ＩＳＳＮ １００９－３０４４
Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ电脑知识与技术 Ｖｏ１．８，Ｎｏ．７，Ｍａｒｃｈ ２０１２． Ｅ—ｍａｉｌ：ｉｎｆｏ＠ＣＣＣＣ．ｎｅｔ．ｃｎ ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｄｎｚｓ．ｎｅｔ．ｃｎ
Ｔｅｌ：＋８６—５５ １—５６９０９６３ ５６９０９６４
基于Ｃ—ＲＡＮ的无线网络架构分析
付泓 ，杨福波 ，高秀娥
（１．上海骏骥智能科技有限公司，上海２０００００；２．中兴通讯股份有限公司，上海２０００００；３．大连大学信息工程学院，辽宁大连１１６６２２）
摘要：无线接入网（ＲＡＮ）是移动遥营商赖以生存的重要资产，是给客户带来实时通讯的基础设施。然而，当前的无线接入网
（ＲＡＮ）架构正面临着越来越多的挑战，众多问题亟待移动运营商来解决。基于此，提出了基于Ｃ—ＲＡＮ的新型无线接入网架构。该
架构将有助于降低移动互联网的能耗、建设和运维成本，提高频谱资源利用率，实现运营商的可持续的业务和利润增长。
关键词：Ｃ－ＲＡＮ；网络架构；运营商；移动互联网；网络建设
中图分类号：ＴＰ３９３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—３０４４（２０１２）０７—１５１８—０３
Ｃ—ＲＡＮ－Ｂａｓｅｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｏｆ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ
ＦＵ Ｈｏｎｇ￣，ＹＡＮＧ Ｆｕ—ｂｏ２，ＧＡＯ Ｘｉｕ—ｅ
（１．ＺＴＥ ｃ０ＲＰｏＲＡＴＩｏＮ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００００，Ｃｈｉｎａ；２ｊｕ＠Ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｉｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００００，Ｃｈｉｎａ；３．Ｄａｌｉａｎ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ＣｏＨｅｇｅ，Ｄａｌｉａｎ １ １ ６６２２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ ｆＲＡＮ）ｉｓ ｔｈｅ ｓｕｒｖｉｖａｌ ｏｆ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ａｓｓｅｔ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｂｉｌｅ ｏｐｅｒａｔｏｒｓ ｇｉｖｅ ｃｕｓｔｏｍｅｒｓ ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ ｃｏｍｍｕｎｉ—
基于c-ran的5g关键技术分析
摘要：在5g技术快速发展的背景下，c-ran作为一种集中式的5g架构，对5g网络传输产生直接影响。本文详细研究了基于c-ran的5g无线接入网架构，并对其传出承载技术、数据传输方案等做进一步研究。
关键词：c-ran技术；5g；传输方案；接入网结构
前言：
c-ran是一种基于协作式无线电、集中化处理以及实时云计算等为核心的，以满足绿色节能需求的无线接入网络架构。与传统技术相比，c-ran能够提供一种更加高效的无线接入网，不仅能够充分利用现有资源，也能提高资源池利用率，对5g无线网络发展产生积极的推动作用，值得关注。
1.基于c-ran的5g无线接入网架构分析
