一种基于RAN架构无线接入网系统容量最大化的功率分配算法
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5G RAN无线接入网无线接入网(Radio Access Network),简称为RAN,是移动通信网络的重要组成部分。
它在整个移动通信网络中的位置和作用是连接无线部分和有线部分,也就是向下要连接我们的手机,向上要连接到核心网。
简单来说,无线接入网就是连接你手机的无线网络,是让你看视频、发朋友圈的关键,它存在于手机与核心网之间,是实现两者间通信连接的中间网络。
虽然4G无线网络已经为用户提供了前所未有的使用体验,但随着无人驾驶、物联网、超高清视频等差异化业务的出现,4G的无线接入能力已力不从心,与此同时,运营商也希望能够降低业务的成本、提高配送效率,业界对于网络服务的升级要求十分迫切。
因此,5G无线接入网在4G的基础上有二大颠覆升级。
一是基带单元(BBU)重构为CU和DU二是朝着虚拟化方向发展5G支持网络切片功能,运营商可以将物理网络切出多个虚拟网络,服务于不同的场景。
不同的场景需求千差万别,4G无线接入网结构无法照顾到每个场景的特殊需求,因此在5G无线接入网中,基带单元的功能将被拆分重构,为各个场景打造专属的无线接入服务。
如图中,5G网络被切片为各个不同的场景:智能手机切片、自动驾驶切片、增强型物联网切片等等。
传统的基站是由BBU、RRU和天线组成的。
其中基带单元BBU主要负责基带信号调制, 远端射频模块RRU主要负责射频处理。
虽然2G~4G无线接入网的结构不断在升级但这三个模块的功能分配基本没有变化。
而在5G无线接入网中,原本基带单元BBU的功能被重构成2个功能实体,CU和DU。
CU是中央单元,负责处理高层协议和非实时服务,在接入网内部则能够控制和协调多个小区;DU是分布式接入点,负责处理物理层协议和实时服务。
原本射频单元RRU和天线的功能合并在AAU中。
这样的网络部署有什么优势呢?第一:降低网络传输负担。
从功能上看,CU分割出来后,与核心网用户面下沉的部分,一起实现移动边缘计算。
这样网络的核心业务处理单元在地理位置上更靠近终端,能有效减少时延,也能减轻无线接入网和核心网之间的网络传输负担。
无线通信网络中的功率分配技术无线通信网络的广泛应用使得如何高效地利用有限的无线资源成为了一个重要的问题。
功率分配技术作为无线通信网络中的关键技术之一,对于提高通信质量、增加系统容量以及降低能量消耗至关重要。
本文将介绍无线通信网络中的功率分配技术及其在网络优化中的应用。
一、功率分配技术概述功率分配技术指的是将无线通信系统中的功率资源分配给各个用户设备或信道,以实现更高的通信质量和网络资源利用效率。
通过合理的功率分配,可以降低系统干扰、提高系统容量、延长设备续航时间等。
二、功率分配技术的分类1. 均衡功率分配技术均衡功率分配技术旨在确保网络中各个用户设备接收到的信号功率基本相等。
这种技术通常适用于覆盖范围较小、用户密度较低的场景,如无线局域网(WLAN)中的点对点通信。
通过均衡功率分配,可以避免某些用户设备由于信号弱而导致的通信质量下降问题。
2. 功率控制技术功率控制技术是一种动态调整用户设备发送功率的技术。
通过功率控制,可以根据用户设备所处的环境条件和信道状态,自适应地调整发送功率,以实现最佳的通信质量和能量消耗。
功率控制技术广泛应用于移动通信系统中,如GSM、CDMA等。
3. 功率分配和资源分配相结合在一些多用户的无线通信网络中,功率分配与资源分配是相互关联的。
通过合理地分配功率和资源,可以实现多用户之间的公平竞争和最佳系统性能。
例如,在LTE等蜂窝网络中,功率控制技术与子载波分配、调度算法等相结合,实现了高效的功率和资源分配。
三、功率分配技术的优势和挑战1. 优势(1)提高通信质量:通过合理地调整功率分配,可以降低系统干扰,提高用户设备的接收信号质量。
(2)增加系统容量:通过优化功率分配策略,可以提高系统容量,支持更多的用户设备同时进行通信。
(3)降低能量消耗:合理的功率分配可以降低用户设备的能量消耗,延长设备的续航时间。
2. 挑战(1)复杂性:功率分配涉及到多个因素的综合考虑,包括系统容量、干扰管理、用户数量等,因此功率分配算法的设计和实现非常复杂。
爱立信无线系统助力5G网络部署进一步简化!
