关于LTE优化——Cloud RAN演进的预测

2015-07-01 12:00:00
刘武
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为满足用户的需求,无线技术大约每隔十年就会更迭一次。虽然LTE的黄金十年已经过去一半,但直到现在全世界才在这项技术上第一次达成共识。如果说黄金十年的前半段主要关注于LTE网络的构建,那么后半段将会关注如何使LTE网络变得更为高效。

无线行业如何更加经济高效地规划、构建并运营网络?如何更加有效地解决电力、回程以及站点获取方面的挑战?迁移至Cloud RAN (无线电接入网络) 或提高网络虚拟化为长期在各方面提高LTE网络效率的方式。近期的一项针对运营商的调查显示,节省运营开支被视为网络虚拟化的最大益处。

       蜂窝网络的最初架构是将站点的大部分网络智能集中在塔底,形成一种集成式基站无线电。无线电信号通过同轴电缆连接到塔顶的天线,并由后者向四周发送射频信号。2000年左右,网络架构随着3G的出现以及通用公共无线电接口 (CPRI) 标准的引入开始变化。CRPI可使基站分成两个部分:位于塔底的基带处理单元 (BBU) 以及和天线共同位于塔顶的远端射频头 (RRH)

       通过将射频头端上移可以降低信号衰减,从而提高系统效率。Cloud Ran通过将基带处理器从站点移开,并置于核心更深处,使分离更进一步。这种架构可以通过降低成本、改善协作以及增加容量来提升网络性能,使其更加快速高效。

       完全在云端运行的网络需要将COTS (商用现货) 设备集中安置在大型数据中心,并将简单的数字至射频转换器位于边缘。为此,您需要在每个蜂窝站点和中央核心之间建立超低延迟、超高容量的专用链路。然而,真正Cloud RAN所需的高速度、低延迟链路实际上并不广泛存在,即便是在一些已经大量采用光纤连接蜂窝站点的国家。此外,通用微处理器需要进一步的技术开发,才能足够高效以替换一些特定用途的芯片。

       因此,整个行业仅仅处于向Cloud RAN长期过渡的初期,并很可能在之后逐步出现更高程度的虚拟化和集中化。Cloud RAN的三大基础阶段是:

       1.现有基带设备集中至扇区集群

       2.COTS设备与专用芯片之间的处理分离,使得在RRH中能进行额外的处理,而BBU则可以实现虚拟化

3.全网络虚拟化

       上述的每一个阶段均有其代价和优势。比如,无需大幅更换设备即可以对现有基带设备进行集中化。又比如,通过蜂窝扇区集群可以做出更多有利的决策并降低运营成本,但纵观网络全局,其效率优势也是有限的。

       在第二阶段中,目前在专用芯片上进行的大多数呼叫处理都可以从基带单元移至标准的服务器式设备中。同时,某些无线电功能 (第一层) 可以从BBU移至RRH,在核心和站点之间建立速度较低、延迟较高的链路。这种设计允许建立非专用链路,由此降低成本并减少安装问题。

       集中化的最后阶段需要对除数据中心的数字射频转换器之外,站点的所有设备进行虚拟化——从信号处理到分析应用。

       总体来说,我认为第二阶段作为一种伪Cloud RAN ,将会成为最为普遍的部署方案。基带的控制面板和数据面板会一定程度地分离,但其延迟要大于真正的Cloud RAN。一些智能将会像今天所看到的那样被移至站点之外,而另一些智能则会被并入集中化的云端。

       此外,服务于一些处理功能被半集中安置的蜂窝集群的半集中化站点也有可能会出现。站点以外的设备将集中对完整的和伪Cloud Ran进行电力管理。值得一提的是,5G将是首个针对能效开发的无线技术,而Cloud RAN网络基础架构将会反应这种需求。

目前,无线行业正想方设法将第二层和第三层的无线电功能移至位于核心深处的云端服务器。正如其他行业参与者一样,康普正在努力增强并进一步演进我们的网络解决方案,以实现更加高效的网络设计。

 

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