新型無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)研究

李博齋

摘 要 隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，但是，在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的環(huán)境下，傳統(tǒng)的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)需求，尤其是移動(dòng)業(yè)務(wù)的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。為了解決此類(lèi)問(wèn)題，必須引進(jìn)新型的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，從而滿足移動(dòng)業(yè)務(wù)容量的需求。

關(guān)鍵詞 無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；移動(dòng)業(yè)務(wù)；業(yè)務(wù)容量

中圖分類(lèi)號(hào)：TN925 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）06-0034-01

無(wú)線接入網(wǎng)也稱為寬帶無(wú)線接入，英文名為BWA，通過(guò)無(wú)線手段，實(shí)現(xiàn)用戶端與客戶端之間的網(wǎng)絡(luò)連接，隨著4G技術(shù)的出現(xiàn)，傳統(tǒng)的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)已不能適應(yīng)用戶通信的需求，特別是移動(dòng)通信數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，傳統(tǒng)的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要表現(xiàn)在基站數(shù)據(jù)分布不集中，實(shí)際利用率低、共享處理能力低等方面，為了提高移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，開(kāi)發(fā)新型的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)高性能和低費(fèi)用的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)。

1 新型無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)概述

新型無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)要求：1）降低能源消耗，減少移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的成本開(kāi)支；2）采用協(xié)作化的方式，提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)頻譜頻率，增加用戶的使用帶寬，確保移動(dòng)業(yè)務(wù)的服務(wù)到位；3）建立開(kāi)放化的服務(wù)平臺(tái)，支持多種服務(wù)模式；4）實(shí)現(xiàn)資源的共享和相互協(xié)作；5）實(shí)現(xiàn)IP與互聯(lián)網(wǎng)的融合。根據(jù)新型無(wú)線接入網(wǎng)路架構(gòu)的未來(lái)需求，建立了C-RAN無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，如圖1所示。C-RAN無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要由遠(yuǎn)端無(wú)線射頻單元、分布式無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、集中式基帶處理池組成，對(duì)于分布式無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，其主要由遠(yuǎn)端無(wú)線射頻單元、天線等兩部分組成，具有容量大、覆蓋范圍廣的特點(diǎn)，由于分布式遠(yuǎn)端無(wú)線射頻單元靈活輕便，安裝、維護(hù)也比較方便，系統(tǒng)配置也比較低，其可以廣泛的應(yīng)用在各個(gè)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中。對(duì)于集中式基帶池，主要由高效能處理器組成，為了提高基帶池的處理性能需求，將實(shí)時(shí)虛擬技術(shù)與基帶池有效的連接在一起，從而減少基站站址中的機(jī)房需求。

圖1 C-RAN無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

基于C-RAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的基站通過(guò)縮短天線與移動(dòng)通信的距離，提高帶寬容量，從而提高網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際利用率，為了改善網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的頻譜效率和性能，采用多小區(qū)MIMO技術(shù)，其基本原理是進(jìn)行射頻單元與基帶處理單元的分離。C-RAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基站與傳統(tǒng)的分布式基站相比較，C-RAN基站實(shí)現(xiàn)了射頻單元與基帶處理單元的分離，打破了兩者單元之間的固定連接關(guān)系，雖然基帶處理單元不包含每個(gè)遠(yuǎn)端無(wú)線射頻單元，但是，該單元的發(fā)送、接受處理都是在統(tǒng)一環(huán)境下進(jìn)行的。將C-RAN無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)應(yīng)用在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，這樣移動(dòng)終端就可以根據(jù)C-RAN接收信號(hào)強(qiáng)度來(lái)選擇無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)辦服務(wù)，通過(guò)采用實(shí)時(shí)虛擬的多小區(qū)MIMO技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信息的共同發(fā)送、接收，從而提高系統(tǒng)頻譜效率，C-RAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以降低能源消耗、節(jié)約CAPEX和OPEX成本、靈活調(diào)配基站的處理資源，總的來(lái)說(shuō)，C-RAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在通信費(fèi)用、寬帶容量、性能上都具有較大的優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也面臨著一些技術(shù)上的挑戰(zhàn)，包括低成本光網(wǎng)絡(luò)傳輸高寬度無(wú)線信號(hào)；運(yùn)用先進(jìn)的協(xié)作發(fā)射與接收技術(shù)實(shí)現(xiàn)性能的提升；利用基站虛擬化技術(shù)提供資源利用效率等方面。

