c-ran移動通信網(wǎng)絡(luò)的改變

c-ran移動通信網(wǎng)絡(luò)的改變

0端無線功能c-ran技術(shù)可以通過集成基本帶寬處理、高速光傳輸網(wǎng)絡(luò)和分布距離寬帶級的無線模塊來減少基站面積的數(shù)量，降低能耗，提高光譜效率，從而實(shí)現(xiàn)高效化、高帶寬和靈活的運(yùn)營，更好地幫助當(dāng)前移動互聯(lián)網(wǎng)和通信公司降低能耗、建設(shè)費(fèi)用、運(yùn)維費(fèi)用，充分利用光譜資源，最終達(dá)到業(yè)務(wù)的可持續(xù)增長。1基于無線網(wǎng)絡(luò)的無線局域網(wǎng)C-RAN的系統(tǒng)架構(gòu)主要是由遠(yuǎn)端無線射頻單元(RRU)與天線組成的分布式無線網(wǎng)絡(luò),所有基帶處理單元和遠(yuǎn)端無線射頻單元通過高帶寬、低延遲的光傳輸網(wǎng)絡(luò)連接起來。與傳統(tǒng)的移動通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相比,C-RAN打破了RRU和BBU之間近距匯接的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。其主要優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。1.1站址房的數(shù)量和配套資源的完善根據(jù)運(yùn)營商的統(tǒng)計(jì)結(jié)果,如圖1所示,其相當(dāng)一部分的支出是產(chǎn)生于包括勘站、土建和配套設(shè)備等方面,并且這三者相加而產(chǎn)生的成本支出目前大致已占到每站點(diǎn)CAPEX的50%左右,如此高的成本在很大程度上制約了企業(yè)的發(fā)展,減緩了企業(yè)的發(fā)展速度和規(guī)模的擴(kuò)大,而C-RAN技術(shù)則可以大大減少機(jī)房的數(shù)量,很好地緩解企業(yè)的運(yùn)營壓力。此外,站點(diǎn)租金和電費(fèi)約占每站點(diǎn)OPEX(運(yùn)營成本)的70%左右,如圖2所示。并且隨著近年來我國房地產(chǎn)市場的調(diào)控,房屋租賃的費(fèi)用正在逐漸增長,同時(shí)在2012年下半年,我國實(shí)行了階梯式電價(jià)收費(fèi)模式,這無疑會造成運(yùn)營企業(yè)的建設(shè)和運(yùn)維成本大大增加,不利于企業(yè)未來的發(fā)展與可持續(xù)經(jīng)營。而在C-RAN架構(gòu)中,基帶處理單元的機(jī)房數(shù)量可以減少一個(gè)數(shù)量級,從而可以有效減少基站的建設(shè)與運(yùn)維費(fèi)用,大大降低每MB成本;有效減少因站址機(jī)房建設(shè)和租賃、空調(diào)等附屬設(shè)施耗電帶來的成本壓力;實(shí)現(xiàn)配套資源的有效共享(GPS,電源,蓄電池,傳輸?shù)?;通過虛擬化技術(shù)完成基站處理資源靈活調(diào)配,實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)量有效均衡,降低對單站的可靠性要求,從而降低成本。與此同時(shí),集中式的基帶池和相關(guān)輔助設(shè)備可以集中放置在一些骨干中心機(jī)房內(nèi)進(jìn)行管理,簡化了運(yùn)營管理,最大限度地減少了企業(yè)的管理成本,為企業(yè)未來的可持續(xù)發(fā)展及規(guī)模的拓展奠定了基礎(chǔ)。1.2作式發(fā)送/接收在C-RAN中,虛擬基站可以在基帶池中共享所有通信用戶接收和發(fā)送的信息、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和信道質(zhì)量等信息。同時(shí)C-RAN的整體架構(gòu)相比較傳統(tǒng)技術(shù)而言,其更適合實(shí)現(xiàn)協(xié)作化無線收發(fā)技術(shù),從而最終實(shí)現(xiàn)更高頻譜效率。目前的協(xié)作式發(fā)送/接收主要分為2種方式:聯(lián)合接收/聯(lián)合發(fā)送(JP)以及協(xié)作式調(diào)度/協(xié)作式波束賦型(coordinatedbeamforming,CBF)。前者需要較大的系統(tǒng)開銷,同時(shí)對于UE(用戶體驗(yàn))的數(shù)據(jù)需要在多個(gè)協(xié)作基站間共享。而后者則能夠通過協(xié)作式波束賦型,以“較小”的開銷提高小區(qū)邊緣用戶的吞吐量,多個(gè)傳輸點(diǎn)不必共享UE的服務(wù)數(shù)據(jù)。其性能比較如圖3和圖4所示。由圖3和圖4可以清晰地看到,C-RAN的整體架構(gòu)相比較傳統(tǒng)技術(shù)而言可以更好地提升小區(qū)的平均頻譜利用率以及邊緣頻譜利用率,從而更好地提升傳輸容量與速率,并且隨著將來多天線技術(shù)的普遍應(yīng)用,在未來傳輸多個(gè)遠(yuǎn)端天線模塊的無線信號所需的光傳輸鏈接帶寬可達(dá)到幾個(gè)吉比特每秒。1.3基帶單元的升級C-RAN架構(gòu)優(yōu)先完成了基站到基站簇的集中演進(jìn),完成多站點(diǎn)間基帶資源的動態(tài)共享和互為容災(zāi)備份,如圖5所示。未來通過基帶單元的升級,進(jìn)一步提升基站簇中站點(diǎn)間的協(xié)同性,并通過大容量的BBU間的互聯(lián)互通來實(shí)現(xiàn)基站簇間的協(xié)同性。