C-RAN 技術在網(wǎng)絡優(yōu)化中的應用

趙志民，衛(wèi)慧鋒，朱文豪

（1.中國移動通信集團廣西有限公司無線優(yōu)化中心，廣西 南寧 530023；2.中通服建設有限公司廣西分公司，廣西 南寧 530023）

1 C-RAN原理及應用

1.1 C-RAN原理

C-RAN采用RRU拉遠BBU小規(guī)模集中的架構(gòu)組網(wǎng)，固化BBU與RRU間掛接關系，每個BBU池只下掛其轄區(qū)內(nèi)的RRU[2]。與傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡組網(wǎng)方式相比，當前C-RAN網(wǎng)絡架構(gòu)具有如下幾個特征。

（1）BBU集中化。BBU集中放置，通過站間協(xié)同技術減少干擾，提升容量，提高頻譜效率。RRU拉遠，通過光纖匯聚技術減少物理站址的光纖需求[1]。

（2）BBU協(xié)作化。通過引入實時高速的內(nèi)部互聯(lián)架構(gòu)，基帶池內(nèi)的不同BBU之間可實現(xiàn)快速高效的交換調(diào)度信息、信道信息和用戶數(shù)據(jù)，更好地實現(xiàn)跨BBU的協(xié)作。

當前，C-RAN架構(gòu)可以歸納為基帶部分集中并互聯(lián)，射頻部分拉遠，即在C-RAN機房中集中化所有基站的數(shù)字信號處理單元，包括物理層基帶處理、高層協(xié)議處理和主控及時鐘等，同時基帶和主控可在內(nèi)部進行互聯(lián)和數(shù)據(jù)交換，然后通過高速光纖接口連接分布式的遠端射頻單元。

1.2 C-RAN應用之載波聚合（CA）

載波聚合（Carrier Aggregation，CA）指LTE-A系統(tǒng)使用的頻帶是由兩個或多個（最多不超過5個）LTE載波單元（Component Carrier，CC）聚合形成的符合LTE-A相關技術規(guī)范的頻帶寬度，如10MHz、20 MHz甚至100 MHz[3]。但是，不能把LTE-A系統(tǒng)看成是LTE系統(tǒng)通過多載波進行的簡單技術擴展。LTE-A移動臺使用多個載波單元進行數(shù)據(jù)收發(fā)，同時為了滿足系統(tǒng)的后向兼容性，根據(jù)LTE-A系統(tǒng)的有關配置，LTE移動臺可以在其中某一個載波單元上單獨收發(fā)信息。

按照頻譜的連續(xù)性，載波聚合可以分為連續(xù)載波聚合和非連續(xù)載波聚合。按照系統(tǒng)支持業(yè)務的對稱關系，分為對稱載波聚合和非對稱載波聚合。5個連續(xù)20 MHz頻帶聚合成一個100 MHz帶寬，兩個不連續(xù)20 MHz頻帶聚合成一個40 MHz的帶寬。

載波聚合能有效提高用戶峰值速率和管理頻率資源的靈活性。

1.3 C-RAN之CoMP

CoMP是指聯(lián)合接收，終端服務小區(qū)和協(xié)作小區(qū)同時接收終端的信號，并通過協(xié)助方式聯(lián)合做出決策。按照目前的方案，網(wǎng)絡發(fā)給終端的ACK/NACK信息是從終端的服務小區(qū)發(fā)出，因此最終決策是由服務小區(qū)執(zhí)行完成，其他協(xié)作小區(qū)負責將接收到的終端數(shù)據(jù)信息傳遞給服務小區(qū)。

CoMP是解決小區(qū)間干擾的有效手段。對于上行CoMP，在基站側(cè)對多個天線接收的上行信號進行聯(lián)合處理；對于下行CoMP，在基站側(cè)對多個天線發(fā)射的下行信號進行聯(lián)合處理。

