基带池组化RAN架构的关键技术

基带池组化RAN架构主要由大规模BBU池组，与BBU池组相连的大量RRU设备及BBU-RRU间光互连网络组成。为充分利用BBU池资源，发挥基带集中化RAN架构优势，实现高宽带集中式无线信号处理、资源动态调度及多点无线信号联合收发。需要对于基带集中化RAN架构的相关关键技术进行讨论，其中主要包括BBU-RRU光互连传输技术、BBU间高速互连技术、多小区协作技术及BBU虚拟化处理技术。下面分别对于各项关键技术进行深入分析。

1.BBU-RRU光互连技术

在基带集中化架构中，分布式的RRU单元与集中式的BBU池组之间必须采用通用接口协议（例如CPRI协议）并利用光传输技术，以满足BBU与RRU间高速率、低时延的数据传输。

首先，BBU-RRU间光互连传输需要满足高数据速率传输的需求。在WCDMA系统中，考虑5MHz带宽、单发单收情况，BBU和单个RRU间光传输接口需要支持153Mbit/s的数据速率传输。对于LTE-Advanced系统，在20MHz带宽、八发八收情况下，BBU和单个RRU间光传输接口需要支持9.7Gbit/s的数据传输速率。

其次，BBU-RRU间光互连接口需要满足低时延及低时延抖动的需求。以CPRI为例，将往返时延定义为CPRI链路上行时延和下行时延之和，若不考虑传输介质上的往返时间，则用户平面数据的绝对往返时延将不能超过最大值5μs。同时，BBU-RRU间数据传输接口需要周期性地测试每条链路或者多跳连接的光纤长度。在实验校准方面，每条链路或者多跳连接的往返时延测量精度应满足16.276ns的需求。

最后，BBU-RRU间光互连接口需要满足高可靠性的需求。为确保任一光纤单点故障条件下整个系统仍能工作，BBU与RRU之间的传输链路需要采用光纤环网保护，通过不同管道的主、备光纤，实现链路的实时备份。

2.BBU集中化及高速互连技术

BBU集中化及高速互连技术为实现大量BBU之间资源共享及BBU间动态处理资源调度提供了可能。大量的BBU集中构成BBU池组，为网络提供了巨大的运算处理能力。单纯地集中化大量BBU，构成大规模BBU池组，可以发挥一定的节省机房占地、空调配套供电的优势；但是，要进一步发挥大规模BBU池组的超大运算处理能力，就必须构建高性能的BBU联合处理架构，实现BBU间的高速互连互通。

在传统的基站模式下，经常会造成在话务高峰时，某些BBU因负荷过高而限制接入，而某些BBU负荷却较低的情况。集中式BBU基带池的引入，可以均衡不同地区、不同时间的话务高峰。如均衡工作区和住宅区在上班、下班后的不同话务峰值，使话务在基带处理池内所有BBU中动态分配，这样就在很大程度上克服了不同时段、不同地域话务分布不均对网络的冲击。通过合理配置基带池的总容量，可以减少单个BBU拥塞的可能。合理的基带池配置也可以有效应对突发的业务高峰、节假日以及大型活动等集中业务情况，有效增强网络的抗冲击能力。同时，集中化的设置和管理是降低运营成本的一个方向。集中化BBU基带池中所有BBU具有完全一致的全局数据，包括位置区数据、小区数据等，使得网络更加适应集中化设置和管理的需求，数据制作和后期维护都较为简单，网管人员可以统一管理池区内的网元，以有效提高效率，降低运营维护成本。

3.协作式无线信号处理技术

无线接入网的主要设计目标为提升系统频谱利用率、扩大小区覆盖范围及提高小区边缘用户吞吐量。在基于OFDM的蜂窝小区中，通过正交的子载波区分不同用户，可有效消除小区内干扰，但是处于小区边缘的用户，会受到不同小区间信号的干扰，经历比较严重的共道干扰（CCI）。为对抗小区间干扰，多小区信号协作收发或采用集中的无线资源分配以协调多小区传输成为改善小区边缘用户吞吐量的有效手段之一。基带池组化的RAN架构将大量BBU集中化部署并高速互连，为小区间协作式无线信号处理技术的实现提供了系统支持。基于基带池组化RAN架构的协作式无线信号处理，可以充分利用BBU间高速互连的数据传输接口，设计高效的多小区协作机制提升系统性能。(www.xing528.com)

小区间协作可以采用集中或分布的管理方式。小区间集中式协作管理，需要网络在多个小区之间配置集中的资源管理器，并从多个基站采集单个用户的信息，进行联合资源管理。小区间分布式协作管理，需要协作基站之间根据协作方式的具体要求进行通信，以协调各小区对于无线资源的使用。

4.BBU虚拟化处理技术

BBU虚拟化处理技术的基础是高性能、低功耗的计算平台和软件无线电技术。虚拟化是指将计算资源抽象化；对用户隐藏了计算平台的物理属性，仅显示另一个抽象的计算平台，如图5-5所示。如果在BBU系统中运用这一概念，可以根据虚拟基站的网络负载，实现动态调度集中式基带池中不同的虚拟基站及不同的空中接口。这将使得运营商可以更好地支持多种标准，以应对网络中不同地区，不同业务的潮汐效应，提高设备利用率。同时，统一的硬件平台将能够为系统的管理、维护、扩容、升级带来更多的便利。

图5-5 基站虚拟化示意

另外，BBU虚拟化可方便提供差异化的分级数据冗余备份管理机制。对于任意一个BBU的故障或更新可以进行动态的数据转接和承载机制，甚至可实现各BBU均为相互备份，由此实现真正的自动、实时的冗余安全保障机制。

目前，业界对于基站虚拟化的概念还没有统一的定论，但是在基站基带部分引入虚拟化的思路，采用云计算架构进一步提升基站性能的同时，实现无线网络资源的共享和动态分配，降低能耗、降低成本，成为基站集中化发展的未来方向。

随着无线技术的发展，大多数的主要运营商需要在同一覆盖区域同时支持多种网络运营。运营商需要多模基站以降低建网及运营成本。如何打造一个实现大容量、高可靠、扩展灵活的基于虚拟化的中央处理平台是BBU虚拟化技术需要考虑的主要问题之一。

比较于传统基站模式，BBU虚拟化最为突出的优势在于能够实现资源的共享和动态分配，而实现这些的前提就需要将大量的无线信号连接到中央处理平台集中处理，这不仅对于中央处理平台的容量具有极高要求，同时，还对如何实现这一平台的有效控制和实时管理也提出了挑战。