C-RAN是中國移動根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)條件和技術(shù)進(jìn)步的趨勢,，于2010年初提出的新型無線接入網(wǎng)構(gòu)架,。C-RAN是基于集中化處理(Centralized Processing),，協(xié)作式無線電(Collaborative Radio)和實時云計算構(gòu)架(Real-time Cloud Infrastructure)的綠色無線接入網(wǎng)構(gòu)架(Clean system),。其本質(zhì)是通過實現(xiàn)減少基站機(jī)房數(shù)量,，減少能耗,，采用協(xié)作化,、虛擬化技術(shù)，實現(xiàn)資源共享和動態(tài)調(diào)度,，提高頻譜效率,，以達(dá)到低成本，高帶寬和靈活度的運(yùn)營,。C-RAN的總目標(biāo)是為解決移動互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展給運(yùn)營商所帶來的多方面挑戰(zhàn)(能耗,，建設(shè)和運(yùn)維成本，頻譜資源),，追求未來可持續(xù)的業(yè)務(wù)和利潤增長,。
如今，移動運(yùn)營商正面臨著激烈的競爭環(huán)境,，用于建設(shè),、運(yùn)營、升級無線接入網(wǎng)的支出不斷增加,，而收入?yún)s未必以同樣的速度增加,。移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的流量迅速上升，由于競爭的緣故,，單用戶的ARPU值卻增長緩慢,，甚至在慢慢減少，這些因素嚴(yán)重地削弱了移動運(yùn)營商的盈利能力,。為了保持持續(xù)盈利和長期增長,，移動運(yùn)營商必須尋找低成本地為用戶提供無線業(yè)務(wù)的方法。
無線接入網(wǎng)(RAN)是移動運(yùn)營商賴以生存的重要資產(chǎn),，通過無線接入網(wǎng)可以向用戶提供7x24小時不間斷,、高質(zhì)量的數(shù)據(jù)服務(wù)。傳統(tǒng)的無線接入網(wǎng)具有以下特點：第一,，每個基站連接若干固定數(shù)量的扇區(qū)天線,，并覆蓋小片區(qū)域，每個基站只能處理本小區(qū)收發(fā)信號,；第二,，系統(tǒng)的容量是干擾受限，各個基站獨(dú)立工作已經(jīng)很難增加頻譜效率；第三,，基站通常都是基于專有平臺開發(fā)的“垂直解決方案”,。這些特點帶來了以下挑戰(zhàn)：數(shù)量巨大的基站意味著高額的建設(shè)投資、站址配套,、站址租賃以及維護(hù)費(fèi)用,，建設(shè)更多的基站意味著跟多的資本開支和運(yùn)營開支。此外,，現(xiàn)有基站的實際利用率還是很低,，網(wǎng)絡(luò)的平均負(fù)載一般來說大大低于忙時負(fù)載，而不同的基站之間不能共享處理能力,，也很難提高頻譜效率,。最后，專有的平臺意味著移動運(yùn)營商需要維護(hù)多個不兼容的平臺,，在擴(kuò)容或者升級的時候也需要更高的成本,。
C-RAN 架構(gòu)主要包括三個組成部分：由遠(yuǎn)端無線射頻單元(RRU)和天線組成的分布式無線網(wǎng)絡(luò)；由高帶寬低延遲的光傳輸網(wǎng)絡(luò)連接遠(yuǎn)端無線射頻單元,；由高性能通用處理器和實時虛擬技術(shù)組成的集中式基帶處理池,。
分布式的遠(yuǎn)端無線射頻單元提供了一個高容量廣覆蓋的無線網(wǎng)絡(luò)。由于這些單元靈巧輕便,，便于安裝維護(hù),，系統(tǒng)CAPEX和OPEX很低，因此可以大范圍高密度地使用,。高帶寬低延遲的光傳輸網(wǎng)絡(luò)需要將所有的基帶處理單元和遠(yuǎn)端射頻單元之間連接起來,。
基帶池由通用高性能處理器構(gòu)成，通過實時虛擬技術(shù)連接在一起,，集合成異常強(qiáng)大的處理能力來為每個虛擬基站提供所需的處理性能需求,。集中式的基帶處理大大減少了需要的基站站址中機(jī)房需求，并使資源聚合和大范圍協(xié)作式無線收發(fā)技術(shù)成為可能,。
