新型無線接入網絡架構研究

李博齋

摘 要 隨著計算機網絡技術的發展，無線接入網絡架構系統應運而生，但是，在經濟飛速發展的環境下，傳統的無線接入網絡架構已遠遠不能滿足當前的網絡業務需求，尤其是移動業務的無線接入網絡架構。為了解決此類問題，必須引進新型的無線接入網絡架構，從而滿足移動業務容量的需求。

關鍵詞 無線接入網絡架構；移動業務；業務容量

中圖分類號：TN925 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）06-0034-01

無線接入網也稱為寬帶無線接入，英文名為BWA，通過無線手段，實現用戶端與客戶端之間的網絡連接，隨著4G技術的出現，傳統的無線接入網絡已不能適應用戶通信的需求，特別是移動通信數據業務，傳統的無線接入網絡架構主要表現在基站數據分布不集中，實際利用率低、共享處理能力低等方面，為了提高移動互聯網的市場競爭力，開發新型的無線接入網絡架構，從而實現高性能和低費用的移動互聯網。

1 新型無線接入網絡架構概述

新型無線接入網絡架構主要體現在以下幾個要求：1）降低能源消耗，減少移動運營商的成本開支；2）采用協作化的方式，提高網絡系統頻譜頻率，增加用戶的使用帶寬，確保移動業務的服務到位；3）建立開放化的服務平臺，支持多種服務模式；4）實現資源的共享和相互協作；5）實現IP與互聯網的融合。根據新型無線接入網路架構的未來需求，建立了C-RAN無線接入網絡架構，如圖1所示。C-RAN無線接入網絡架構主要由遠端無線射頻單元、分布式無線網絡、集中式基帶處理池組成，對于分布式無線網絡，其主要由遠端無線射頻單元、天線等兩部分組成，具有容量大、覆蓋范圍廣的特點，由于分布式遠端無線射頻單元靈活輕便，安裝、維護也比較方便，系統配置也比較低，其可以廣泛的應用在各個網絡領域中。對于集中式基帶池，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，將實時虛擬技術與基帶池有效的連接在一起，從而減少基站站址中的機房需求。

圖1 C-RAN無線接入網絡架構

基于C-RAN網絡架構的基站通過縮短天線與移動通信的距離，提高帶寬容量，從而提高網絡的實際利用率，為了改善網絡通信系統的頻譜效率和性能，采用多小區MIMO技術，其基本原理是進行射頻單元與基帶處理單元的分離。C-RAN網絡架構基站與傳統的分布式基站相比較，C-RAN基站實現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系，雖然基帶處理單元不包含每個遠端無線射頻單元，但是，該單元的發送、接受處理都是在統一環境下進行的。將C-RAN無線接入網絡架構應用在移動通信系統中，這樣移動終端就可以根據C-RAN接收信號強度來選擇無線接入網絡架構辦服務，通過采用實時虛擬的多小區MIMO技術，實現信息的共同發送、接收，從而提高系統頻譜效率，C-RAN網絡架構可以降低能源消耗、節約CAPEX和OPEX成本、靈活調配基站的處理資源，總的來說，C-RAN網絡架構在通信費用、寬帶容量、性能上都具有較大的優勢，但同時也面臨著一些技術上的挑戰，包括低成本光網絡傳輸高寬度無線信號；運用先進的協作發射與接收技術實現性能的提升；利用基站虛擬化技術提供資源利用效率等方面。

2 新型無線接入網絡架構的關鍵技術研究

2.1 C-RAN集中化、動態化載波基帶池

C-RAN網絡架構可以降低系統費用、減少能源消耗，對于C-RAN網絡架構中的基站，其主要由分布式RRU和集中式BBU組成，一般情況下，BBU和RRU需要分別放在機房內和機房外，由于室內機房將放置大量的配套設施及設備，采用集中化BBU管理方式，從而實現機房的綠色運營模式，集中化動態載波基地池，其可以大范圍的進行管理，可以實現動態的網絡分配，這樣不僅節約了網絡架構的建設成本，也降低了網絡系統的能源消耗。集中化動態載波基帶池主要以云計算來實現網絡服務，集中化載波基帶池主要體現在光網絡的無線信號傳送方面。