c-ran作为一种集中式的架构，具有高频谱、高带宽以及低成本等优点，但是因为在技术上采用了集中控制方式，导致自身存在一些突出问题，例如无法自适应动态变化等。为了能够有效解决上述问题，需要进一步优化c-ran的5g接入网架构，这样才能强化数据传输效果。
1.1部署基站
为适应5g技术的信息传递要求，很多企业提出了多样化的5g无线网络架构，根据协议功能的划分要求，第三代合作合办计划标准化组织提出了一种新的技术方案，即面向5g的无线接入网功能重构方案，通过在原有的技术体系上引入集中单元-分布单元-有源天线单元架构，在这种技术方案下，5g基站的逻辑功能单元得以确定，并且射频单元以及部分基带物理层底层功能与天线共同构建了有源天线单元。从技术角度来看，这种技术方案的主要优势就是简化网络功能，所使用的集中单元能够在硬件平台上实现功能，分布单元使用c-ran的方式布置，这种设计方案提高了基站部署的灵活性，适应5g技术的要求。
1.2本地云平台的实现
本文介绍的本地云平台是基站与后台云服务器之间，依靠光纤实现互联的网络单元，其中主要包括感知模块、缓存模块等。
C-RAN部署对传输要求的探讨
1. C-RAN部署背景
传统的无线接入网具有以下特点：第一，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收发信号；第二，系统的容量是干扰受限，各个基站独立工作已经很难增加频谱效率；第三，基站通常都是基于专有平台开发的“垂直解决方案”。这些特点带来了以下挑战：数量巨大的基站意味着高额的建设投资、站址配套、站址租赁以及维护费用，建设更多的基站意味着跟多的资本开支和运营开支。此外，现有基站的实际利用率还是很低，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。最后，专有的平台意味着移动运营商需要维护多个不兼容的平台，在扩容或者升级的时候也需要更高的成本。
C-RAN是中国移动根据现网条件和技术进步的趋势，提出的新型无线接入网构架。C-RAN是基于集中化处理(Centralized Processing)，协作式无线电(Collaborative Radio)和实时云计算构架(Real-time Cloud Infrastructure)的绿色无线接入网构架(Clean system)。其本质是通过实现减少基站机房数量，减少能耗，采用协作化、虚拟化技术，实现资源共享和动态调度，提高频谱效率，以达到低成本，高带宽和灵活度的运营。C-RAN的总目标是为解决移动互联网快速发展给运营商所带来的多方面挑战(能耗，建设和运维成本，频谱资源)，追求未来可持续的业务和利润增长。
2. C-RAN架构
C-RAN 架构主要包括三个组成部分：由远端无线射频单元(RRU)和天线组成的分布式无线网络；由高带宽低延迟的光传输网络连接远端无线射频单元；由高性能通用处理器和实时虚拟技术组成的集中式基带处理池。
分布式的远端无线射频单元提供了一个高容量广覆盖的无线网络。由于这些单元灵巧轻便，便于安装维护，系统CAPEX和OPEX很低，因此可以大范围高密度地使用。高带宽低延迟的光传输网络需要将所有的基带处理单元和远端射频单元之间连接起来。
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ技术‘无线通信 【！ｉ Ｉ一旦 ｃ—ＲＡＮ的研究与进展 中国移动在２００９年首次提出Ｃ－ＲＡＮ概念，经过８年发展，中国移 动期望２０１ ８年前促成无线云基站技术方案和部署方案的成熟，为其 规模应用和部署做好技术准备。 中国移动研究院Ｉ段然 Ｃ—ＲＡＮ足集中ｆｔ、协作化、云化、绿 色化概念『ｒ勺集合体。Ｃ－ＲＡＮ不足一个 体 的单项技术嘤求，更接近一利呒线组 和 没的策略．并通过 ｊ【入刚络功能虚拟化 技术 剑尤线 络定制化能 Ｊ。一方而，降 低了运材成小，男一力。 ，州对未来复杂的 络环境变化及应刚 水，实现快速、灵 、 效的响应， 最优化资源分配和编排 ｎ勺基ｆｉｔｌＪ＿，提ｆｊｂＪｋ务所需的Ｍ络能力。 