下一代蜂窝网络逐渐建成

是理想的解决方案。当存在大铁塔不能覆盖的阴影区域，或者某一区域需求特别高时，在其周围布上更小的小区——例如，围绕中心商务区，运动场，或者计算机网络等。很多小区能够满足需求，使其不会让临近的宏小区出现饱和。结果是异构射频网络，具有很多的宏小区、微小区以及微微小区(参见 图2) 。

图2. 网络拓扑成为异构的。

但是，Altera 战略市场经理 David Brubaker 解释说，问题是频率干扰。小基站互相交叠，还与临近的宏小区干扰。在拥塞的区域布置很多小区的结果是实际上减少了可用带宽。

业界建议了几种方案来克服干扰问题，但是这些解决方案要求采用最新的 3GPP 标准。一种可能是时域复用以便共享通道。但是当网络饱和时，这牺牲了吞吐量，此时您最需要的是带宽。另一种是可选功率，这样，每次连接只使用所需要的发送功率 — 不会导致与临近小区出现干扰。第三种可能是聚束，一个基站的多幅天线将其辐射能量直接聚集到移动设备上，而不是分散到某个象限中。后面两种方案需要进行快速闭环测量和控制，对于聚束的情形，则需要大量的计算资源。

Brubaker 建议，如果小区要在未来扮演一定的角色，必须要突破极高频带宽的限制。例如，在 3 GHz 以上，信号通过自由空间时会有很大的衰减，很难穿透固体物质。宏小区基站要为邻居提供服务时，这些属性就是难以解决的问题。但是，对于服务于建筑物某一楼层的微小区而言，这却是很好的隔离，不会影响其他临近的小区。

小区另一明显的问题是骨干网，基站和运营商中心站之间的连接。宏小区基站通过电信公司的 T1/E1 线路、专用微波链路或者光纤，连接至中心站。这些昂贵的私有连接并不适用于小基站。企业级小区可以通过电缆或者光纤连接至公网的接入路由器。毫微微小区会处于 WiFi 链路的末端，其集线器连接至 DSL 调制解调器。不难想象这样一种场景，这些 ad-hoc 连接不能提供足够的带宽来满足小区的需求。这些连接 — 实际上，涉及到互联网的任何连接，都会有不可预测的延时和可靠性问题。因此，它们与商用骨干网连接有很大的不同。

载波汇集

除了接入网提供足够的原始带宽这一问题之外，在为每一台移动设备提供足够的带宽方面还有很多其他难题。对于 GSM 服务，这并不是很大的问题：每一个连接都会有 200 kHz 的带宽。但是，LTE 规定每一移动设备要有 20 MHz 带宽，高级 LTE (LTE-A) 则要求每台设备有 100 MHz 带宽。

由于只有很少的频带能够提供 100 MHz 的带宽，特别是 700 MHz 附近的原始频带，因此，LTE-A 遇到的问题更大。所以，LTE-A 引入了更复杂的网络技术：载波汇集。这种技术将几个通道汇集在一起，为某一移动设备提供足够的带宽。

这种显而易见的方法将汇集临近的通道。手持式 RF 和基站电路要同时处理两个甚至更多的通道，但是载波频率至少是在相同的频带内。然而，工程师在开发 LTE-A 时感到，汇集临近的通道还不足以为非常拥挤区域的移动用户提供足够的带宽。临近的频率极有可能已经非常忙碌了，而某些其他频带可能还比较空闲，因此，LTE-A 支持带宽和基站的汇集。

例如，如果一个连接需要更大的带宽，但是目前的基站没有空余的通道，那么，网络控制层会分配来自其他与移动设备连接的基站的通道。即使最初的基站是宏小区铁塔，第二个基站是微小区，这种方法也能够工作。来自两个基站的通道会被用于向移动设备发送数据包。

显然，载波汇集所需要的协同工作给网络控制平面带来了压力。这种压力有利于促进无线网络结构的改变。

C-RAN

几年前，射频接入网设计人员开始连接某些点。他们注意到，基站硬件越来越昂贵，大部分基站在大部分时间内都没有充分利用起来。他们还注意到，基站的大部分运营成本来自散热或者检修车，而不是计算。他们注意到铁塔顶部的射频前端和地面数字引擎之间采用了同轴和光纤等连接。

由此产生了一种想法。为什么不把数字硬件机架从小区铁塔中拿出来，将其集中到一个大的城域数据中心呢？这样，控制平面实现了数字信号处理 (DSP) 电路板机架之间的负载均衡，从而减少了硬件。数据中心能够尽可能的覆盖整个城域网负载，而不用针对小区的峰值负载来建设每一个基站。集中散热和维护也会便宜很多。也不需要昂贵的微波或者光纤骨干网连接。铁塔上射频前端下来的光纤不会停在地面上，而是继续直接连接至数据中心。DSP 机架都在一个机房中，控制平面能够协调小区之间的工作，实现了非常低的延时。

这一方案，其名称是集中式射频接入网 (C-RAN)，如 图3 所示，很快就得到了很多支持。Forwa