基于光網絡的無線信號傳送，其是3G技術的一種有效解決方案，通過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，從而實現低消費、容量大、高性能的光傳輸網絡，但是，這樣的光傳輸網絡面臨著一些技術上的挑戰，其主要表現在OBRI需要滿足寬帶容量大、低延時、費用低的光網絡傳輸要求，但是，在現實條件中，需要引進新的技術才能有效解決網絡帶寬問題，雖然UniPON技術可以解決帶寬問題，但是，其在市場競爭中是有限制條件的。

2.2 無線網絡的動態資源分配，協作式信號處理

傳統的無線接入網絡結構存在無線資源實際利用率低的特點，而C-RAN網絡架構采用多小區MIMO技術來實現動態無線資源分配，也可以通過協作式進行信號處理，對提高系統頻譜效率具有重要作用。對于多小區協作式無線資源管理，通過最優理論的方式，多小區無線資源管理得到一定的研究，為了降低系統之間的調度復雜度，將協作式處理、調度機制控制在小區簇內，這樣小區簇就可以為用戶終端提供服務，通過用戶反饋的信息，網絡側可以采用半靜態的方式進行用戶終端的信息選取，通過協作方式，為小區簇內的用戶提供網絡通信業務服務，這樣不僅可以降低系統中的信息調度復雜度，也可以對服務終端的數量進行限制，以保證系統帶寬滿足用戶的需求。針對協作式信號處理，通過信號的發送和接受，從而提高系統頻譜率，同時也提高蜂窩小區邊緣的用戶吞吐量，協作信號處理會造成系統調度復雜度，但是，其可以提高網絡架構系統的性能，協作式信號處理主要包括聯合接受、聯合發送和協作式調度、協作式波束賦型等兩種方式。

3 結束語

C-RAN網絡架構改變了傳統的無線射頻單元與基帶處理單元的固定連接關系，C-RAN中的基站實現了射頻單元與基帶處理單元的分離，其不僅提高了系統頻譜率，也降低了能源消耗，減少了建設成本，但是，當前的C-RAN網絡架構還存在一些技術上的挑戰，為了有效解決移動業務所面臨的問題，應加強新型無線接入網絡架構的研究，從而實現高性能、高寬帶、低延時的網絡。

參考文獻

[1]陳沫，陳奎林，劉光毅，崔春風.新型無線接入網絡架構研究[J].電信科學，2011（01）：76-82.

[2]苗杰.異構無線融合網絡中無線資源管理關鍵技術研究[D].北京郵電大學，2012.endprint

摘 要 隨著計算機網絡技術的發展，無線接入網絡架構系統應運而生，但是，在經濟飛速發展的環境下，傳統的無線接入網絡架構已遠遠不能滿足當前的網絡業務需求，尤其是移動業務的無線接入網絡架構。為了解決此類問題，必須引進新型的無線接入網絡架構，從而滿足移動業務容量的需求。

關鍵詞 無線接入網絡架構；移動業務；業務容量

中圖分類號：TN925 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）06-0034-01

無線接入網也稱為寬帶無線接入，英文名為BWA，通過無線手段，實現用戶端與客戶端之間的網絡連接，隨著4G技術的出現，傳統的無線接入網絡已不能適應用戶通信的需求，特別是移動通信數據業務，傳統的無線接入網絡架構主要表現在基站數據分布不集中，實際利用率低、共享處理能力低等方面，為了提高移動互聯網的市場競爭力，開發新型的無線接入網絡架構，從而實現高性能和低費用的移動互聯網。

