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多流汇聚:未来无线网络演进的关键技术

时间:06-02 来源:华为 点击:

  随着无线网络的不断发展,多流汇聚(MSA,Multiple Stream Aggregation)通过采用多制式、多载波和多层网络的深度融合,可以带来500%的边缘吞吐量提升,真正实现无边界网络的理念,使用户无论处于网络的任何位置,都能够享受到高速稳定的数据接入服务,它将成为未来网络演进的关键技术。

  智能终端的普及以及移动宽带的迅猛发展,使移动数据业务呈现爆发式增长。业界预计,未来十年,全球移动数据业务量将以指数级增长,这将给当前网络带来前所未有的巨大冲击。

  当前网络所面临的挑战

  当前网络通常采用单层网络部署,即:不同的无线接入技术(RAT,Radio Access Technology),如GSM、UMTS、LTE和Wi-Fi等,分别进行独立部署和管理,且通过不同的核心网设备接入网络。用户在同一时刻只能与一种RAT中的单个节点进行数据传输,从而导致无线资源利用不充分,网络基础设施重复投资,网络容量无法进一步提升等问题。

  虽然HetNet是目前用于提升网络容量的一种典型应用场景,可是随着小站个数的逐渐增多,未来将出现越来越多的"小区边缘",使得频繁切换、切换失败率增加以及边缘用户的吞吐量降低等现象越来越突出,这些都对用户体验有所影响。因此,移动性、干扰、资源利用率等问题是当前网络所面临的主要挑战。

  移动性

  随着HetNet的密集部署,小站的个数逐渐增多,频繁切换以及乒乓切换等现象将不断涌现。一般情况下,由于小站天线的部署位置较低,导致小站和宏站的信号传播特性有所不同。随着距离的增加,宏站信号的衰减比较缓慢。小站部署后,虽然小站附近的信号强度明显提升,但是随着离小站距离的增加,信号会出现快速的衰减现象,严重时还将导致用户掉话。

  简言之,由于小站信道的快衰特性,以及引入小站所带来的干扰等因素,使得HetNet场景下的切换失败率普遍高于传统同构(仅部署宏站)场景下的切换失败率,尤其以用户从小站切换到宏站时更为明显。

  干扰如果小站部署在宏站的覆盖范围之内,因为受到宏站的同频干扰,所以小站的覆盖范围会出现明显的收缩现象,即:小站越靠近宏站,其覆盖范围越小。例如,小站如果部署在宏站的边缘,其覆盖范围可以达到100m以上;而小站如果部署在宏站的中心,则其覆盖范围仅可以达到几十米甚至十几米。此外,因为同频干扰的存在,也会使得用户的吞吐量明显下降。

  资源利用率

  一般而言,在不同的时间和地理位置,宏站和小站之间总是存在不同业务需求的差异。在传统HetNet场景下,不同站点之间无法进行资源共享,从而导致资源利用不充分,不同站点下的用户体验也有所不同。

  宏站因为其覆盖范围大,能够吸附更多的用户,因此,一般而言宏站的负载可能较重,这将导致宏站内用户的吞吐量较低,尤其是宏站的边缘用户,因为距离宏站较远,同时又受到同频小站的干扰,其用户吞吐量就更低。而对小站而言,因为受到覆盖范围的约束,导致其吸附的用户个数不多,负载较轻,所以小站内用户的吞吐量较高。因此,宏站和小站下的用户感受明显不一致。

  未来无线网络演进的关键技术——MSA

  随着无线网络的不断发展,MSA通过采用多制式、多载波和多层网络的深度融合,可以较好地解决当前网络所面临的移动性支持待提升、干扰问题突出和资源利用率不高等问题,从而极大地提升边缘吞吐量,真正实现无边界网络的理念。

  未来无线网络通过采用网络分层和MSA的完美结合,可以使用户无论处于网络的任何位置,都能够享受到高速稳定的数据接入服务,实现超宽带、零等待和无处不在的连接,从而带来高速、高质量以及简单自由分享的业务体验。其中,网络分层是指多层的网络架构,包括Host Layer和Boosting Layer,如图1所示。Host Layer主要用于确保网络覆盖,通过建立Host link来为用户提供信令和数据的传输,提供无处不在的连接,保证可靠的基本用户体验;Boosting Layer主要用于提升网络容量,通过建立Boosting link来为用户提供数据的传输,达到最佳的用户体验。而MSA是有机聚合Host Layer和Boosting Layer的关键技术,通过多个节点为用户提供多流汇聚,进一步提升了用户感受和网络容量,该技术已经被业界广泛认可,并从3GPP R10版本开始逐步被支持,成为当前标准讨论的热点。

  RAN侧的网络实体,如BBU pool或者SRC(Single Radio Controller),可作为MSA的集中控制节点,执行统一的控制功能,从而更好地实现网络分层、数据分流以及协调调度等。

  Host Layer:保证可靠的基本用户体验

Host Layer能够有效地解决

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