《電子技術(shù)應(yīng)用》
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中興通訊新一代SDR解決方案
中興通訊技術(shù)
劉爽
摘要: 中興通訊新一代SDR解決方案,隨著全球信息化的快速發(fā)展,通信業(yè)務(wù)移動(dòng)化,、寬帶化,、智能化的需求迅速增長(zhǎng)??焖俅蛟炜沙掷m(xù)發(fā)展的3G精品
Abstract:
Key words :

隨著全球信息化的快速發(fā)展,,通信業(yè)務(wù)移動(dòng)化、寬帶化,、智能化的需求迅速增長(zhǎng),。快速打造可持續(xù)發(fā)展的3G精品網(wǎng)絡(luò)成為運(yùn)營(yíng)商提高盈利能力,,提升核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要策略,。這一策略一方面要求網(wǎng)絡(luò)能夠快速部署,盡早運(yùn)營(yíng),,從而占據(jù)3G市場(chǎng)的有利地位,;另一方面要求面對(duì)未來的新技術(shù)和新業(yè)務(wù),網(wǎng)絡(luò)能夠平滑演進(jìn),,從而保證網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的連續(xù)性,、保護(hù)運(yùn)營(yíng)商的投資,。SDR軟基站優(yōu)越的環(huán)境適應(yīng)能力和強(qiáng)大的后向演進(jìn)能力為建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)開辟了新途徑。

SDR(Software Defined Radio)即軟件定義無(wú)線電,。在同一硬件平臺(tái)上,,通過軟件配置即可實(shí)現(xiàn)對(duì)多種標(biāo)準(zhǔn)、多種調(diào)制方式的靈活配置及轉(zhuǎn)換,。采用SDR技術(shù)的基站設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)多種標(biāo)準(zhǔn)制式共存于一個(gè)基站,,具有高效的資源利用率。SDR軟基站在硬件平臺(tái)不變的情況下,,通過軟件配置即可實(shí)現(xiàn)多種技術(shù)體制共平臺(tái),,有利于多制式的兼容共贏,并且實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的平滑演進(jìn),。對(duì)于全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商面臨的多頻段,、多制式以及持續(xù)降低TCO的挑戰(zhàn),SDR軟基站建網(wǎng)突顯優(yōu)勢(shì),。

面向未來的平臺(tái)化戰(zhàn)略

中興通訊采用統(tǒng)一的MicroTCA平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)SDR系列化基站,,最大程度提高設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化,便于平滑演進(jìn),,為快速構(gòu)建經(jīng)濟(jì)靈活,、高可靠性的3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供良好的基站平臺(tái)。MicroTCA技術(shù)也使得SDR系列化基站體積更小,、功耗更低,、處理能力更強(qiáng)。同時(shí),,MicroTCA架構(gòu)支持GSM/CDMA/WCDMA/TD-SCDMA/LTE等多種制式,,實(shí)現(xiàn)對(duì)多頻段、多制式網(wǎng)絡(luò)的有效整合(如圖1),。

圖1 SDR系列化基站支持多種無(wú)線制式

中興通訊SDR系列化基站射頻單元具備軟件可編程和重新定義的能力,,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智能化的頻譜分配和對(duì)多標(biāo)準(zhǔn)的支持。SDR軟基站射頻模塊采用了寬帶多載波數(shù)字信號(hào)處理技術(shù),,單功放可支持多個(gè)載波,,通過軟件即可實(shí)現(xiàn)平滑擴(kuò)容,降低擴(kuò)容成本以及擴(kuò)容對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響,。采用寬帶多載波技術(shù),,還可在連續(xù)的20MHz頻帶范圍內(nèi)通過軟件配置同時(shí)支持2G/3G/LTE等,同時(shí)完成對(duì)多制式射頻信號(hào)的收發(fā)處理,,實(shí)現(xiàn)同頻段多制式情況下的融合和演進(jìn),。

組網(wǎng)靈活,滿足多場(chǎng)景覆蓋需求

基于平臺(tái)化的SDR系列化基站通過其廣泛實(shí)用的架構(gòu)形態(tài),使運(yùn)營(yíng)商可以根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)情況,,因地制宜選擇相應(yīng)的設(shè)備架構(gòu)及組網(wǎng)形式靈活組網(wǎng),,實(shí)現(xiàn)點(diǎn)、線,、面立體化覆蓋需求,。

宏基站架構(gòu)