1 新型無線接入網絡架構概述

新型無線接入網絡架構主要體現在以下幾個要求：1）降低能源消耗，減少移動運營商的成本開支；2）采用協作化的方式，提高網絡系統頻譜頻率，增加用戶的使用帶寬，確保移動業務的服務到位；3）建立開放化的服務平臺，支持多種服務模式；4）實現資源的共享和相互協作；5）實現IP與互聯網的融合。根據新型無線接入網路架構的未來需求，建立了C-RAN無線接入網絡架構，如圖1所示。C-RAN無線接入網絡架構主要由遠端無線射頻單元、分布式無線網絡、集中式基帶處理池組成，對于分布式無線網絡，其主要由遠端無線射頻單元、天線等兩部分組成，具有容量大、覆蓋范圍廣的特點，由于分布式遠端無線射頻單元靈活輕便，安裝、維護也比較方便，系統配置也比較低，其可以廣泛的應用在各個網絡領域中。對于集中式基帶池，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，將實時虛擬技術與基帶池有效的連接在一起，從而減少基站站址中的機房需求。

圖1 C-RAN無線接入網絡架構

基于C-RAN網絡架構的基站通過縮短天線與移動通信的距離，提高帶寬容量，從而提高網絡的實際利用率，為了改善網絡通信系統的頻譜效率和性能，采用多小區MIMO技術，其基本原理是進行射頻單元與基帶處理單元的分離。C-RAN網絡架構基站與傳統的分布式基站相比較，C-RAN基站實現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系，雖然基帶處理單元不包含每個遠端無線射頻單元，但是，該單元的發送、接受處理都是在統一環境下進行的。將C-RAN無線接入網絡架構應用在移動通信系統中，這樣移動終端就可以根據C-RAN接收信號強度來選擇無線接入網絡架構辦服務，通過采用實時虛擬的多小區MIMO技術，實現信息的共同發送、接收，從而提高系統頻譜效率，C-RAN網絡架構可以降低能源消耗、節約CAPEX和OPEX成本、靈活調配基站的處理資源，總的來說，C-RAN網絡架構在通信費用、寬帶容量、性能上都具有較大的優勢，但同時也面臨著一些技術上的挑戰，包括低成本光網絡傳輸高寬度無線信號；運用先進的協作發射與接收技術實現性能的提升；利用基站虛擬化技術提供資源利用效率等方面。

2 新型無線接入網絡架構的關鍵技術研究

2.1 C-RAN集中化、動態化載波基帶池

C-RAN網絡架構可以降低系統費用、減少能源消耗，對于C-RAN網絡架構中的基站，其主要由分布式RRU和集中式BBU組成，一般情況下，BBU和RRU需要分別放在機房內和機房外，由于室內機房將放置大量的配套設施及設備，采用集中化BBU管理方式，從而實現機房的綠色運營模式，集中化動態載波基地池，其可以大范圍的進行管理，可以實現動態的網絡分配，這樣不僅節約了網絡架構的建設成本，也降低了網絡系統的能源消耗。集中化動態載波基帶池主要以云計算來實現網絡服務，集中化載波基帶池主要體現在光網絡的無線信號傳送方面。

基于光網絡的無線信號傳送，其是3G技術的一種有效解決方案，通過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，從而實現低消費、容量大、高性能的光傳輸網絡，但是，這樣的光傳輸網絡面臨著一些技術上的挑戰，其主要表現在OBRI需要滿足寬帶容量大、低延時、費用低的光網絡傳輸要求，但是，在現實條件中，需要引進新的技術才能有效解決網絡帶寬問題，雖然UniPON技術可以解決帶寬問題，但是，其在市場競爭中是有限制條件的。

2.2 無線網絡的動態資源分配，協作式信號處理

傳統的無線接入網絡結構存在無線資源實際利用率低的特點，而C-RAN網絡架構采用多小區MIMO技術來實現動態無線資源分配，也可以通過協作式進行信號處理，對提高系統頻譜效率具有重要作用。對于多小區協作式無線資源管理，通過最優理論的方式，多小區無線資源管理得到一定的研究，為了降低系統之間的調度復雜度，將協作式處理、調度機制控制在小區簇內，這樣小區簇就可以為用戶終端提供服務，通過用戶反饋的信息，網絡側可以采用半靜態的方式進行用戶終端的信息選取，通過協作方式，為小區簇內的用戶提供網絡通信業務服務，這樣不僅可以降低系統中的信息調度復雜度，也可以對服務終端的數量進行限制，以保證系統帶寬滿足用戶的需求。針對協作式信號處理，通過信號的發送和接受，從而提高系統頻譜率，同時也提高蜂窩小區邊緣的用戶吞吐量，協作信號處理會造成系統調度復雜度，但是，其可以提高網絡架構系統的性能，協作式信號處理主要包括聯合接受、聯合發送和協作式調度、協作式波束賦型等兩種方式。