2 新型無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)研究

2.1 C-RAN集中化、動(dòng)態(tài)化載波基帶池

C-RAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以降低系統(tǒng)費(fèi)用、減少能源消耗，對(duì)于C-RAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的基站，其主要由分布式RRU和集中式BBU組成，一般情況下，BBU和RRU需要分別放在機(jī)房?jī)?nèi)和機(jī)房外，由于室內(nèi)機(jī)房將放置大量的配套設(shè)施及設(shè)備，采用集中化BBU管理方式，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)房的綠色運(yùn)營(yíng)模式，集中化動(dòng)態(tài)載波基地池，其可以大范圍的進(jìn)行管理，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)分配，這樣不僅節(jié)約了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的建設(shè)成本，也降低了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的能源消耗。集中化動(dòng)態(tài)載波基帶池主要以云計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，集中化載波基帶池主要體現(xiàn)在光網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線信號(hào)傳送方面。

基于光網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線信號(hào)傳送，其是3G技術(shù)的一種有效解決方案，通過(guò)將基站射頻單元與基帶處理單元分離，并且與OBRI有效連接在一起，從而實(shí)現(xiàn)低消費(fèi)、容量大、高性能的光傳輸網(wǎng)絡(luò)，但是，這樣的光傳輸網(wǎng)絡(luò)面臨著一些技術(shù)上的挑戰(zhàn)，其主要表現(xiàn)在OBRI需要滿足寬帶容量大、低延時(shí)、費(fèi)用低的光網(wǎng)絡(luò)傳輸要求，但是，在現(xiàn)實(shí)條件中，需要引進(jìn)新的技術(shù)才能有效解決網(wǎng)絡(luò)帶寬問(wèn)題，雖然UniPON技術(shù)可以解決帶寬問(wèn)題，但是，其在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中是有限制條件的。

2.2 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)資源分配，協(xié)作式信號(hào)處理

傳統(tǒng)的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)存在無(wú)線資源實(shí)際利用率低的特點(diǎn)，而C-RAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用多小區(qū)MIMO技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)線資源分配，也可以通過(guò)協(xié)作式進(jìn)行信號(hào)處理，對(duì)提高系統(tǒng)頻譜效率具有重要作用。對(duì)于多小區(qū)協(xié)作式無(wú)線資源管理，通過(guò)最優(yōu)理論的方式，多小區(qū)無(wú)線資源管理得到一定的研究，為了降低系統(tǒng)之間的調(diào)度復(fù)雜度，將協(xié)作式處理、調(diào)度機(jī)制控制在小區(qū)簇內(nèi)，這樣小區(qū)簇就可以為用戶終端提供服務(wù)，通過(guò)用戶反饋的信息，網(wǎng)絡(luò)側(cè)可以采用半靜態(tài)的方式進(jìn)行用戶終端的信息選取，通過(guò)協(xié)作方式，為小區(qū)簇內(nèi)的用戶提供網(wǎng)絡(luò)通信業(yè)務(wù)服務(wù)，這樣不僅可以降低系統(tǒng)中的信息調(diào)度復(fù)雜度，也可以對(duì)服務(wù)終端的數(shù)量進(jìn)行限制，以保證系統(tǒng)帶寬滿足用戶的需求。針對(duì)協(xié)作式信號(hào)處理，通過(guò)信號(hào)的發(fā)送和接受，從而提高系統(tǒng)頻譜率，同時(shí)也提高蜂窩小區(qū)邊緣的用戶吞吐量，協(xié)作信號(hào)處理會(huì)造成系統(tǒng)調(diào)度復(fù)雜度，但是，其可以提高網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)系統(tǒng)的性能，協(xié)作式信號(hào)處理主要包括聯(lián)合接受、聯(lián)合發(fā)送和協(xié)作式調(diào)度、協(xié)作式波束賦型等兩種方式。