堆疊式宏基站架構(gòu),可滿足大容量組網(wǎng)的需求,。MicroTCA架構(gòu)和多載波技術(shù)在SDR軟基站中的應(yīng)用,,使SDR軟基站設(shè)備的集成度大大提高,能夠用更小的體積獲取更高的容量,。此外,,基于中興通訊SDR軟基站平臺(tái)的宏基站,采用主機(jī)柜和輔機(jī)柜分層設(shè)計(jì),,便于后續(xù)容量擴(kuò)展,。主機(jī)柜和輔機(jī)柜可以共用基帶池單元,配置靈活,,擴(kuò)容平滑,。

分布式基站架構(gòu)

分布式基站架構(gòu),滿足機(jī)房資源受限時(shí)快速建網(wǎng)的需求,。基于SDR軟基站平臺(tái)的分布式基站把基站分為射頻拉遠(yuǎn)單元RRU和基帶單元BBU,,兩者通過標(biāo)準(zhǔn)接口用光纖相連接,。基帶和射頻的分離讓基站擺脫了機(jī)房的約束,,BBU無(wú)需機(jī)房獨(dú)立空間,,可放置于傳輸架內(nèi)部,或利用其他設(shè)備多余空間,,或直接墻掛安裝,,有效解決機(jī)房緊張、承重不足等建網(wǎng)問題,。

室外型RRU體積小,、重量輕,支持室外抱桿,、壁掛,、平臺(tái)及塔頂安裝,擺脫機(jī)房和配套設(shè)施限制,。

超級(jí)基帶群組網(wǎng)方式

中興通訊憑借在分布式基站方面深厚的研發(fā)功底和豐富的商用經(jīng)驗(yàn),,創(chuàng)新地提出了“超級(jí)基帶群”解決方案。這種新型建網(wǎng)模式將BBU集中放置,RRU通過光纖拉遠(yuǎn),,靈活覆蓋,。可大量堆疊的BBU實(shí)現(xiàn)基帶資源動(dòng)態(tài)配置,、靈活調(diào)度,,充分利用系統(tǒng)資源,有效降低網(wǎng)絡(luò)資產(chǎn)閑置率,;RRU“隨遇而安”,,功耗低、效率高,、施工便捷,,大幅節(jié)省基建和配套資金;CPRI光接口組網(wǎng)能力強(qiáng)大,,簡(jiǎn)化了本地傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),,使RRU站點(diǎn)具備了延伸覆蓋的能力。

多個(gè)BBU集中放置在現(xiàn)網(wǎng)機(jī)房(如核心機(jī)房或骨干機(jī)房),,可以充分利用現(xiàn)有機(jī)房資源,,實(shí)現(xiàn)“零”機(jī)房占用。機(jī)房?jī)?nèi)各種配套,、傳輸資源可以實(shí)現(xiàn)最大化共享,,充分盤活現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)資源,節(jié)省布網(wǎng)及維護(hù)成本,,顛覆了傳統(tǒng)的建網(wǎng)模式,。

超級(jí)基帶群建網(wǎng)模式能夠滿足室外密集城區(qū)、一般城區(qū),、郊區(qū),、農(nóng)村的宏蜂窩覆蓋需求;滿足城市熱點(diǎn)地區(qū),、CBD地區(qū)的微蜂窩覆蓋需求,;滿足大型體育館、高檔寫字樓,、會(huì)議中心,、會(huì)展中心等大型建筑場(chǎng)館的室內(nèi)深度覆蓋需求;滿足高鐵,、立交,、橋梁、地鐵,、隧道,、風(fēng)景區(qū)等特殊場(chǎng)景的點(diǎn)覆蓋需求,。

先進(jìn)技術(shù)構(gòu)建節(jié)約型網(wǎng)絡(luò)

對(duì)移動(dòng)通信行業(yè)來說,建設(shè)節(jié)約型通信網(wǎng)絡(luò),,成為運(yùn)營(yíng)商提升盈利能力最行之有效的途徑,。節(jié)約型網(wǎng)絡(luò)的重點(diǎn)是減少對(duì)資源的占用,降低能耗,。

基站65%的功耗來自于功放,,基站35%的成本也來自于功放,中興通訊SDR系列化基站的功放單元采用DPD+Doherty+DPA技術(shù),,功放效率高達(dá)45%,,居業(yè)界領(lǐng)先地位。