3 結束語

C-RAN網絡架構改變了傳統的無線射頻單元與基帶處理單元的固定連接關系，C-RAN中的基站實現了射頻單元與基帶處理單元的分離，其不僅提高了系統頻譜率，也降低了能源消耗，減少了建設成本，但是，當前的C-RAN網絡架構還存在一些技術上的挑戰，為了有效解決移動業務所面臨的問題，應加強新型無線接入網絡架構的研究，從而實現高性能、高寬帶、低延時的網絡。

參考文獻

[1]陳沫，陳奎林，劉光毅，崔春風.新型無線接入網絡架構研究[J].電信科學，2011（01）：76-82.

[2]苗杰.異構無線融合網絡中無線資源管理關鍵技術研究[D].北京郵電大學，2012.endprint

摘 要 隨著計算機網絡技術的發展，無線接入網絡架構系統應運而生，但是，在經濟飛速發展的環境下，傳統的無線接入網絡架構已遠遠不能滿足當前的網絡業務需求，尤其是移動業務的無線接入網絡架構。為了解決此類問題，必須引進新型的無線接入網絡架構，從而滿足移動業務容量的需求。

關鍵詞 無線接入網絡架構；移動業務；業務容量

中圖分類號：TN925 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）06-0034-01

無線接入網也稱為寬帶無線接入，英文名為BWA，通過無線手段，實現用戶端與客戶端之間的網絡連接，隨著4G技術的出現，傳統的無線接入網絡已不能適應用戶通信的需求，特別是移動通信數據業務，傳統的無線接入網絡架構主要表現在基站數據分布不集中，實際利用率低、共享處理能力低等方面，為了提高移動互聯網的市場競爭力，開發新型的無線接入網絡架構，從而實現高性能和低費用的移動互聯網。

1 新型無線接入網絡架構概述

新型無線接入網絡架構主要體現在以下幾個要求：1）降低能源消耗，減少移動運營商的成本開支；2）采用協作化的方式，提高網絡系統頻譜頻率，增加用戶的使用帶寬，確保移動業務的服務到位；3）建立開放化的服務平臺，支持多種服務模式；4）實現資源的共享和相互協作；5）實現IP與互聯網的融合。根據新型無線接入網路架構的未來需求，建立了C-RAN無線接入網絡架構，如圖1所示。C-RAN無線接入網絡架構主要由遠端無線射頻單元、分布式無線網絡、集中式基帶處理池組成，對于分布式無線網絡，其主要由遠端無線射頻單元、天線等兩部分組成，具有容量大、覆蓋范圍廣的特點，由于分布式遠端無線射頻單元靈活輕便，安裝、維護也比較方便，系統配置也比較低，其可以廣泛的應用在各個網絡領域中。對于集中式基帶池，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，將實時虛擬技術與基帶池有效的連接在一起，從而減少基站站址中的機房需求。

