基于C-RAN的5G無線接入網(wǎng)架構(gòu)

鄧文慧

（山東省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，濟(jì)南 250000）

1 引言

眾所周知，隨著連接到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)量不斷增加，在集中于無線蜂窩寬帶的4G網(wǎng)絡(luò)暴露出的問題日漸突出。就當(dāng)前形勢來看，用戶只可以在極其低端的頻譜上共享有限寬帶，這給用戶的體驗(yàn)帶來了極大的阻礙效果。一個集寬帶視頻和數(shù)據(jù)，物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)無線蜂窩互聯(lián)網(wǎng)的三合一5G網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，就能改變這種現(xiàn)狀，就能給用戶帶來更完美的運(yùn)行效果，更舒服的游戲體驗(yàn)。基于C-RAN設(shè)計(jì)出的5G無線接入網(wǎng)能使用戶體驗(yàn)到真正的便捷與無處不在的優(yōu)異的網(wǎng)絡(luò)連接。

2 基于C-RAN 5G對網(wǎng)絡(luò)的需求

2G時(shí)代，大多數(shù)為電腦和電腦的連接；3G/4G時(shí)代，開始向人與人之間的連接轉(zhuǎn)變；5G的到來，讓所有的東西都有了聯(lián)系，不管是人與人之間還是人與物之間；無論是摩天大樓還是地下通道5G把這些東西結(jié)合在一起。這不僅會影響人們現(xiàn)在4G模式下的生活方式，還會使我們生產(chǎn)方式產(chǎn)生翻天覆地的變化。5G將提供在覆蓋范圍、容量和移動性方面的統(tǒng)一體驗(yàn)，例如讓整個網(wǎng)絡(luò)保持始終如一的高數(shù)據(jù)速率。5G技術(shù)下的設(shè)備也將不僅僅是終端而已，它將成為包括多跳通信在內(nèi)的新型5G無線技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，未來5G會讓用戶的連接變得更加可靠而且延遲也會慢慢消失。不僅如此，它的運(yùn)營也會變得更加高效還能降低數(shù)據(jù)傳輸成本和能源損耗。所以人們對5G網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)的期待程度越來越高，基于C-RAN 5G對網(wǎng)絡(luò)一方面主要是高頻譜效率需求，全球范圍內(nèi)許多運(yùn)營商已經(jīng)關(guān)閉了2G網(wǎng)絡(luò)，這就預(yù)示著2G通信正在慢慢退出歷史舞臺，由于用戶對4G網(wǎng)絡(luò)的使用量不斷增長，各種直播、軟件對網(wǎng)絡(luò)的要求越來越高，4G網(wǎng)絡(luò)越來越承載不了這樣的容量，延遲越來越高。此外，4G能接受的網(wǎng)絡(luò)連接量與吞吐量較小，視頻的播放量、游戲直播對網(wǎng)絡(luò)的要求在逐步提高。所以，為了滿足用戶的通信需求，5G網(wǎng)絡(luò)就需要更高的頻譜效率參數(shù)、用戶峰值、可靠性、兼容性和更低的時(shí)延參數(shù)等。

另一方面，基于C-RAN的5G網(wǎng)絡(luò)對容量的要求也很大，越來越多的人感受到4G已經(jīng)達(dá)不到我們?yōu)g覽手機(jī)頁面的快速預(yù)期了，從2G到4G，移動網(wǎng)絡(luò)之所以不斷更新、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行速度不斷強(qiáng)化、延遲不斷降低，是因?yàn)樗恢睕]有達(dá)到人們所期待的水平，網(wǎng)速沒有達(dá)到真正流暢的效果。而5G網(wǎng)絡(luò)大容量應(yīng)用涉及到物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、智慧家居、智慧電網(wǎng)、智能放牧、物流實(shí)時(shí)追蹤等領(lǐng)域，不僅能滿足用戶的需求，還能讓用戶體驗(yàn)更多更新的東西。