SDR基站采用先進(jìn)的基帶處理算法及射頻技術(shù),,雙天線接收靈敏度高達(dá)-129.2dBm,,有效提升單站39%的覆蓋面積,減少28%的站點(diǎn)數(shù)量,,大幅降低能源消耗,。經(jīng)過無(wú)線環(huán)境仿真結(jié)果統(tǒng)計(jì),采用該產(chǎn)品方案,,可擴(kuò)大10%的無(wú)線覆蓋半徑,,減少18%的基站數(shù)目,從而降低18%的建網(wǎng)TCO,。

隨著基站設(shè)備在指標(biāo)方面的提升,,會(huì)遇到越來越難以逾越的技術(shù)瓶頸,而新型的組網(wǎng)方式,,相對(duì)于設(shè)備指標(biāo)帶來的是TCO數(shù)倍的降低及節(jié)能降耗能力的大幅提升,。

多BBU集中共享現(xiàn)網(wǎng)機(jī)房,RRU分散室外安裝,,無(wú)需機(jī)房,無(wú)需征地,,大幅減少網(wǎng)絡(luò)建設(shè)對(duì)機(jī)房的需求量,,有效減少機(jī)房占地面積。集中放置還能夠提高設(shè)備利用率,,降低設(shè)備能耗,。其他配套只需要在BBU中心安放,提高配套設(shè)備利用率,,降低配套設(shè)備能耗,。此外,由于無(wú)機(jī)房占用,,無(wú)需在RRU覆蓋點(diǎn)安放空調(diào),,從而大幅降低電耗,。傳統(tǒng)式建站方式機(jī)房能耗73.7%來自于空調(diào),而采用超級(jí)基帶群建網(wǎng)方式可以利用核心機(jī)房的空調(diào)設(shè)備,,最大限度降低空調(diào)能耗,。超級(jí)基帶群建網(wǎng)方式較傳統(tǒng)方式能耗降低高達(dá)88.5%以上。

此外,,傳統(tǒng)建網(wǎng)方式,,選址、站址談判及機(jī)房建設(shè)一般占用了新建站整個(gè)建網(wǎng)周期的近乎2/3,;超級(jí)基帶群建網(wǎng)方式對(duì)站址要求低,,選擇余地大,僅利用現(xiàn)有骨干或核心機(jī)房,,大大縮短了建網(wǎng)周期,。超級(jí)基帶群建網(wǎng)方式不需要傳輸設(shè)備,僅僅需要進(jìn)行路由調(diào)測(cè),。綜合來看,,超級(jí)基帶群建網(wǎng)方式比傳統(tǒng)建網(wǎng)方式單站節(jié)省了1/3的工程周期。高效的建網(wǎng)速度使運(yùn)營(yíng)商盡快投入運(yùn)營(yíng),,實(shí)現(xiàn)收益,。

平滑演進(jìn),構(gòu)筑可持續(xù)發(fā)展之路

數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的日益普及帶動(dòng)網(wǎng)絡(luò)向更高帶寬演進(jìn),。但是,,每次帶寬提升都對(duì)運(yùn)營(yíng)商提出諸多挑戰(zhàn),首先是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的大量替換,,其次是網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的大幅調(diào)整,。傳統(tǒng)2G運(yùn)營(yíng)商需要通過部署3G網(wǎng)絡(luò)才能有效提升網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)支持能力,進(jìn)而提升全網(wǎng)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力,。然而后3G技術(shù)中HSPA,、MBMS、HSPA+,、LTE等新興技術(shù)大大提升了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)頻譜效率,,對(duì)網(wǎng)絡(luò)后續(xù)平滑演進(jìn)提出了明確的方向。因此運(yùn)營(yíng)商需要構(gòu)筑一張可持續(xù)發(fā)展的3G網(wǎng)絡(luò),,既能保障已有投資的有效利用,,又能滿足市場(chǎng)對(duì)未來新技術(shù)、新業(yè)務(wù)的需求,。

中興通訊SDR系列化基站支持2G/3G站點(diǎn)合一,,降低30%的建網(wǎng)成本,并且將2G/3G網(wǎng)絡(luò)整合成一張網(wǎng),,簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),,有效提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量,。針對(duì)后續(xù)技術(shù)的發(fā)展,SDR系列化基站已能支持全性能HSDPA,、HSUPA,,后續(xù)無(wú)需更改硬件,僅通過軟件升級(jí)即可向HSPA+(64QAM)演進(jìn),,如需支持MIMO,,僅需在每扇區(qū)增加一個(gè)射頻單元。面對(duì)未來扁平化網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)需求,,基于現(xiàn)有硬件平臺(tái)僅需增加新的控制面和用戶面處理板件即可實(shí)現(xiàn)從HSPA/HSPA+向LTE的平滑演進(jìn),,有效保護(hù)了既有網(wǎng)絡(luò)投資,降低了LTE建網(wǎng)成本,。