爱立信正在通过为无线系统产品组合新增各类软硬件产品来扩展其端到端5G平台,从而进一步提升产品组合的敏捷性和速度,助力运营商部署5G网络。
无线接入网(RAN)计算
——灵活性更高的架构
爱立信正在推出无线接入网(RAN)计算产品组合,更好地满足运营商在部署无线接入网软硬件功能的过程中对高灵活性的需求。
RAN计算架构可以帮助运营商灵活地分配波束形成与无线电控制等RAN功能,由此对用例性能进行优化调整,同时降低总拥有成本。
RAN计算产品组合涵盖当前所有基带及四种全新RAN计算产品,其容量是当前基带容量的三倍。
两种全新RAN计算基带可以使运营商集中部署或在无线电基站部署RAN功能,另外两种全新RAN计算无线处理器可以使RAN功能部署在更加接近无线发射器的位置,从而增强移动宽带性能,获得超低延迟应用,同时减少站点足迹。
无线通信系统中的功率控制与功率分配随着移动通信技术的迅猛发展,无线通信系统的功率控制与功率分配变得越来越重要。
在无线通信中,合理的功率控制和功率分配可以提高通信质量、增加容量、延长终端电池寿命等,因此被广泛应用于无线通信系统中。
下面将详细介绍无线通信系统中的功率控制与功率分配,包括基本概念、步骤以及其重要性。
一、基本概念1. 功率控制:无线通信中,指调整发送信号的功率,使其在合适的范围内,以提高通信性能。
功率控制可以根据信道质量、噪声水平、干扰情况等因素进行调整。
2. 功率分配:无线通信中,指将系统资源合理地分配给不同的用户或服务,以满足其不同的需求。
功率分配可以根据用户的业务类型、信道状态、系统负载等因素进行调整。
二、功率控制步骤1. 信道质量测量:首先,无线系统需要对通信链路的信道质量进行测量,以了解当前通信环境的信道状况。
2. 功率调整算法:根据信道质量测量结果,系统会采用相应的功率调整算法来计算出最适合的发射功率。
常见的算法包括固定步长算法、自适应算法等。
3. 发射功率调整:根据计算得到的发射功率,无线终端或基站会相应地调整发送信号的功率,以达到合适的水平。
4. 信道质量反馈:无线终端或基站在发射信号后,会通过反馈机制将信道质量信息返回给发送端,以便进行功率调整的优化。
三、功率分配步骤1. 用户分类:首先,无线系统会根据不同的业务类型、优先级等对用户进行分类,以便进行不同程度的资源分配。
2. 资源分配算法:根据用户分类以及系统当前的负载情况,系统会采用相应的资源分配算法来计算每个用户所需要的资源量。
常见的算法包括最小接收功率算法、最大比特率算法等。
3. 资源分配控制:根据计算得到的资源分配方案,无线系统会将系统资源进行相应的分配,以满足用户的需求。
4. 资源管理与优化:无线系统还会根据实际情况进行资源的动态管理与优化,以适应系统负载的变化。
四、功率控制与功率分配的重要性1. 提高通信质量:通过合理的功率控制和功率分配,可以降低信道中的干扰,提高通信质量。
NG-RAN系统架构和部署问题NG-RAN系统是下一代无线接入网络的一种架构,它在5G技术的发展过程中扮演着重要的角色。
NG-RAN系统架构和部署问题是5G网络建设中需要重点解决的任务之一。
本文将从NG-RAN系统架构和部署问题的角度展开讨论,以期为相关领域的研究和实践提供参考和帮助。
NG-RAN系统是无线接入网络的一个重要组成部分,它与核心网相互配合,提供无线接入服务。
在NG-RAN系统中,有一些关键的架构问题需要解决,以确保系统的高效运行和稳定性。
1. 功能划分NG-RAN系统的功能划分是其架构设计的重要组成部分。
基站是NG-RAN系统的核心设备,它负责无线信号的发送和接收。
NG-RAN系统中还包括了一些辅助设备,如传输设备、接收设备等。
这些设备共同完成了无线接入网络的功能。
2. 架构设计NG-RAN系统的架构设计需要考虑到网络的扩展性、灵活性、可靠性等因素。
在网络规划和设计中,需要充分考虑到各种业务需求,确保系统可以满足不同场景下的需求。
3. 接口设计NG-RAN系统内部各个设备之间的接口设计是系统架构的关键点之一。
优秀的接口设计可以提升系统的稳定性和性能,减少系统的故障率和维护成本。
1. 网络规划在NG-RAN系统的部署中,网络规划是至关重要的一环。
合理的网络规划可以有效提升网络的覆盖范围和容量,降低网络的成本。
在网络规划中,需要充分考虑到地域特点、用户需求、业务类型等因素,综合考虑各种因素进行规划。
2. 设备选型NG-RAN系统的部署需要选择合适的设备,这关系到网络的性能和可靠性。
在设备选型中,需要充分考虑到设备的性能、功耗、成本等因素,以选择最适合的设备进行部署。
3. 集成测试NG-RAN系统的部署需要进行集成测试,以确保系统的各个部件可以正常工作。
集成测试需要充分考虑到设备之间的兼容性、系统性能等因素,确保系统的正常运行。
4. 调优优化NG-RAN系统的部署完毕后,还需要进行调优优化工作,以进一步提升网络的性能。
宽带通信系统中OFDM技术的性能改进与优化在宽带通信系统中,正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,简称OFDM)技术被广泛应用,是一种高效可靠的无线通信技术。
然而,随着通信技术的发展和需求的增加,OFDM技术的性能改进与优化变得尤为重要。
本文将探讨OFDM技术的性能改进与优化方法,包括信道估计、调制方案、子载波分配和功率分配等方面。
首先,信道估计是保证OFDM系统性能的重要环节。
OFDM系统中由于多径传播等因素引起的频率选择性衰落会导致子载波间的干扰增加和误码率的增加。
因此,准确估计信道将有助于在接收端校正信号失真,改善系统的性能。
常用的信道估计方法包括最小二乘法(Least Square,LS)估计、最小均方误差(Minimum Mean Square Error,MMSE)估计和基于导频的估计。
这些方法可以提高信道估计的准确性和系统的性能。
其次,OFDM系统的调制方案对性能改进有重要影响。
传统的OFDM系统使用的是相干调制,例如二进制相移键控(Binary Phase Shift Keying,BPSK)、四进制相移键控(Quadrature Phase Shift Keying,QPSK)等。
然而,随着需求的增加,非线性调制方案如星座图扩展调制(Constellation Expansion Modulation,CEM)被广泛研究和应用。
CEM通过增加星座点的数量来提高系统的传输速率和频谱效率,同时减小误码率。
因此,选择适合具体应用场景的调制方案可以显著改善OFDM系统的性能。
子载波分配也是提升OFDM系统性能的重要手段之一。
不同的子载波具有不同的信道质量和频谱效率,在分配子载波时应考虑信道衰落和干扰等因素。
一种常用的方法是基于频域的子载波分配算法,如加权最小平方误差(Weighted Minimum Mean Square Error,WMMSE)算法以及基于遗传算法或粒子群优化的子载波分配算法。
第16期2019年8月No.16 August,2019作者简介:周全材(1990— ),男,湖南长沙人,助理咨询师,学士;研究方向:5G 无线接入网。
摘 要:随着信息时代的飞速发展,5G 已逐步进入人们的生活,5G 网络可以实现系统容量更高、网络速度更快、运营效益更高的目标。
C-RAN 是一种集中式5G 架构,是5G 最理想的架构,但由于是完全集中的控制方式,自适应动态能力较差。
基于C-RAN 演进的5G 网络架构可解决这一缺点,且有降低运营成本、增加网络传输速度、降低数据传输延时等优点,非常符合运营商的需要。
文章对此进行了分析。
关键词:5G ;云计算;无线接入网;虚拟化基于C-RAN的5G无线接入网架构研究周全材,易 浩(中国移动通信集团设计院有限公司湖南分公司,湖南 长沙 410000)近年来,4G 网络发展迅速,大量的移动数据设备随之投入使用,导致蜂窝网流量负载正暴涨。
