access Net-work，RAN）的共享主要分为多运营商核心网（Multi-Operator Core Network，MOCN）和网关核心网（Gate Way Core Network，GWCN）。图1 为4G 第三代合作伙伴计划（3GPP）标准化的两种网络共享构架。

图1 4G 阶段3GPP 标准化的网络共享架构

在图1 中可以发现，RAN、用户设备以及接入管理功能需要支持更多的陆地移动网络和不同的移动网络号码。所以就要求运营商在建设5G 共享模式时要保证信息终端能够连接到每个运营商的移动网络，并且保证其能够平等的传输到终端。同时，还要对后续的工作进行完善，如5G 新空口现在只能许可一个小区的不同移动网络进行连接。5G 的3GPP 标准化的网络共享构架可以参考图2。

2 多运营商共享5G 网络技术方案

2.1 5G GRAN 基站共享方案

和4G 网络共享模式一样，5G 网络共享模式在处理载波资源配置时也需要分为独立载波和共享载波两种方法。其中，共享方法是把多个核心网连接到一个下一代无线接入网，并且可以共享频率资源，而独立共享则指只是共享下一代无线接入网，没有频率资源。二者的区别主要在于：（1）独立载波在共享下频谱资源不会共享；（2）共享载波频谱资源也可以进行共享。所以供应商为了降低运营成本、简单维护等可以运用独立载波共享方法。二者具体的对比如表1 所示。

图2 5G 阶段3GPP 标准化网络共享构架

2.2 核心网共享技术方案

在建设核心网共建共享方案时可以运用多运营商核心网的方法，也就是多个运营商共同用一个下一代无线接入网，但是不共享核心网。每个运营商在运营过程中运用自己的独立数据核心网，其原因主要有如下4 点：（1）每个运营商都有自己的业务需求以及业务方法，这些对核心网的要求也不相同；（2）运营商在运营过程中对其开通和计费系统也不相同，如果公用一个系统会对运营商造成一定影响；（3）每个运营商对移动数据的运用并不相同；（4）运营商的语音通话和切换都不相同。

2.3 承载网共享技术方案

承载网共享在国外是比较普遍的，如果从技术方面进行考虑，主要有物理双挂和逻辑双挂两种。其中物理双挂是指把基站的两个传输接口连接到两个不同的运营商，而运营商之间不用进行连接。逻辑双挂是指共享站仅接入一个运营商的下一代无线接入网IP 化，其为其他运营商实现业务传输。

3 多运营商共享5G 难点分析

3.1 独立组网/非独立组网混合架构下的共享

在建设5G 共享网络时可以选择独立组网（SA）和非独立组网（NSA）两种方法，在这一过程中不同的运营商会根据自身的运营情况选择合适的组网方式，这就会对5G 共享造成一定程度上的难点。例如，如果某个运营商选择了NSA 的组网方式，由于其需要充分考虑4/5G 的耦合情况，从而造成组网的调配和维护比较困难。

从理论方案进行考虑，5G 无线接入网是可以在非独立组网之间、独立组网与非独立组网、独立组网之间进行工作，但是如果非独立组网和独立组网进行共享会对5G 基站提出新的要求。

此外，在实际运营过程中，如果进行混合构架就要求共享区内的新空口基站都要有支持两种组网的接口，从而造成邻区的组网也变得更加复杂，并影响了网络优化工作。除此以外，为了满足不同组网混合构架的服务质量，运营商需要制定更加复杂的管理系统，保证4/5G 运用网络能够进行统一管理。当4G 和5G 对应不同运营商时，要实现统一运营会是很大的挑战。

3.2 5G 无线接入网空口资源共享

5G 无线接入网共享的方法主要是多运营商只共享无线接入网，而核心网要保持独立，这就对不同运营商之间无线资源的分配提出了新的难点，在处理这类问题时可以考虑选择如下3 种方法。

3.2.1 固定比例分配

这种方式是通过前期调查，然后根据调查结果事先分配好不同运营商的空口资源比例，然后再运用令牌桶的方法，使基站运用用户的多公共陆地移动网络来进行调度，但是这种方法具有决定性的缺点，无法做到动态分析，对运营商的发展具有一定的阻碍作用。

3.2.2 部分共享分配

首选选择出一部分频谱资源，然后按照一定的比例分配给每个运营商，剩余频谱资源可以由各个运营商进行共享，然后根据实际需要进行抢占，这种方式在一定程度上提高了资源动态效果。

3.2.3 按比例共享分配

首先设计出一个合适的共享比例，各个运营商可以根据这一比例分配全部的频谱资源，按比例共享分配策略能使共享载频资源利用率达到最高，单用户峰值速率可以达到最大值，不同运营商间的用户可以按设定比例公平分配资源；固定分配比例策略的资源利用率最低，单用户峰值速率也最低。因此实际应用中建议采用按比例共享分配策略，这种方式在很大程度上提升了资源分配的动态效果。

通过对3 种频谱资源的分配进行分析可以看出，按比例共享分配方法可以使得共享频谱资源得到最大化的利用，用户峰值的速率能够达到最大化，所以在进行资源分配时可以按照此方法进行分配；固定比例分配在3 种方法中的资源利用率最低，非常不利于运营商的运营。

表1 两种载波共享对比

4 结 论

在4G 阶段，网络共享已经成为了运营商降低成本、增加业务的重要方法，所以在5G 阶段，运营商对网络共享的建设有了更大的期望，这使得基站共享遇到了非常大的机遇，但是因为5G 存在的一些新特性，也给网络共享提出了一些挑战，并为其发展带来了一些不稳定因素。但是无论在哪种方面进行考虑，进行多运营商5G 共享都有非常大的优点，所以运营商在进行5G 共建共享时要按照先易后难的原则，共同合作、共同开发。