從中國移動的進(jìn)度規(guī)劃來看,，C-RAN的推進(jìn)分為以下三個階段：
近期目標(biāo)：集中式基帶池的新站型，
2010年底2011年初實現(xiàn)
中期目標(biāo)：C-RAN多模原型機(jī)開發(fā)
預(yù)計2-3年成熟,，驗證通用處理器關(guān)鍵技術(shù),，驗協(xié)作式無線電等新技術(shù)。
遠(yuǎn)期目標(biāo)：基于云計算的虛擬基站
預(yù)計3-5年成熟,，大規(guī)模BBU互聯(lián)技術(shù),，實時虛擬化技術(shù)以及C-RAN混合組網(wǎng)。
集中式基帶池創(chuàng)新解決方案
自2010年下旬以來,，中國移動開始推進(jìn)C-RAN集中化部署。先后在廣東等地現(xiàn)網(wǎng)進(jìn)行了小規(guī)模的試點,。大唐移動針對C-RAN一階段集中式BBU方向,，提出了從Ir傳輸,、環(huán)網(wǎng)保護(hù)、基帶池以及室外電源柜的綜合創(chuàng)新解決方案,，相比之前其他廠家在廣東試點的方案,，更具完善性和后續(xù)演進(jìn)性，對C-RAN商用部署有很高的借鑒意義,。
大唐移動基于C-RAN第一階段集中式基帶池架構(gòu),，提出的創(chuàng)新解決方案中的關(guān)鍵技術(shù)包括基帶資源共享、環(huán)網(wǎng)保護(hù)方案,、Ir傳輸方案,、室外電源解決方案等。
環(huán)網(wǎng)保護(hù)方案
Ir接口支持環(huán)形連接業(yè)務(wù)熱備份,。
按照目前的Ir標(biāo)準(zhǔn)接口定義流程,，無法實現(xiàn)鏈路故障后的業(yè)務(wù)熱備份。從下圖流程圖可以看出,，BBU檢測到鏈路故障大約6~9秒,，BBU/RRU清空配置大約1秒，RRU切換時鐘并從另一端口接入,，重新配置并回復(fù)業(yè)務(wù)大約1~2秒/級,。因此，可以看出即使只有一級RRU需要業(yè)務(wù)傳輸方向調(diào)頭也至少在8s以上,，無法保持業(yè)務(wù)不掉話,。
我司在不破壞Ir標(biāo)準(zhǔn)接口層一、層二定義的基礎(chǔ)上,，對流程進(jìn)行了優(yōu)化,，以滿足業(yè)務(wù)熱備份的需要。主要優(yōu)化點為：
利用現(xiàn)有的TD-SCDMA Ir標(biāo)準(zhǔn)接口層一定義,，實現(xiàn)BBU和RRU的故障快速感知.
RRU切換端口過程中,，采取了多項改進(jìn)技術(shù)，實現(xiàn)了BBU與RRU間的“零”配置,。
按照我司改進(jìn)的Ir接口流程,，預(yù)計保護(hù)時長小于1s，完全滿足RRU鏈路故障,，業(yè)務(wù)不中斷,。
基帶池方案
C-RAN實現(xiàn)多個站點基帶資源共享，在此基礎(chǔ)上需要對載波資源分配調(diào)度實現(xiàn)最優(yōu)化,，我司在現(xiàn)有基帶池算法基礎(chǔ)上,，提出了創(chuàng)新的智能潮汐算法，可以更有效的調(diào)度載波資源，實現(xiàn)資源最大化利用：
載波資源調(diào)整時區(qū)分R4載波和H載波類型,，使用不同的小區(qū)資源評估門限進(jìn)行判決
載波資源調(diào)整門限R4載波是依據(jù)碼道利用率,，H載波是依據(jù)碼道利用率和接入用戶數(shù)
小區(qū)的資源判決門限、持續(xù)時間以及禁止上報時間可以根據(jù)不同場景進(jìn)行配置,，以滿足不同的網(wǎng)絡(luò)實際情況需要
小區(qū)資源評估門限能夠支持動態(tài)調(diào)整
動態(tài)載波刪除前,，為保證該載波上的UE進(jìn)行不掉話的遷移，系統(tǒng)需通過FDCA進(jìn)行載波調(diào)整
Ir傳輸方案