無(wú)線技術(shù)演進(jìn)到LTE,,設(shè)備組網(wǎng)形態(tài)從最初的單一基站設(shè)備組網(wǎng)演進(jìn)為超級(jí)基帶群組網(wǎng)方式后,進(jìn)而會(huì)升級(jí)為i-Node模式,,進(jìn)一步體現(xiàn)集中式資源分配,、分布式無(wú)線布局的優(yōu)點(diǎn),滿足無(wú)線網(wǎng)絡(luò)高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)能力不斷提高的發(fā)展趨勢(shì),。全新一代無(wú)線接入網(wǎng)架構(gòu)i-Node在智能化,、協(xié)作化和網(wǎng)絡(luò)化三方面有突出優(yōu)勢(shì)(如圖2)。

圖2 全新一代無(wú)線接入網(wǎng)架構(gòu)i-Node

i-Node模式實(shí)現(xiàn)基帶資源智能調(diào)度,,遠(yuǎn)端模塊采用智能化射頻技術(shù),,減少干擾,提升頻譜利用率,?;鶐С氐闹悄芴幚砥脚_(tái)通過軟件自動(dòng)分配基帶處理資源,實(shí)現(xiàn)多制式統(tǒng)一接入,,高速數(shù)據(jù)交換平臺(tái)支持基帶池內(nèi)的處理單元之間的互聯(lián)互通,,RRU的載波基帶信號(hào)可以交換到基帶池任意一個(gè)BBU,有效實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡,,避免單個(gè)BBU過載或部分BBU過于空閑的情況發(fā)生,,提高設(shè)備利用率,降低能耗,。這種組網(wǎng)模式可以更方便地部署MIMO及干擾消除等信號(hào)處理算法,從而增加無(wú)線系統(tǒng)的性能增益,,更符合LTE技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)的需求,。

i-Node模式支持多小區(qū)協(xié)作式無(wú)線資源管理、協(xié)作式無(wú)線信號(hào)處理以及智能化無(wú)線資源調(diào)度,。其重要的關(guān)鍵技術(shù)之一SON自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)以小區(qū)簇為單位進(jìn)行協(xié)作式無(wú)線資源管理,,信號(hào)的協(xié)作式發(fā)送/接收可以有效提升系統(tǒng)頻譜利用率和小區(qū)邊緣吞吐量,。SON自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)以聯(lián)合接收/發(fā)送(JP)和協(xié)作式波束賦形(CBF)為無(wú)線資源管理的主要技術(shù)。

i-Node模式采用全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)通信設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化,,符合未來通信發(fā)展的云計(jì)算模式,。通過高帶寬、低延時(shí)的互聯(lián)架構(gòu),,組成一個(gè)巨大的實(shí)時(shí)云計(jì)算基帶池,。RRU將傳送的基帶信號(hào)發(fā)送到基帶池,通過實(shí)時(shí)云計(jì)算基帶池動(dòng)態(tài)分配的計(jì)算資源完成無(wú)線基帶信號(hào)的實(shí)時(shí)處理,。云技術(shù)填補(bǔ)數(shù)據(jù)空洞,,提升無(wú)線網(wǎng)絡(luò)整體吞吐率。

中興通訊SDR系列化基站充分考慮網(wǎng)絡(luò)的后向演進(jìn)性,,符合i-Node組網(wǎng)模式的演進(jìn)需求,,為運(yùn)營(yíng)商向未來網(wǎng)絡(luò)的平滑演進(jìn)提供了保障和支持。

中興通訊基于創(chuàng)新架構(gòu)的新一代SDR軟基站,,幾乎不需要更改任何硬件就能保持網(wǎng)絡(luò)的先進(jìn)性,,有效利用現(xiàn)網(wǎng)資源,大大降低運(yùn)營(yíng)商TCO,。運(yùn)營(yíng)商可以隨著市場(chǎng)環(huán)境的變化靈活快捷地調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展策略和方向,,在有效控制投資風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí),保證網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力和持續(xù)盈利能力,。新一代SDR軟基站及創(chuàng)新的建網(wǎng)模式將成為未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢(shì),。


 

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