3 結(jié)束語(yǔ)

C-RAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)改變了傳統(tǒng)的無(wú)線射頻單元與基帶處理單元的固定連接關(guān)系，C-RAN中的基站實(shí)現(xiàn)了射頻單元與基帶處理單元的分離，其不僅提高了系統(tǒng)頻譜率，也降低了能源消耗，減少了建設(shè)成本，但是，當(dāng)前的C-RAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)還存在一些技術(shù)上的挑戰(zhàn)，為了有效解決移動(dòng)業(yè)務(wù)所面臨的問(wèn)題，應(yīng)加強(qiáng)新型無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的研究，從而實(shí)現(xiàn)高性能、高寬帶、低延時(shí)的網(wǎng)絡(luò)。

參考文獻(xiàn)

[1]陳沫，陳奎林，劉光毅，崔春風(fēng).新型無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)研究[J].電信科學(xué)，2011（01）：76-82.

[2]苗杰.異構(gòu)無(wú)線融合網(wǎng)絡(luò)中無(wú)線資源管理關(guān)鍵技術(shù)研究[D].北京郵電大學(xué)，2012.endprint

摘 要 隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，但是，在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的環(huán)境下，傳統(tǒng)的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)需求，尤其是移動(dòng)業(yè)務(wù)的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。為了解決此類(lèi)問(wèn)題，必須引進(jìn)新型的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，從而滿足移動(dòng)業(yè)務(wù)容量的需求。

關(guān)鍵詞 無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；移動(dòng)業(yè)務(wù)；業(yè)務(wù)容量

中圖分類(lèi)號(hào)：TN925 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）06-0034-01

無(wú)線接入網(wǎng)也稱為寬帶無(wú)線接入，英文名為BWA，通過(guò)無(wú)線手段，實(shí)現(xiàn)用戶端與客戶端之間的網(wǎng)絡(luò)連接，隨著4G技術(shù)的出現(xiàn)，傳統(tǒng)的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)已不能適應(yīng)用戶通信的需求，特別是移動(dòng)通信數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，傳統(tǒng)的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要表現(xiàn)在基站數(shù)據(jù)分布不集中，實(shí)際利用率低、共享處理能力低等方面，為了提高移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，開(kāi)發(fā)新型的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)高性能和低費(fèi)用的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)。

1 新型無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)概述

新型無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)要求：1）降低能源消耗，減少移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的成本開(kāi)支；2）采用協(xié)作化的方式，提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)頻譜頻率，增加用戶的使用帶寬，確保移動(dòng)業(yè)務(wù)的服務(wù)到位；3）建立開(kāi)放化的服務(wù)平臺(tái)，支持多種服務(wù)模式；4）實(shí)現(xiàn)資源的共享和相互協(xié)作；5）實(shí)現(xiàn)IP與互聯(lián)網(wǎng)的融合。根據(jù)新型無(wú)線接入網(wǎng)路架構(gòu)的未來(lái)需求，建立了C-RAN無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，如圖1所示。C-RAN無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要由遠(yuǎn)端無(wú)線射頻單元、分布式無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、集中式基帶處理池組成，對(duì)于分布式無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，其主要由遠(yuǎn)端無(wú)線射頻單元、天線等兩部分組成，具有容量大、覆蓋范圍廣的特點(diǎn)，由于分布式遠(yuǎn)端無(wú)線射頻單元靈活輕便，安裝、維護(hù)也比較方便，系統(tǒng)配置也比較低，其可以廣泛的應(yīng)用在各個(gè)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中。對(duì)于集中式基帶池，主要由高效能處理器組成，為了提高基帶池的處理性能需求，將實(shí)時(shí)虛擬技術(shù)與基帶池有效的連接在一起，從而減少基站站址中的機(jī)房需求。