圖1 C-RAN無線接入網絡架構

基于C-RAN網絡架構的基站通過縮短天線與移動通信的距離，提高帶寬容量，從而提高網絡的實際利用率，為了改善網絡通信系統的頻譜效率和性能，采用多小區MIMO技術，其基本原理是進行射頻單元與基帶處理單元的分離。C-RAN網絡架構基站與傳統的分布式基站相比較，C-RAN基站實現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系，雖然基帶處理單元不包含每個遠端無線射頻單元，但是，該單元的發送、接受處理都是在統一環境下進行的。將C-RAN無線接入網絡架構應用在移動通信系統中，這樣移動終端就可以根據C-RAN接收信號強度來選擇無線接入網絡架構辦服務，通過采用實時虛擬的多小區MIMO技術，實現信息的共同發送、接收，從而提高系統頻譜效率，C-RAN網絡架構可以降低能源消耗、節約CAPEX和OPEX成本、靈活調配基站的處理資源，總的來說，C-RAN網絡架構在通信費用、寬帶容量、性能上都具有較大的優勢，但同時也面臨著一些技術上的挑戰，包括低成本光網絡傳輸高寬度無線信號；運用先進的協作發射與接收技術實現性能的提升；利用基站虛擬化技術提供資源利用效率等方面。

2 新型無線接入網絡架構的關鍵技術研究

2.1 C-RAN集中化、動態化載波基帶池

C-RAN網絡架構可以降低系統費用、減少能源消耗，對于C-RAN網絡架構中的基站，其主要由分布式RRU和集中式BBU組成，一般情況下，BBU和RRU需要分別放在機房內和機房外，由于室內機房將放置大量的配套設施及設備，采用集中化BBU管理方式，從而實現機房的綠色運營模式，集中化動態載波基地池，其可以大范圍的進行管理，可以實現動態的網絡分配，這樣不僅節約了網絡架構的建設成本，也降低了網絡系統的能源消耗。集中化動態載波基帶池主要以云計算來實現網絡服務，集中化載波基帶池主要體現在光網絡的無線信號傳送方面。

基于光網絡的無線信號傳送，其是3G技術的一種有效解決方案，通過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，從而實現低消費、容量大、高性能的光傳輸網絡，但是，這樣的光傳輸網絡面臨著一些技術上的挑戰，其主要表現在OBRI需要滿足寬帶容量大、低延時、費用低的光網絡傳輸要求，但是，在現實條件中，需要引進新的技術才能有效解決網絡帶寬問題，雖然UniPON技術可以解決帶寬問題，但是，其在市場競爭中是有限制條件的。

2.2 無線網絡的動態資源分配，協作式信號處理

傳統的無線接入網絡結構存在無線資源實際利用率低的特點，而C-RAN網絡架構采用多小區MIMO技術來實現動態無線資源分配，也可以通過協作式進行信號處理，對提高系統頻譜效率具有重要作用。對于多小區協作式無線資源管理，通過最優理論的方式，多小區無線資源管理得到一定的研究，為了降低系統之間的調度復雜度，將協作式處理、調度機制控制在小區簇內，這樣小區簇就可以為用戶終端提供服務，通過用戶反饋的信息，網絡側可以采用半靜態的方式進行用戶終端的信息選取，通過協作方式，為小區簇內的用戶提供網絡通信業務服務，這樣不僅可以降低系統中的信息調度復雜度，也可以對服務終端的數量進行限制，以保證系統帶寬滿足用戶的需求。針對協作式信號處理，通過信號的發送和接受，從而提高系統頻譜率，同時也提高蜂窩小區邊緣的用戶吞吐量，協作信號處理會造成系統調度復雜度，但是，其可以提高網絡架構系統的性能，協作式信號處理主要包括聯合接受、聯合發送和協作式調度、協作式波束賦型等兩種方式。

3 結束語

C-RAN網絡架構改變了傳統的無線射頻單元與基帶處理單元的固定連接關系，C-RAN中的基站實現了射頻單元與基帶處理單元的分離，其不僅提高了系統頻譜率，也降低了能源消耗，減少了建設成本，但是，當前的C-RAN網絡架構還存在一些技術上的挑戰，為了有效解決移動業務所面臨的問題，應加強新型無線接入網絡架構的研究，從而實現高性能、高寬帶、低延時的網絡。

參考文獻

[1]陳沫，陳奎林，劉光毅，崔春風.新型無線接入網絡架構研究[J].電信科學，2011（01）：76-82.

[2]苗杰.異構無線融合網絡中無線資源管理關鍵技術研究[D].北京郵電大學，2012.endprint