由于BBU采用集中放置,，BBU與RRU間的Ir傳輸就是其中最為重要,、需要解決的問題。Ir傳輸可以采用裸纖傳輸,、波分設(shè)備以及PON設(shè)備等多種解決方案,。
為了節(jié)約BBU機(jī)房到各站址的光纖資源，我司采用CWDM設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng),。在這里,，CWDM設(shè)備僅提供Ir接口傳輸通道，不參與環(huán)網(wǎng)保護(hù),，方案如下：
采用CWDM設(shè)備,，并且使用無源彩光模塊，可以有效解決BBU與RRU間Ir傳輸?shù)膯栴},，相比之前珠海測試使用裸纖資源,，可以有效解決對骨干光纖的依賴與占用情況。
室外電源解決方案
RRU室外電源解決方案采用室外型機(jī)柜實現(xiàn),。室外型機(jī)柜由供電系統(tǒng),、溫控系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)組成,，如下圖所示,。
在C-RAN測試中，室外電源柜解決方案為RRU提供電源,，室外機(jī)柜支持220V交流輸入,，可以為最多6個RRU提供-48V的供電電源。
室外機(jī)柜直接將電源告警,、門禁告警等監(jiān)控量接入RRU的干節(jié)點輸入接口,，通過RRU向OMC告警；
第一階段告警類型包括：門禁告警,、市電掉電告警,、蓄電池電壓低和水浸告警。
采用干節(jié)點監(jiān)控告警機(jī)制,，相比外協(xié)遠(yuǎn)端告警設(shè)備,，更具有商用推廣性,，是目前最有效的室外電源柜告警方案。
相比中國移動已組織的C-RAN試點測試方案來看,，我司綜合解決方案具備以下幾個特點：
最優(yōu)化環(huán)網(wǎng)保護(hù)方案：環(huán)網(wǎng)保護(hù)是C-RAN集中化部署后必須解決的問題,，而我司優(yōu)化Ir處理流程方案，使得環(huán)網(wǎng)保護(hù)時長小于1s,，不會影響正常業(yè)務(wù)；
創(chuàng)新性智能潮汐算法：我司在部署C-RAN架構(gòu)的同時,，也在基帶池算法方面有較大改進(jìn),，創(chuàng)新性提出了“智能潮汐”算法，最大化資源利用率,；
最有效的Ir傳輸方案：從目前來看,，我司采用的CWDM Ir傳輸方案可以有效解決BBU與RRU間的數(shù)據(jù)傳送問題，并且有效緩解中國移動光纖資源不足的問題,；
完備的室外電源柜解決方案：室外電源柜是我司已經(jīng)較為成熟的產(chǎn)品,，并且基于干節(jié)點實現(xiàn)電源柜的監(jiān)控方案，可以說具有很好的完備性和后續(xù)演進(jìn)性,。
多管齊下,，緊密跟蹤C(jī)-RAN
除了在C-RAN一階段集中式BBU方面，我司提出了全面創(chuàng)新的解決方案,。我司同時配合中國移動的步伐,，穩(wěn)步推進(jìn)C-RAN后續(xù)工作的開展：
我司聯(lián)合IBM、北郵三方,，共同開發(fā)基于通用處理器的TD-SCDMA系統(tǒng),，可以實現(xiàn)TD-SCDMA基本基帶處理能力，并且將于2011年中完成與商用RRU聯(lián)調(diào)測試,，并且完成基于語音業(yè)務(wù),。這將是C-RAN推進(jìn)過程中重要的里程碑。
另外,，我司也在開展基于通用處理器的TD-LTE預(yù)研工作,，希望可以真正掌握C-RAN原型機(jī)的發(fā)展方向。
后記
目前,，C-RAN已經(jīng)被中國移動定為2011年八個重大項目之一,，并且在各個廠家的積極配合下穩(wěn)步推進(jìn)。作為TD-SCDMA和TD-LTE標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)的引領(lǐng)者,，我司根據(jù)自身優(yōu)勢,，并且按照C-RAN長遠(yuǎn)戰(zhàn)略，提出分階段具有指導(dǎo)意義的創(chuàng)新解決方案,?？梢哉f,，對于C-RAN，大唐移動將緊密跟蹤,，實現(xiàn)具有大唐特色的技術(shù)解決方案,。