圖1 C-RAN無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

基于C-RAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的基站通過(guò)縮短天線與移動(dòng)通信的距離，提高帶寬容量，從而提高網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際利用率，為了改善網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的頻譜效率和性能，采用多小區(qū)MIMO技術(shù)，其基本原理是進(jìn)行射頻單元與基帶處理單元的分離。C-RAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基站與傳統(tǒng)的分布式基站相比較，C-RAN基站實(shí)現(xiàn)了射頻單元與基帶處理單元的分離，打破了兩者單元之間的固定連接關(guān)系，雖然基帶處理單元不包含每個(gè)遠(yuǎn)端無(wú)線射頻單元，但是，該單元的發(fā)送、接受處理都是在統(tǒng)一環(huán)境下進(jìn)行的。將C-RAN無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)應(yīng)用在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，這樣移動(dòng)終端就可以根據(jù)C-RAN接收信號(hào)強(qiáng)度來(lái)選擇無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)辦服務(wù)，通過(guò)采用實(shí)時(shí)虛擬的多小區(qū)MIMO技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信息的共同發(fā)送、接收，從而提高系統(tǒng)頻譜效率，C-RAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以降低能源消耗、節(jié)約CAPEX和OPEX成本、靈活調(diào)配基站的處理資源，總的來(lái)說(shuō)，C-RAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在通信費(fèi)用、寬帶容量、性能上都具有較大的優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也面臨著一些技術(shù)上的挑戰(zhàn)，包括低成本光網(wǎng)絡(luò)傳輸高寬度無(wú)線信號(hào)；運(yùn)用先進(jìn)的協(xié)作發(fā)射與接收技術(shù)實(shí)現(xiàn)性能的提升；利用基站虛擬化技術(shù)提供資源利用效率等方面。

2 新型無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)研究

2.1 C-RAN集中化、動(dòng)態(tài)化載波基帶池

C-RAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以降低系統(tǒng)費(fèi)用、減少能源消耗，對(duì)于C-RAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的基站，其主要由分布式RRU和集中式BBU組成，一般情況下，BBU和RRU需要分別放在機(jī)房?jī)?nèi)和機(jī)房外，由于室內(nèi)機(jī)房將放置大量的配套設(shè)施及設(shè)備，采用集中化BBU管理方式，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)房的綠色運(yùn)營(yíng)模式，集中化動(dòng)態(tài)載波基地池，其可以大范圍的進(jìn)行管理，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)分配，這樣不僅節(jié)約了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的建設(shè)成本，也降低了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的能源消耗。集中化動(dòng)態(tài)載波基帶池主要以云計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，集中化載波基帶池主要體現(xiàn)在光網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線信號(hào)傳送方面。

基于光網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線信號(hào)傳送，其是3G技術(shù)的一種有效解決方案，通過(guò)將基站射頻單元與基帶處理單元分離，并且與OBRI有效連接在一起，從而實(shí)現(xiàn)低消費(fèi)、容量大、高性能的光傳輸網(wǎng)絡(luò)，但是，這樣的光傳輸網(wǎng)絡(luò)面臨著一些技術(shù)上的挑戰(zhàn)，其主要表現(xiàn)在OBRI需要滿足寬帶容量大、低延時(shí)、費(fèi)用低的光網(wǎng)絡(luò)傳輸要求，但是，在現(xiàn)實(shí)條件中，需要引進(jìn)新的技術(shù)才能有效解決網(wǎng)絡(luò)帶寬問(wèn)題，雖然UniPON技術(shù)可以解決帶寬問(wèn)題，但是，其在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中是有限制條件的。