蜂窝式结构依然是4G 最普遍的无线接入方式,面对越来越严峻的庞大需求的挑战,即使采取正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing ,OFDM )、中继等增大系统容量的先进措施,也很难跟上增长量的步伐。
通信运营商迫切需要下一代移动网络实现系统容量更高、网络速度更快、运营效益更高的目标。
因此,本文提出一种基于云计算的无线接入网(Cloud-Radio Access Network ,C-RAN )架构的5G 无线接入网的可行方案。
1 基于C-RAN的5G无线接入网架构C-RAN 是一种集中式架构,有着低成本、高频谱、高带宽等显著优点。
但其完全集中的控制方式,也有着自身缺陷,无线链路自适应性能较弱,不能自适应动态变化,如用户行为、信道环境等。
主要原因是网络架构和组网方法的完全集中无法在实际系统下完成预定实时计算。
由于无线网络的用户行为、基站负载动态环境是时多变的,相对静止的计算端与多变的接入端无法实时适配,不仅不能达到资源的最大化利用,还会浪费回程链路开销,大大降低接入链路的利用率,导致网络接入性能降低[1]。
IP RAN网络解决方案概览华为技术有限公司目录1 RAN网络的历史演进 ..................................................................................................................... 1-11.1 RAN网络的发展 ................................................................................................................................................... 1-11.2 IP RAN网络概况 .................................................................................................................................................. 1-21.2.1 IP RAN网络的出现 .................................................................................................................................. 1-21.2.2 IP RAN网络的传送需求 ........................................................................................................................ 1-31.2.3 IP RAN网络的组网形式 ........................................................................................................................ 1-51.2.4 我司IP RAN网络的设备演进............................................................................................................. 1-82 IP RAN网络解决方案概况........................................................................................................ 2-112.1 我司IP RAN网络解决方案简介................................................................................................................ 2-113 无线业务需求与IP RAN网络规划设计.............................................................................. 3-143.1 概述.......................................................................................................................................................................... 3-143.2 无线业务需求 ...................................................................................................................................................... 3-153.2.1 业务QOS和可靠性............................................................................................................................... 3-163.2.2 流量模型..................................................................................................................................................... 3-183.2.3 业务带宽..................................................................................................................................................... 3-183.2.4 时间要求..................................................................................................................................................... 3-193.2.5 业务安全..................................................................................................................................................... 3-203.2.6 业务广覆盖................................................................................................................................................ 3-213.3 物理网络规划设计............................................................................................................................................. 