3 基于C-RAN下5G無線接入網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

總體分析下來，基于C-RAN下5G無線接入網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)主要是網(wǎng)絡(luò)虛擬化。然而在網(wǎng)絡(luò)虛擬化中，首先最受重視的應(yīng)該是服務(wù)器虛擬化，它對一些特殊的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行虛擬，能讓信號在通信過程中減少差錯，把延時(shí)性降到最低。其次，網(wǎng)絡(luò)覆蓋也要虛擬化，在網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行中，現(xiàn)在的通信水平還一般，僅僅實(shí)現(xiàn)小區(qū)虛擬化，還達(dá)不到真正的效果。網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)不僅對5G無線接入網(wǎng)的配置資源有很大的提升作用，還能降低5G網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營成本。網(wǎng)絡(luò)虛擬化可以為我們用戶的體驗(yàn)帶來特別多的好處，能最大限度的使網(wǎng)絡(luò)變的流暢、市場上會出現(xiàn)配置更好的東西、能帶來更好的游戲體驗(yàn)等。虛擬化后的很多設(shè)施都會為運(yùn)營商帶來更多、更便利的運(yùn)營手段，會大大的提高對資源的利用效果。隨著虛擬網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)和發(fā)展，可以把多個數(shù)據(jù)按需分配，運(yùn)營商也可以對不同的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行針對性的開發(fā)及運(yùn)用。提高對不同網(wǎng)絡(luò)之間的控制從而優(yōu)化系統(tǒng)性能。這種技術(shù)的應(yīng)用，對5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)運(yùn)營成本有大幅度降低的作用。還能實(shí)現(xiàn)通信業(yè)務(wù)差錯率、時(shí)延敏感度的網(wǎng)絡(luò)資源配置。除此之外，還有超密集網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)，我國移動通信產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了2G時(shí)代的追趕、3G時(shí)代的實(shí)質(zhì)性突破、4G時(shí)代的并行發(fā)展歷程，無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)作為5G時(shí)代基礎(chǔ)性技術(shù)之一，能否運(yùn)用超密集網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)是5G能否成功組網(wǎng)的關(guān)鍵。在超密集網(wǎng)絡(luò)中怎樣安排超密集網(wǎng)絡(luò)資源、運(yùn)營商如何進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理成了我們現(xiàn)在發(fā)展的社會中比較棘手的問題。

4 基于C-RAN的5G無線接入網(wǎng)架構(gòu)

基于C-RAN的5G無線接入網(wǎng)構(gòu)對于其他的結(jié)構(gòu)而言有很多優(yōu)點(diǎn)。但是過于集中的控制網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境和對用戶用網(wǎng)的限制，這樣不利于網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)能力增強(qiáng)。應(yīng)該采用新型無線接入網(wǎng)構(gòu)架，達(dá)到降低運(yùn)營成本、寬帶運(yùn)行速度更快以及普及率更高的效果。及時(shí)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)需求量增高、負(fù)荷增加和覆蓋量變大，網(wǎng)絡(luò)也有自適應(yīng)能力。C-RAN技術(shù)的利用大大降低了推廣5G網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營成本。然而，在C-RAN下的5G無線接入網(wǎng)架結(jié)構(gòu)主要是部署RRU。RRU的工作原理是：基帶信號下行經(jīng)變頻、濾波，經(jīng)過射頻濾波、經(jīng)線性功率放大器后通過發(fā)送濾波傳至終端。上行將收到的移動終端上行信號進(jìn)濾波、低噪聲放大、進(jìn)一步的射頻小信號放大濾波和下變頻，然后完成模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)字中頻處理等。提高對RRU的部署，不僅能大大提供用戶對通信需求的滿意程度，還能使5G無線接入網(wǎng)架構(gòu)帶來智能性。一方面，對RRU技術(shù)的運(yùn)用，能省去相對于一般建網(wǎng)方式中建造機(jī)房的一大筆開支。還能降低傳輸過程中的延時(shí)，大大的提升了傳輸過程中的效率。而RRU直接傳送基帶信號，時(shí)延不明顯，提升了傳送效率。

5 結(jié)束語

基于C-RAN的5G網(wǎng)絡(luò)是面向2020年及以后的第五代移動通信系統(tǒng)，它將以可持續(xù)發(fā)展的方式滿足未來超千倍的流量增長，以及超高速率、超低時(shí)延和海量連接等多樣化業(yè)務(wù)需求。同時(shí)也可以為用戶提供超高清視頻、虛擬現(xiàn)實(shí)、在線游戲等極致業(yè)務(wù)體現(xiàn)。讓我們一起期待5G時(shí)代的到來。