2 測試內(nèi)容和結(jié)果分析

C-RAN組網(wǎng)的優(yōu)勢體現(xiàn)在站間CA和站間CoMP。分析C-RAN增益的思路如下。

2.1 站間CA

站間CA的理想時延是0.2ms。站間傳輸時延大于0.2ms，必然影響站間CA的調(diào)度包數(shù)，進而影響流量。C-RAN組網(wǎng)站間傳輸時延滿足站間CA的要求，C-RAN組網(wǎng)跨站CA調(diào)度包數(shù)可以達到滿包。

2.2 站間CoMP

當站間傳輸時延大于0.3 ms時，站間ULCoMP的性能會受到影響，甚至導致站間ULCoMP功能不起作用?？梢酝ㄟ^對比開啟CoMP前后ULCOMP的增益和CoMP KPI增益來觀察開啟效果。

2.3 C-RAN CA測試

2.3.1 站內(nèi)D1+D2場景測試

（1）測試場景

站內(nèi)D1+D2的配置情況，其中CC0_DL_L1_Tput（kb/s）是CA的主載波吞吐率，CC1_DL_L1_Tput（kb/s）是CA的輔載波吞吐率。CA流量是主載波和輔載波吞吐率之和。

（2）位置點1吞吐率測試

單載波DL PDCP吞吐率D1為75.8 Mb/s、D2為81.5 Mb/s、D1+D2CA 為 160.3 Mb/s。

（3）位置點2吞吐率測試

單載波DL PDCP吞吐率D1為32.98 Mb/s、D2為36.04Mb/s、D1+D2CA 為 72.74 Mb/s。

（4）位置點3吞吐率測試

單載波DL PDCP吞吐率D1為44.24 Mb/s、D2為43.54 Mb/s、D1+D2CA 為 81.73 Mb/s。

2.3.2 站內(nèi)F+D1場景測試

（1）測試場景

站內(nèi)F+D1的配置情況，其中CC0_DL_L1_Tput（kb/s）是CA的主載波吞吐率，CC1_DL_L1_Tput（kb/s）是CA的輔載波吞吐率。CA流量是主載波和輔載波吞吐率之和。

（2）位置點1吞吐率測試

單載波DL PDCP吞吐率F為60.17 Mb/s、D1為91.68 Mb/s、F+D CA 為 164.79 Mb/s。

（3）位置點2吞吐率測試

單載波DL PDCP吞吐率F為48.81Mb/s、D1為58.46 Mb/s、F+D CA 為 108.47 Mb/s。

2.3.3 站間D1+D2場景測試

（1）測試場景

站間D1+D2的配置情況，其中CC0_DL_L1_Tput（kb/s）是CA的主載波吞吐率，CC1_DL_L1_Tput（kb/s）是CA的輔載波吞吐率。CA流量是主載波和輔載波吞吐率之和。

（2）位置點1吞吐率測試

單載波DL PDCP吞吐率D1為59.13 Mb/s、D2為74.49 Mb/s、D1+D2CA 為 140.5 Mb/s。

（3）位置點2吞吐率測試

單載波DL PDCP吞吐率D1為76.32Mb/s、D2為29.60 Mb/s、D1+D2CA 為 109.14 Mb/s。

（4）位置點3吞吐率測試

單載波DL PDCP吞吐率D1為20.70 Mb/s、D2為28.06Mb/s、D1+D2CA 為 52.22Mb/s。

2.3.4 站間F+D1場景測試

（1）測試場景

站間F+D1的配置情況，其中CC0_DL_L1_Tput（kb/s）是CA的主載波吞吐率，CC1_DL_L1_Tput（kb/s）是CA的輔載波吞吐率。CA流量是主載波和輔載波吞吐率之和。