3-213.3.1 设备选型..................................................................................................................................................... 3-213.3.2 物理拓扑设计 ........................................................................................................................................... 3-213.4 逻辑网络规划设计............................................................................................................................................. 3-233.4.1 设备/链路/逻辑通道的命名规范 ...................................................................................................... 3-233.4.2 带宽规划..................................................................................................................................................... 3-243.4.3 VLAN规划................................................................................................................................................. 3-25 3.4.4 IP规划.......................................................................................................................................................... 3-30 3.4.5 IGP路由规划............................................................................................................................................. 3-31 3.4.6 BGP路由规划 ........................................................................................................................................... 3-38 3.4.7 MPLS规划.................................................................................................................................................. 3-41 3.4.8 VPN规划..................................................................................................................................................... 3-45 3.4.9 可靠性规划................................................................................................................................................ 3-53 3.4.10 QOS规划.................................................................................................................................................. 3-63 3.4.11 时钟规划 .................................................................................................................................................. 3-69 3.4.12 OAM规划 ................................................................................................................................................ 3-77 3.4.13 网络DCN规划 ..................................................................................................................................... 3-791 RAN网络的历史演进1.1 RAN网络的发展移动承载网,又名RAN(Radio Access Network),指的是承载从基站到基站控制器之间网络流量的网络。
5G系统RAN架构解析之CU和DU的应用和功能切分方式(上)2017年世界移动通信展(MWC 2017)上,多家公司展示了Cloud RAN方案和架构,意味着未来5G系统中C-RAN将扮演重要角色。
纵观业界态势,运营商与多家设备商联合发布C-RAN白皮书,联合签订C-RAN无线云网络签署研究合作备忘录(MOU),都表示C-RAN 研究工作是5G标准和研发工作的重头戏。
2016年11月中国移动研究院联合国内外部分设备上和芯片厂商发布了“迈向5G C-RAN:需求、架构与挑战”白皮书。
其中写到,“面向5G,基于集中/分布单元CU/DU (Centralized Unit/Distributed Unit)的两级架构也已经被业界所认可,这一网络架构与无线云化的结合,构成了5G C-RAN的两个基本要素”。
由此可见,集中/分布单元CU/DU (Centralized Unit/Distributed Unit)架构是研究C-RAN的基础。
本文结合运营商的基本需求和3GPP讨论结果,来简单分析CU/DU架构的特点和实现方式。
1.CU和DU逻辑功能分离的需求目前,5G RAN架构考虑采用中央单元(CU)和分布单元(DU)独立部署的方式,以更好地满足各场景和应用的需求。
这在MWC’2017中国移动发布的“3.5GHz 5G系统样机技术指导建议”中以及2016/11发布的“迈向5G C-RAN:需求、架构与挑战”白皮书中都有所体现。
1.1中国移动对5G RAN架构的要求MWC’2017上,中国移动发布了“3.5GHz 5G系统样机技术指导建议”,其中对RAN 架构的要求如下。
“5G独立(standalone)部署时,gNB的逻辑体系采用CU(即中心单元)和DU(分布单元)分离模式。
基于协议栈功能的配置,CU-DU逻辑体系可以分为2种,即CU-DU分布架构和CU-DU融合架构(LTE eNB连接到EPC,NR gNB连接到5GC)”。