與此同時(shí),通過軟件無線電的方式C-RAN能夠提供更靈活的四網(wǎng)協(xié)同(2G、3G、WLAN和4G),進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)電信業(yè)與IT業(yè)的深度融合。2c-ran發(fā)展趨勢作為一種新的無線架構(gòu)模式,C-RAN未來的發(fā)展趨勢主要有以下3個(gè)方面。2.1系統(tǒng)總體性能隨著3GPPTD-LTE向LTE-Advanced的后向演進(jìn),多跳連接的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟约爸С?天線的高階MIMO配置對OBRI(openBBU-RRHinterface)鏈路提出了極具挑戰(zhàn)性的需求。因此,光纖傳輸技術(shù)是未來通信行業(yè)的發(fā)展趨勢。從目前C-RAN無線信號傳輸?shù)膸捫枨髞砜?主要有1)GSM:1Gbit/s可承載40個(gè)載波,200kHz帶寬/載波;2)TD-SCDMA:1Gbit/s可承載4個(gè)載波,1.6MHz帶寬/載波;3)TD-LTE:10Gbit/s可承載1個(gè)8x載波,20MHz帶寬/載波。光傳輸技術(shù)僅能夠有效提升信息的傳輸效率與容量,在無線信號傳輸技術(shù)上,CPRI/Ir接口帶寬從2.5Gbit/s逐漸增加到6.144～10Gbit/s。隨著WDM技術(shù)的發(fā)展,商用系統(tǒng)單根光纖的容量可達(dá)3.2T以上。隨著近年來我國的光纖網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)、架構(gòu)技術(shù)的不斷成熟以及被廣泛生產(chǎn)和應(yīng)用,其成本也在逐步降低,其中2.5G和10G商用光模塊的價(jià)格近幾年隨著技術(shù)的逐漸成熟,其價(jià)格也在逐年下降,平均降幅達(dá)到35%～70%。依據(jù)城域傳送網(wǎng)光纖資源豐富程度,特別是接入環(huán)的光纖資源狀況,企業(yè)可采用不同的部署方案。1)當(dāng)管道/光纖資源充足或建設(shè)光纖管道方便的地區(qū),可采用光纖直驅(qū)部署方式,聯(lián)合規(guī)劃無線網(wǎng)及傳輸網(wǎng)建設(shè);2)管道資源較緊張或新增光纖建設(shè)困難的地區(qū)可采用對接入層進(jìn)行WDM/OTN升級,充分挖掘現(xiàn)有光纖傳輸能力;3)室內(nèi)分布式系統(tǒng),可采用統(tǒng)一無源光網(wǎng)絡(luò)UniPON,同時(shí)提供數(shù)據(jù)接入和無線接入。2.2中性點(diǎn)協(xié)作化設(shè)計(jì)眾所周知,在采用OFDM技術(shù)的蜂窩小區(qū)中,邊緣的用戶經(jīng)歷比較嚴(yán)重的信道間干擾(ICI),使得其系統(tǒng)性能明顯降低,需要采用基站間協(xié)作技術(shù)降低干擾,采用干擾協(xié)調(diào)以及聯(lián)合處理技術(shù)來解決,所以需要基站獨(dú)立處理向協(xié)作化處理的演進(jìn)。而C-RAN系統(tǒng)的一個(gè)主要目標(biāo)是顯著提高系統(tǒng)頻譜效率,并提高小區(qū)邊緣用戶吞吐量。從圖6與圖7之間的SU-BF和SU-CoMP用戶速率分布的比較可以看出,CoMP(協(xié)作多點(diǎn)傳輸)具有較大的應(yīng)用潛力,其可以進(jìn)一步提高頻譜效率以及小區(qū)邊緣吞吐量和繼續(xù)挖掘TD-LTE的優(yōu)勢,從而減少基站間干擾,改善小區(qū)邊緣覆蓋更高的頻譜效率,最終提供更好的用戶體驗(yàn)。同時(shí)為了進(jìn)一步降低網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度,可以在調(diào)度時(shí)限制進(jìn)行協(xié)作服務(wù)的終端數(shù)量,也可以在實(shí)際傳輸時(shí)指定參與協(xié)作的小區(qū)集合。2.3輔助的虛擬基礎(chǔ)當(dāng)前的BBU處理板是為某種專用的通信標(biāo)準(zhǔn)(如GSM、TD-SCDMA或LTE)而設(shè)計(jì)的,并僅能支持固定數(shù)量的載波。計(jì)算所需資源(如DSP,FPGA或GPP等)一般專門用來完成基站的物理層或MAC層的處理。所謂的虛擬化是指將計(jì)算機(jī)的資源抽象化。對用戶隱藏了計(jì)算平臺的物理屬性,僅顯示另一個(gè)抽象的計(jì)算平臺。如果在基站系統(tǒng)中運(yùn)用這一概念,“固定”設(shè)計(jì)機(jī)制帶來的問題將迎刃而解。并且當(dāng)虛擬基站實(shí)體的負(fù)載發(fā)生變化時(shí),系統(tǒng)可以決定是否調(diào)整資源分配。如需要調(diào)整,所有的調(diào)整都將通過軟件進(jìn)行。在此機(jī)制下,很容易通過軟件重新分配資源以構(gòu)造支持不同標(biāo)準(zhǔn)的基站處理資源可在全局范圍內(nèi)進(jìn)行分配,從而顯著改善資源的利用率。因此,相信在未來的移動網(wǎng)絡(luò)中,將出現(xiàn)基于實(shí)時(shí)基站虛擬化技術(shù)的基帶池。3算法的局限性C-RAN作為目前最新的無線接入網(wǎng)構(gòu)架,雖然能夠幫助企業(yè)有效地降低運(yùn)營成本,改善管理方