（2）位置點1吞吐率測試

單載波DL PDCP吞吐率F為29.15 Mb/s、D1為62.40 Mb/s、F+D CA 為 82.04Mb/s。

（3）位置點2吞吐率測試

單載波DL PDCP吞吐率F為65.02Mb/s、D1為79.56 Mb/s、F+D CA 為 138.20 Mb/s。

（4）位置點3吞吐率測試

單載波DL PDCP吞吐率F為62.09Mb/s、D1為55.34 Mb/s、F+D CA 為 113.43 Mb/s。

2.3.5 CA測試小結(jié)

選取多個信號質(zhì)量不同測試點測試，測試結(jié)果顯示，C-RAN組網(wǎng)下，有：

（1）站間D1+D2CA吞吐率與D1和D2單個載波吞吐率之和相當；

（2）主輔載波吞吐率和包數(shù)與D1/D2單個載波對應的吞吐率和包數(shù)相當；

（3）站間F+D1CA吞吐率與D1和F單個載波吞吐率之和相當；

（4）主輔載波吞吐率和包數(shù)與D1/F單個載波對應的吞吐率和包數(shù)相當。

四種不同C-RAN CA協(xié)作關系測試結(jié)果顯示：CA主輔載波包數(shù)可以達到滿包；CA吞吐率和單個載波吞吐率之和相當；主輔載波吞吐率和包數(shù)與單個載波對應的吞吐率和包數(shù)相當。

2.4 C-RAN CoMP測試

2.4.1 站內(nèi)下行CoMP定點吞吐率測試

在小區(qū)495521-311F和495521-310F配置下行CoMP協(xié)作關系。在311F小區(qū)發(fā)起下行70%模擬加擾，在310F小區(qū)做下行FTP業(yè)務。打開下行CoMP后，SINR提升了2.5 dB，MCS提升了近3階，吞吐率提升33.7%。

2.4.2 站內(nèi)上行CoMP定點吞吐率測試

在311F和310F配置上行CoMP協(xié)作關系，在310F小區(qū)做上行FTP業(yè)務。打開上行CoMP ULMCS提升1.7階，吞吐率提升46%。

2.4.3 站間下行CoMP定點吞吐率測試

495521-309F小區(qū)和494999-320F小區(qū)配置下行CoMP關系。在320F小區(qū)發(fā)起下行70%模擬加擾，在309F小區(qū)做下行FTP業(yè)務。打開站間下行CoMP后，SINR提升1dB，MCS提升2階，吞吐率提升22%。

2.4.4 站間上行CoMP定點吞吐率測試

495521-309F小區(qū)和494999-320F小區(qū)配置上行CoMP關系。打開ULCOMP后，ULMCS提升2.5階，吞吐率提升37%。

2.4.5 上行CoMP移動性吞吐率測試

測試數(shù)據(jù)。打開CoMP后，ULMCS提升1階，上行CoMP移動性吞吐率測試上行吞吐率提升18%，如表1所示。

表1 上行CoMP移動性測試數(shù)據(jù)

2.4.6 COMP測試小結(jié)

站內(nèi)定點CoMP定點測試中，下行吞吐率平均提升33.7%，上行提升46%，站間定點CoMP定點測試中下行吞吐率平均提升22%，上行提升37%；上行CoMP移動性測試中打開CoMP后，ULMCS提升1階，上行吞吐率提升18%。

3 結(jié) 論

C-RAN組網(wǎng)下站間傳輸時延大幅度降低，達到了1μs，滿足站間CA和站間CoMP對站間傳輸時延的要求。C-RAN CA測試結(jié)果表明，站內(nèi)CA測試符合預期，CA吞吐率增益為100%和90%；站間CA測試結(jié)果表明，主輔載波的吞吐率、包數(shù)與單個載波做業(yè)務時的吞吐率和包數(shù)相當。此外，CoMP定點和拉網(wǎng)的測試結(jié)果如下：站內(nèi)下行COMP定點測試的SINR提升了2.5 dB，MCS提升了近3階，吞吐率提升33.7%；站內(nèi)上行COMP定點測試的MCS提升1.7階，吞吐率提升46%；站間下行CoMP定點的SINR提升1dB，MCS提升2階，吞吐率提升22%；站間上行COMP定點ULMCS提升2.5階，吞吐率提升37%；打開CoMP后，ULMCS提升1階，上行CoMP移動性吞吐率測試上行吞吐率提升18%?？梢?，測試取得了預期效果。