2.2 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)資源分配，協(xié)作式信號(hào)處理

傳統(tǒng)的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)存在無(wú)線資源實(shí)際利用率低的特點(diǎn)，而C-RAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用多小區(qū)MIMO技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)線資源分配，也可以通過(guò)協(xié)作式進(jìn)行信號(hào)處理，對(duì)提高系統(tǒng)頻譜效率具有重要作用。對(duì)于多小區(qū)協(xié)作式無(wú)線資源管理，通過(guò)最優(yōu)理論的方式，多小區(qū)無(wú)線資源管理得到一定的研究，為了降低系統(tǒng)之間的調(diào)度復(fù)雜度，將協(xié)作式處理、調(diào)度機(jī)制控制在小區(qū)簇內(nèi)，這樣小區(qū)簇就可以為用戶終端提供服務(wù)，通過(guò)用戶反饋的信息，網(wǎng)絡(luò)側(cè)可以采用半靜態(tài)的方式進(jìn)行用戶終端的信息選取，通過(guò)協(xié)作方式，為小區(qū)簇內(nèi)的用戶提供網(wǎng)絡(luò)通信業(yè)務(wù)服務(wù)，這樣不僅可以降低系統(tǒng)中的信息調(diào)度復(fù)雜度，也可以對(duì)服務(wù)終端的數(shù)量進(jìn)行限制，以保證系統(tǒng)帶寬滿足用戶的需求。針對(duì)協(xié)作式信號(hào)處理，通過(guò)信號(hào)的發(fā)送和接受，從而提高系統(tǒng)頻譜率，同時(shí)也提高蜂窩小區(qū)邊緣的用戶吞吐量，協(xié)作信號(hào)處理會(huì)造成系統(tǒng)調(diào)度復(fù)雜度，但是，其可以提高網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)系統(tǒng)的性能，協(xié)作式信號(hào)處理主要包括聯(lián)合接受、聯(lián)合發(fā)送和協(xié)作式調(diào)度、協(xié)作式波束賦型等兩種方式。

3 結(jié)束語(yǔ)

C-RAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)改變了傳統(tǒng)的無(wú)線射頻單元與基帶處理單元的固定連接關(guān)系，C-RAN中的基站實(shí)現(xiàn)了射頻單元與基帶處理單元的分離，其不僅提高了系統(tǒng)頻譜率，也降低了能源消耗，減少了建設(shè)成本，但是，當(dāng)前的C-RAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)還存在一些技術(shù)上的挑戰(zhàn)，為了有效解決移動(dòng)業(yè)務(wù)所面臨的問(wèn)題，應(yīng)加強(qiáng)新型無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的研究，從而實(shí)現(xiàn)高性能、高寬帶、低延時(shí)的網(wǎng)絡(luò)。

參考文獻(xiàn)

[1]陳沫，陳奎林，劉光毅，崔春風(fēng).新型無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)研究[J].電信科學(xué)，2011（01）：76-82.

[2]苗杰.異構(gòu)無(wú)線融合網(wǎng)絡(luò)中無(wú)線資源管理關(guān)鍵技術(shù)研究[D].北京郵電大學(xué)，2012.endprint

摘 要 隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，但是，在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的環(huán)境下，傳統(tǒng)的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)需求，尤其是移動(dòng)業(yè)務(wù)的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。為了解決此類(lèi)問(wèn)題，必須引進(jìn)新型的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，從而滿足移動(dòng)業(yè)務(wù)容量的需求。

關(guān)鍵詞 無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；移動(dòng)業(yè)務(wù)；業(yè)務(wù)容量

中圖分類(lèi)號(hào)：TN925 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）06-0034-01

無(wú)線接入網(wǎng)也稱為寬帶無(wú)線接入，英文名為BWA，通過(guò)無(wú)線手段，實(shí)現(xiàn)用戶端與客戶端之間的網(wǎng)絡(luò)連接，隨著4G技術(shù)的出現(xiàn)，傳統(tǒng)的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)已不能適應(yīng)用戶通信的需求，特別是移動(dòng)通信數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，傳統(tǒng)的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要表現(xiàn)在基站數(shù)據(jù)分布不集中，實(shí)際利用率低、共享處理能力低等方面，為了提高移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，開(kāi)發(fā)新型的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)高性能和低費(fèi)用的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)。

