C-RAN带来无线移动通信的新机遇和挑战

结构。站址位置仅需天面，不依赖机房。以目前的技术手段，理论上10km范围内只要建设1个BBU机房，就可以实现对300km2区域的覆盖。

C-RAN的技术优势主要体现在如下几个方面：

（1）降低网络能耗

集中化方式可以极大地减少机房的数量，机房配套设施也相应减少，特别是空调等散热系统的减少，对网络节能降耗的作用特别明显。

通过对集中式基带池的物理和逻辑资源的集中化管理，可以达到资源的最优化运用，有效应对移动通信系统的潮汐效应；同时配合一些节能技术的应用，可在网络负荷较轻的情况下，关闭RRU和BBU的一些资源，达到省电的目的。

（2）降低运营商资本支出（CAPEX）和运维成本（OPEX）

根据运营商的统计，因勘站、土建和配套设施而产生的成本支出目前大致已占到每站点CAPEX的50%左右，站点租金和电费约占每站点OPEX的70%以上。近年来，房屋租赁价格和电价的持续上涨，造成运营企业的建设和运维成本大大增加。

C-RAN集中化结构将BBU集中于区域汇接机房，站址处只保留天面，可有效减少因站址机房建设和租赁、空调等附属设施耗电带来的成本的压力。

（3）负载均衡和干扰协调

基带资源集中化的一个好处是，网络可以根据较大范围的区域内无线业务负载的变化进行自适应的均衡处理，同时可以对大片区域内的无线资源进行联合调度和干扰协调，从而提高频谱利用率和网络容量。

4 C-RAN的关键技术

C-RAN由技术概念到实现，需要实现如下关键技术：

（1）低成本的光网络传输技术

在BBU和RRU之间传输的为高速的基带数字信号，基带数字信号的传输带宽要求主要由无线系统带宽、天线配置、信号采样速率决定。目前，TD-SCDMA单载波宏小区所需要的四倍采样速率下的基带数字信号传输带宽约为330Mbit/s，为Iub接口带宽的33~150倍。而20MHz的LTE系统，8×8 MIMO配置下的基带信号速率接近惊人的10Gbit/s。除此以外，工程上还必须考虑RRU的级联问题，级联级数越多，传输带宽将成倍增加。

基带数字信号传输还有较严格的传输延时、抖动和测量方面的要求。通常用户平面的数据往返时间不能超过5μs。时延校准方面，每条链路或多跳连接的往返时延测量精度应满足±16.276ns。

可靠性方面，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之间的传输链路应采用光纤环网保住，通过不同管道的主、备光纤，实现链路的实时备份。

C-RAN要实现低成本的光网络传输技术，因此BBU和RRU之间CPRI/Ir/OBRI接口的高速光模块的实现方案将成为影响这个系统经济性的重要环节。当前可行的部署方案有光纤直驱模式、WDM传输模式和基于UniPon的传输模式三种（见表1）。

表1 低成本光网络传输的三种可行方案

（2）基带池互联技术

集中化基带池互联技术需要建立一个高容量、低延迟的交换矩阵。如何实现交换矩阵中各BBU间的互联是基带池互联技术需要解决的首要问题。另一方面，还应控制技术实现的成本。目前有一种思路是采用分布式的光网络，将BBU合并成一个较大的基带池。

基带池互联技术还需要开发专用的系统协议支持多个BBU资源间的高速、低延迟调度、互通，实现业务负载的动态均衡。

（3）协作式无线信号处理技术

无线信号协作处理技术可以有效抑制蜂窝系统的小区间干扰，提高系统的频谱效率。目前，多点协作技术在学术界已进行了较为广泛的研究。多点协作算法需要在系统增益、回传链路的容量需求和调度复杂度之间做平衡。

在该技术研究中目前主要考虑两种方式：联合接收/发送，协作式调度/协作式波束赋形（见表2）。

表2 协作式无线信号处理技术

无线信号协作处理技术目前距离实际使用仍有一定差距，一些重要技术问题目前仍在3GPP中进行研究和讨论。要实现无线信号协作处理技术的实际运用，还要解决如下问题：

●如何实现高效的联合处理机制。

●下行链路信道状态信息的反馈机制。

●多小区用户配对和联合调度。

●多小区协作式无线资源和功率分配算法。

（4）基站虚拟化技术

基站虚拟化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。在网络的视角中，基站不再是一个个独立的物理实体，而是基带池中某一段或几段抽象的处理资源。网络根据实际的业务负载，动态地将基带池的某一部分资源分配给对应的小区。

计算平台实现方面主要有两种思路：信号处理器（DSP）方案和通用处理器（GPP）方案。

DSP方案是目前电信领域广泛使用的技术方案，特别是SoC架构的DSP出现以后，有效提高了基站基带单板的处理能力。厂家围绕DSP平台开发了大量的实时操作系统并已成熟应用，具备进一步开发基站虚拟化的基矗DSP主要问题在于后向兼容性差