现网４１３。ＢＢＵ集中化部署方式 的演进 ｌｆｌ 移动埘ｊ 集ｌｌｌ化ＢＢＵ部料现Ｉ列 地研宄持 多 ．．２０１４ ，通过引入无 波分设 ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ—ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｌｉｐｌｅｘｉｎｇ）干ＩＪＣ『）Ｒ ｆ（Ｃｏｒｎｍｏｔ］Ｐｕｂｌｉｃ Ｒ ａｄｉｏ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ．迎川公 无线电接口）雎 缩技术，一定程艘卜解决ｒ前传 络光纤 资源 耗过多的Ｉ １ Ｊ题 继Ｊｆｒ ， ２（）１５ 争 ２０１６｛｛ ＩＩ，Ｉ １ １ 移动 ・ 忖ｎ１］内发起 ｒ多 的Ｃ—Ｒ ＡＮ 验 ｌ：ｆｌｚ。 迎过 ；址、 苏、安徽３竹ｌ，ｌ勺舰横部 干【】ｋ则运 验 ，Ｉ…｛ 移动小仪 口Ｊ Ｊ ｒＣ—ＲＡＮ纰 方式 综合成水、 线协 ｆｌ（ｔ抗ｔ扰、降低能耗等 优势ｌＩ门 ， 也川Ｕ Ｊ ｒＣ—Ｒ ＡＮ采川＿尢泺ｗＤＭ（彩光） 传输 ‘案ｎ勺１（）岛 ｉ以卜的小舰棋 ＩＩ１，降低 ｒ时机房的凸 、空ｎ『Ｊ、ｒＩＪ 靠性等要求， 通过Ｋ 运维． 运维难度、敝障术等部 米明 Ｉ ” 住２ｏ１ ５ ：Ｉ 移动的第旧 ｊ【Ｊ］’ＦＩ）一Ｉ ＴＦ建没指导意见巾，Ｉｔ，『 移动将 ｌ●ｌ■ｌ●Ｉ …一 ．．一 Ｐ／一 刚雷 ＼＼ ＣＰＲＩ 删 一 ４Ｇ 图１朗Ｕ功能拆分为ＣＵ／ＤＵ Ｆｒｏｎｔｈａｕｌ－Ｉ （１ ＲＲＵ ５Ｇ Ｃ—Ｒ ＡＮ作为优选建没方式在全 进￣Ｙ－ＩＩ 广 目前Ｃ—ＲＡＮ集中化在沿海多省已经 始＿ｒ全网的应用。 面向５Ｇ，集中与协作的再思考 迎过刈术米 线 的演进 求和 刚方式的分析，可以发观现ｌ删＃，ｊＢＢＵ奸ｉ： 蒋 Ｉ｝Ｊ部 舰棋，还 能完全？【ｉｌｉ足术米 网ｎ勺协作 莆求 ５Ｇ的ＵＤＮ场跗高晰纰 网需要ｆ 扰 调能力，高速移动场景义需 缩恕川户 换ＩＩ寸 ，减少竹令的流程Ｊｌ 销，这就 带 我们亟新对 ｝Ｊ化和协作化 的蹦 念进ｆ 考．、 ２０１ ５年中移动研究院对外发布了 ＮＧＦＩ的概念，引入前传网络的概念，将 ＢＢＵ功能 新匕Ｕ分。目前，这一概念被越 来越多的业界＿ｌｄ仁所认Ｌ１Ｊ‘，２ Ｄ１６年３ＧＰＰ 也１斤始了ＣＵ／ＤＵ的切分研究．． ３ＧＰＰ中，ＣＵ是集中单元的缩写， 在未来网络中扮演无线刚控制者和数 据的分发者的角色，可实现多连接、尤 缝移动性管理、频谱资源离效协调等能 力。有人会说这个ＣＵ是不足就足Ｒ ＮＣ 的翻版？ 这个答案在后而的标准化演进中会 逐步清晰。但这里，我们可以简要谈一谈 对ＣＵ的理解。ＣＵ与ＤＵ功能的切分以处 理内容的实时性进行区分，如 １所示． ＣＵ主要包括非实时的＿允线高 １办议栈功 能， ＤＵ主要处理物 层功能和寅时 ！ 需求的层２功能，目的３ＧＰＰＥＬ经ｆＩＪ】确切分 方案采Ｊ『Ｊ在ＰＤＣＰ／Ｒ ＬＣ之间进行切分。尢 线网架构的变化带来儿个趋势。 其一，支持双连接／多连接功能时， 以ＣＵ为锚点在多ＤＵ『｝ＩＪ进行的数据分 发，相比较以基站为铺点，减少了数 二次分发的往返数据 ＋易 规划传送 网带宽。其二，而向未来４Ｇ演进，ｃｕＮ 成为４Ｇ和５Ｇ的公共铺点，町隔离不川 制式，实现数据的跨制式分发。当４Ｇ与 ５Ｇ网络覆盖能力不同时，利用ＣＵ＿Ｊ实现 两代制式 的 口尤缝协作。处三，ＣＵ 与ＤＵ间的传输延迟可靠，则町 ＣＵ巾 引入快速ＲＲＭ的功能，实现多小区问、 多制式问的联合无线空口资源的快速分 配。因此， 新审视ＣＵ的功能要求，ｕ仃 两个重要的设计理念的需要。 一方面，支持片区的快速ＲＲＭ 从 网络控制管理的角度来看，引入ＣＵ足无 线网在５Ｇ场景下无线资源控制和管理的 一个选择。以往以小区为最小尢线资源箭 理单位的思路，仅能做到本小区 Ｉ内每 曲 曲Ｌｌ髓一
