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Magic Radio: 频谱效率的杀手级解决方案
通信世界周刊
作者:       2016年1月31日 12:12
中兴通讯 Magic Radio GSM/LTE

面临的挑战

随着移动宽带的发展,LTE网络现已广泛部署在900MHz和1800MHz两个频段,这便意味着更多的GSM频谱需要重耕成LTE。

传统意义上来说,GSM 频谱会静态重新分配给LTE。然而, 当话务负载动态变化时, 或者忙时语音和数据业务没有完全重叠时,传统的静态频谱分配将无法满足LTE的请求式与动态带宽分配的需求。

1800MHz现已成为LTE的核心频段,同时其也是GSM的承载频段;所以现在非常多的运营商在部署LTE网络的时候,需要去重耕其GSM频谱。又因为现阶段LTE语音还并不成熟,所以短时间内运营商还需要利用1800MHz的GSM来承载语音业务。因此,现在对于多网运营商来说所面临的一个主要挑战便是如何实施GSM与LTE的频谱共享方案,以实现其对用户同时提供语音和数据业务。

Magic Radio简介

中兴通讯现提出了Magic Radio创新解决方案,如图1所示,它可以实现频谱重耕、自适应链路变化和灵活调度GSM/LTE与UMTS/LTE频谱等多项功能。Magic Radio可以帮助多网运营商同时提升其频谱共享与用户体验。

Magic Radio是设计用来实现GSM和LTE之间灵活频谱共享与调度的。其功能特点为GSM动态频率分配、GSM/LTE负隔离带宽、GSM/LTE动态频谱拓展以及GSM/LTE协同共谱调度。

GSM动态频率分配已经作为一个独特功能开始进行商业部署了。它会根据潮汐话务动态分配和释放GSM频点(除了一些高优先权的TRX,例如BCCH TRX),这便可以用更小的带宽以及零性能损失来实现相同的网络容量。

通常我们需要一个200kHz的保护带来减轻系统间干扰。GSM/LTE负隔离带宽采用创新的滤波算法实现GSM/LTE的零隔离甚至负隔离带宽,进一步提升了频谱效率。对于20M的LTE带宽配置来说,GSM可以使用2MHz保留带宽中的1.4MHz。GSM/LTE动态频谱拓展支持LTE窄带的动态频谱重耕。它能够在GSM低话务负载的时候来动态拓宽LTE的带宽,从而可以基于地域的GSM话务量统计来平衡GSM和LTE的频谱利用率。当GSM的话务负载低于一个所给出的门限时,便会释放GSM频谱资源并提供给LTE使用。GSM/LTE协同共谱调度实现了LTE与GSM在200kHz的粒度上根据话务量需求动态调度与分配,这能够提升LTE吞吐量与用户体验。

应用及效益

所有的Magic Radio功能都已进行过外场试验,并且试验结果证明其能够有效提升网络性能与用户体验。动态频率分配方案现已经在中国移动的话务潮汐区域进行了部署,使其增加了高达35%的频谱获利。换句话说,GSM仅仅使用了65%的频谱资源,剩下资源便可腾出来用于LTE网络。中兴通讯帮助中国移动在没有性能衰减的情况下,获取了相同的网络承载能力。

针对GSM/LTE负隔离带宽、GSM/LTE动态频谱拓展和GSM/LTE协同共谱调度3项技术,中兴通讯已经同中国联通携手验证成功。在GSM/LTE共站场景中,GSM/LTE负隔离带宽技术能够让GSM从LTE隔离带宽中获得更多可利用频谱,同时保证LTE下行速率的稳定性。

除此之外,GSM网络波动KPI指标会在一个正常变动范围之内,并且可以聚合10MHz与20MHz之间的载波。中兴通讯的Magic Radio中的GSM/LTE动态频谱拓展功能,同样可以在LTE窄带上提供动态频谱重耕。这项功能帮助中国联通提升了超过50%的频谱效率,同时使其LTE下行速率在无关用户位置的情况下提升一倍。验证结果显示,GSM的CS和PS业务运行正常,用户满意度显著提升。

中国联通也计划未来在的GSM/LTE网络中,基于用户行为和话务量分布,应用GSM/LTE协同共谱调度技术。当GSM话务负载高于所给出的门限时,GSM可以使用闲置的LTE射频承载为其进行服务。同样当LTE负载超过所给出的门限值时,LTE可以使用闲置的GSM时隙为其服务。这便使LTE与GSM在200KHz的粒度上实现实时频谱共享。此过程中GSM与LTE网络运行良好且其KPI指标均表现稳定。Magic Radio帮助中国联通提升了网络带宽与吞吐量,同时增加了超过40%的频谱利用率。如图2所示。

持续创新的技术

创新的Magic Radio解决方案为世界各国的运营商创造了巨大收益。中兴已进一步完善Magic Radio方案(Magic Radio 2.0)来提升UMTS和LTE共组网场景下的频谱效率。Magic Radio 2.0包括UMTS/LTE零缓冲区和UMTS/LTE动态载波扩展两个功能。

UMTS/LTE零缓冲区方案可以优化UMTS/LTE同频组网下的性能,通过压缩带宽和窄带干扰抑制等技术实现了UMTS/LTE的零缓冲区组网。如图3所示。

UMTS/LTE动态载波扩展功能可以根据UMTS业务承载对UMTS和LTE的频谱进行动态共享。当UMTS的业务流量低于给定的门限值,UMTS将释放一部分频谱资源供LTE使用,反之亦然。通过这种方式,频谱效率将得到显著提高。如图4所示。

案例:

中兴通讯携手中国联通完成Magic Radio整体商用验证继顺利开通Magic Radio动态带宽扩展功能之后,2015年底,中兴通讯再次携手中国联通,成功完成Magic Radio方案协同共谱调度和负隔离带宽功能的商用验证,标志着中兴通讯创新的Magic Radio频谱效率提升解决方案的全部功能均已成功商用,为后续的全球规模部署奠定了良好基础。

此次在中国联通商用测试的协同共谱调度功能,允许GSM和LTE实现200KHz频谱粒度的实时共享,极大提升了频谱分配的灵活度和频谱效率。协同共谱调度功能开启后,频谱分配基于现网GSM/LTE用户行为和话务分布规律,在GSM网络忙时,GSM可使用LTE带宽内部分频谱,LTE不在此频率上分配RB资源;在GSM网络闲时,GSM释放空闲频谱,LTE可正常使用GSM释放的频谱资源,从而实现频谱效率提升。测试表明,在部署该功能后,GSM和LTE网络业务正常,性能指标无影响,GSM和LTE之间进行实时动态频谱共享,带宽总吞吐率明显提升,频谱效率提升超过40%。

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