1 新型無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)概述

新型無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)要求：1）降低能源消耗，減少移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的成本開(kāi)支；2）采用協(xié)作化的方式，提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)頻譜頻率，增加用戶的使用帶寬，確保移動(dòng)業(yè)務(wù)的服務(wù)到位；3）建立開(kāi)放化的服務(wù)平臺(tái)，支持多種服務(wù)模式；4）實(shí)現(xiàn)資源的共享和相互協(xié)作；5）實(shí)現(xiàn)IP與互聯(lián)網(wǎng)的融合。根據(jù)新型無(wú)線接入網(wǎng)路架構(gòu)的未來(lái)需求，建立了C-RAN無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，如圖1所示。C-RAN無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要由遠(yuǎn)端無(wú)線射頻單元、分布式無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、集中式基帶處理池組成，對(duì)于分布式無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，其主要由遠(yuǎn)端無(wú)線射頻單元、天線等兩部分組成，具有容量大、覆蓋范圍廣的特點(diǎn)，由于分布式遠(yuǎn)端無(wú)線射頻單元靈活輕便，安裝、維護(hù)也比較方便，系統(tǒng)配置也比較低，其可以廣泛的應(yīng)用在各個(gè)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中。對(duì)于集中式基帶池，主要由高效能處理器組成，為了提高基帶池的處理性能需求，將實(shí)時(shí)虛擬技術(shù)與基帶池有效的連接在一起，從而減少基站站址中的機(jī)房需求。

圖1 C-RAN無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

基于C-RAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的基站通過(guò)縮短天線與移動(dòng)通信的距離，提高帶寬容量，從而提高網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際利用率，為了改善網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的頻譜效率和性能，采用多小區(qū)MIMO技術(shù)，其基本原理是進(jìn)行射頻單元與基帶處理單元的分離。C-RAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基站與傳統(tǒng)的分布式基站相比較，C-RAN基站實(shí)現(xiàn)了射頻單元與基帶處理單元的分離，打破了兩者單元之間的固定連接關(guān)系，雖然基帶處理單元不包含每個(gè)遠(yuǎn)端無(wú)線射頻單元，但是，該單元的發(fā)送、接受處理都是在統(tǒng)一環(huán)境下進(jìn)行的。將C-RAN無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)應(yīng)用在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，這樣移動(dòng)終端就可以根據(jù)C-RAN接收信號(hào)強(qiáng)度來(lái)選擇無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)辦服務(wù)，通過(guò)采用實(shí)時(shí)虛擬的多小區(qū)MIMO技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信息的共同發(fā)送、接收，從而提高系統(tǒng)頻譜效率，C-RAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以降低能源消耗、節(jié)約CAPEX和OPEX成本、靈活調(diào)配基站的處理資源，總的來(lái)說(shuō)，C-RAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在通信費(fèi)用、寬帶容量、性能上都具有較大的優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也面臨著一些技術(shù)上的挑戰(zhàn)，包括低成本光網(wǎng)絡(luò)傳輸高寬度無(wú)線信號(hào)；運(yùn)用先進(jìn)的協(xié)作發(fā)射與接收技術(shù)實(shí)現(xiàn)性能的提升；利用基站虛擬化技術(shù)提供資源利用效率等方面。

2 新型無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)研究

2.1 C-RAN集中化、動(dòng)態(tài)化載波基帶池

C-RAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以降低系統(tǒng)費(fèi)用、減少能源消耗，對(duì)于C-RAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的基站，其主要由分布式RRU和集中式BBU組成，一般情況下，BBU和RRU需要分別放在機(jī)房?jī)?nèi)和機(jī)房外，由于室內(nèi)機(jī)房將放置大量的配套設(shè)施及設(shè)備，采用集中化BBU管理方式，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)房的綠色運(yùn)營(yíng)模式，集中化動(dòng)態(tài)載波基地池，其可以大范圍的進(jìn)行管理，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)分配，這樣不僅節(jié)約了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的建設(shè)成本，也降低了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的能源消耗。集中化動(dòng)態(tài)載波基帶池主要以云計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，集中化載波基帶池主要體現(xiàn)在光網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線信號(hào)傳送方面。

