无线通信网络中的云基站技术-chinaxiv

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1、第9卷第2期信息技术快报Vol.9No.2InformationTechnologyLetterMar.2011无线通信网络中的云基站技术黄伊石晶林摘要本文分析了现有无线通信网络在系统架构方面面临的挑战。对一种全新的接入网络架构——基于云型基础设施的接入网进行了简介，针对有关重点研究内容进行了分析。最后描述了该新型架构技术演化路径和验证的可行方案。关键词云基站第四代移动通信接入网络空中接口1概述当前，无线移动通信行业面临着激烈的竞争环境。一方面，单位数量用户平均营业收入1增长缓慢，甚至在逐年减少，影响了总收入；与此同时，移动互联网络业务的流量迅速上升，用于建设

2、、运营、升级无线接入网络的支出不断增加，这就大大削弱了运营商的盈利能力。为了保持持续盈利和长期增长，运营商必须寻求低成本为用户提供无线业务的方法。从无线通信技术层面考虑，现有的蜂窝网络存在着较为严重的问题，传统的无线接入网络具有以下特点：¢每个基站连接若干固定数量的扇区天线并覆盖小片区域，每个基站只能处理本小区的收发信号；¢系统的容量是干扰受限的，这种各个基站独立工作的模式已经很难增加频谱效率；¢基站通常都是基于专有平台开发的‘垂直解决方案’。这些特点为未来的移动通信发展带来了挑战：首先，数量巨大的基站意味着高额的网络部署和建设开支；其次，现有的基站的资源实际

3、利用率较低，网络的平均负载一般来说大大低于忙时负载，而不同的基站之间不能共享处理能力，也很难提高频谱效率；再者，接入网chinaXiv:201703.00217v1络设备基于多个不兼容的硬件平台，造成了扩容或升级的困难，而为了满足不断增长的移动数据业务需求，网络升级扩容是没有止境的；同时，专有的平台使得面向未来的异构无线网络部署困难重重。总而言之，传统的无线接入网络高额的运维费用，低效的资源利用率和系统性能使得现有接入网架设方式难以适应今后无线通信对多网共存、高带宽、广域覆盖等的需求。因此，有必要研究新的无线接入网网络架构以适应新的移动互联网环境，实现高性能低

4、费用的绿色无线接入。未来的无线接入网络必须能够充分利用多小区无线资源，融合多种接入技术互联互通需求，提供低能耗的无线移动网络接入，满足如下要求：¢降低能源消耗，包括用户终端能耗和核心网络能耗；¢提高系统频谱效率，支持较高用户带宽；1ARPU,AverageRevenuePerUser33无线通信网络中的云基站技术¢采用开放式的接入网硬件平台，支持多种空中接口标准在同一平台的共存和实现。2[1]在这种形势下，我国移动运营商和制造商联合，提出了C-RAN无线接入网络。其中，集中式基站处理可以大大减少覆盖同样区域所需的基站数量，面向协作的无线远端模块和天线可以提高系

5、统频谱效率，而基于开放平台的实时云型基础设施和基站虚拟化技术则可以降低成本，共享处理资源，减少能源消耗，提高基础设施利用率。总之，C-RAN的这些特点能很好地解决前述各种问题。当然，云基站技术的目标不是取代现有体系和标准，而是从长远出发，最终提供低成本、高性能的绿色网络架构，其发展仍需要不断进行技术研究和探索。2传统无线接入网络面临的挑战2.1降低无线接入网络能耗现在，为了满足不断增长的无线宽带业务和用户数量，只能不断增加空中接口带宽和增加基站的数量，使得无线接入网络的能源消耗问题变得日益严重。以中国移动通信公司为例，在过去的5年时间，为了提供更好的网络覆盖和

6、网络容量，其基站数量几乎增加了一倍。同时其总耗电量也增加了近一倍。高能耗意味着对环境的巨大冲击。据欧盟估计，到2020年无线通信的碳排放量将超越传统网络，因而减少移动通信网络的能源消耗已经迫在眉睫。移动通信网络中的能耗主要来自于无线接入网的基站。因此，节能减排最直接有效的途径就是减少基站数量。然而，在现有无线接入网络架构下直接减少基站数量必将导致网络的覆盖变差、网络容量减少等问题。现有的一些补充型技术，如软件节点方案、智能关断技术，动态控制电源以及使用绿色能源等手段都只是辅助性措施，难以根本解决高能耗的问题。2.2实现异构网络部署34目前，全世界已经逐渐普及了

7、3G网络，而同时现有的2G网络仍在继续运营。根据当56前市场的用户和无线通信标准发展的趋势可见，2G、3G、B3G乃至4G网络将长期共存并渐进地融合。在这种情况下，多模基站是一种有效解决方案，而如何更好地提高多模基站内的硬件资源共享则是提升资源利用效率的关键途径。2.3提高带宽和频谱效率chinaXiv:201703.00217v1随着B3G技术空中接口标准的引入，无线移动通信系统的峰值速率也在快速提升，引78发了终端用户的数据流量迅速增长。未来几年，随着3GPPLTE和LTE-Advanced在全球的部署，无线通信带宽的增长将促使移动用户使用更多类型的高带宽

8、多媒体服务。据估计，从[2]2008年