基于光網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線信號(hào)傳送，其是3G技術(shù)的一種有效解決方案，通過(guò)將基站射頻單元與基帶處理單元分離，并且與OBRI有效連接在一起，從而實(shí)現(xiàn)低消費(fèi)、容量大、高性能的光傳輸網(wǎng)絡(luò)，但是，這樣的光傳輸網(wǎng)絡(luò)面臨著一些技術(shù)上的挑戰(zhàn)，其主要表現(xiàn)在OBRI需要滿足寬帶容量大、低延時(shí)、費(fèi)用低的光網(wǎng)絡(luò)傳輸要求，但是，在現(xiàn)實(shí)條件中，需要引進(jìn)新的技術(shù)才能有效解決網(wǎng)絡(luò)帶寬問(wèn)題，雖然UniPON技術(shù)可以解決帶寬問(wèn)題，但是，其在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中是有限制條件的。

2.2 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)資源分配，協(xié)作式信號(hào)處理

傳統(tǒng)的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)存在無(wú)線資源實(shí)際利用率低的特點(diǎn)，而C-RAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用多小區(qū)MIMO技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)線資源分配，也可以通過(guò)協(xié)作式進(jìn)行信號(hào)處理，對(duì)提高系統(tǒng)頻譜效率具有重要作用。對(duì)于多小區(qū)協(xié)作式無(wú)線資源管理，通過(guò)最優(yōu)理論的方式，多小區(qū)無(wú)線資源管理得到一定的研究，為了降低系統(tǒng)之間的調(diào)度復(fù)雜度，將協(xié)作式處理、調(diào)度機(jī)制控制在小區(qū)簇內(nèi)，這樣小區(qū)簇就可以為用戶終端提供服務(wù)，通過(guò)用戶反饋的信息，網(wǎng)絡(luò)側(cè)可以采用半靜態(tài)的方式進(jìn)行用戶終端的信息選取，通過(guò)協(xié)作方式，為小區(qū)簇內(nèi)的用戶提供網(wǎng)絡(luò)通信業(yè)務(wù)服務(wù)，這樣不僅可以降低系統(tǒng)中的信息調(diào)度復(fù)雜度，也可以對(duì)服務(wù)終端的數(shù)量進(jìn)行限制，以保證系統(tǒng)帶寬滿足用戶的需求。針對(duì)協(xié)作式信號(hào)處理，通過(guò)信號(hào)的發(fā)送和接受，從而提高系統(tǒng)頻譜率，同時(shí)也提高蜂窩小區(qū)邊緣的用戶吞吐量，協(xié)作信號(hào)處理會(huì)造成系統(tǒng)調(diào)度復(fù)雜度，但是，其可以提高網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)系統(tǒng)的性能，協(xié)作式信號(hào)處理主要包括聯(lián)合接受、聯(lián)合發(fā)送和協(xié)作式調(diào)度、協(xié)作式波束賦型等兩種方式。

3 結(jié)束語(yǔ)

C-RAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)改變了傳統(tǒng)的無(wú)線射頻單元與基帶處理單元的固定連接關(guān)系，C-RAN中的基站實(shí)現(xiàn)了射頻單元與基帶處理單元的分離，其不僅提高了系統(tǒng)頻譜率，也降低了能源消耗，減少了建設(shè)成本，但是，當(dāng)前的C-RAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)還存在一些技術(shù)上的挑戰(zhàn)，為了有效解決移動(dòng)業(yè)務(wù)所面臨的問(wèn)題，應(yīng)加強(qiáng)新型無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的研究，從而實(shí)現(xiàn)高性能、高寬帶、低延時(shí)的網(wǎng)絡(luò)。

參考文獻(xiàn)

[1]陳沫，陳奎林，劉光毅，崔春風(fēng).新型無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)研究[J].電信科學(xué)，2011（01）：76-82.

[2]苗杰.異構(gòu)無(wú)線融合網(wǎng)絡(luò)中無(wú)線資源管理關(guān)鍵技術(shù)研究[D].北京郵電大學(xué)，2012.endprint