基于C-RAN的5G无线接入网架构

2018-03-20邓文慧

数字通信世界 2018年7期

邓文慧

（山东省邮电规划设计院有限公司，济南 250000）

1 引言

众所周知，随着连接到网络设备的数量不断增加，在集中于无线蜂窝宽带的4G网络暴露出的问题日渐突出。就当前形势来看，用户只可以在极其低端的频谱上共享有限宽带，这给用户的体验带来了极大的阻碍效果。一个集宽带视频和数据，物联网和工业无线蜂窝互联网的三合一5G网络的出现，就能改变这种现状，就能给用户带来更完美的运行效果，更舒服的游戏体验。基于C-RAN设计出的5G无线接入网能使用户体验到真正的便捷与无处不在的优异的网络连接。

2 基于C-RAN 5G对网络的需求

2G时代，大多数为电脑和电脑的连接；3G/4G时代，开始向人与人之间的连接转变；5G的到来，让所有的东西都有了联系，不管是人与人之间还是人与物之间；无论是摩天大楼还是地下通道5G把这些东西结合在一起。这不仅会影响人们现在4G模式下的生活方式，还会使我们生产方式产生翻天覆地的变化。5G将提供在覆盖范围、容量和移动性方面的统一体验，例如让整个网络保持始终如一的高数据速率。5G技术下的设备也将不仅仅是终端而已，它将成为包括多跳通信在内的新型5G无线技术网络的重要组成部分，未来5G会让用户的连接变得更加可靠而且延迟也会慢慢消失。不仅如此，它的运营也会变得更加高效还能降低数据传输成本和能源损耗。所以人们对5G网络出现的期待程度越来越高，基于C-RAN 5G对网络一方面主要是高频谱效率需求，全球范围内许多运营商已经关闭了2G网络，这就预示着2G通信正在慢慢退出历史舞台，由于用户对4G网络的使用量不断增长，各种直播、软件对网络的要求越来越高，4G网络越来越承载不了这样的容量，延迟越来越高。此外，4G能接受的网络连接量与吞吐量较小，视频的播放量、游戏直播对网络的要求在逐步提高。所以，为了满足用户的通信需求，5G网络就需要更高的频谱效率参数、用户峰值、可靠性、兼容性和更低的时延参数等。

另一方面，基于C-RAN的5G网络对容量的要求也很大，越来越多的人感受到4G已经达不到我们浏览手机页面的快速预期了，从2G到4G，移动网络之所以不断更新、网络运行速度不断强化、延迟不断降低，是因为它一直没有达到人们所期待的水平，网速没有达到真正流畅的效果。而5G网络大容量应用涉及到物联网、智慧城市、智慧家居、智慧电网、智能放牧、物流实时追踪等领域，不仅能满足用户的需求，还能让用户体验更多更新的东西。

3 基于C-RAN下5G无线接入网的关键技术

总体分析下来，基于C-RAN下5G无线接入网的关键技术主要是网络虚拟化。然而在网络虚拟化中，首先最受重视的应该是服务器虚拟化，它对一些特殊的网络进行虚拟，能让信号在通信过程中减少差错，把延时性降到最低。其次，网络覆盖也要虚拟化，在网络的运行中，现在的通信水平还一般，仅仅实现小区虚拟化，还达不到真正的效果。网络虚拟化技术不仅对5G无线接入网的配置资源有很大的提升作用，还能降低5G网络的运营成本。网络虚拟化可以为我们用户的体验带来特别多的好处，能最大限度的使网络变的流畅、市场上会出现配置更好的东西、能带来更好的游戏体验等。虚拟化后的很多设施都会为运营商带来更多、更便利的运营手段，会大大的提高对资源的利用效果。随着虚拟网络的演进和发展，可以把多个数据按需分配，运营商也可以对不同的网络进行针对性的开发及运用。提高对不同网络之间的控制从而优化系统性能。这种技术的应用，对5G网络技术运营成本有大幅度降低的作用。还能实现通信业务差错率、时延敏感度的网络资源配置。除此之外，还有超密集网络关键技术，我国移动通信产业经历了2G时代的追赶、3G时代的实质性突破、4G时代的并行发展历程，无线网络架构作为5G时代基础性技术之一，能否运用超密集网络关键技术是5G能否成功组网的关键。在超密集网络中怎样安排超密集网络资源、运营商如何进行网络管理成了我们现在发展的社会中比较棘手的问题。

4 基于C-RAN的5G无线接入网架构

基于C-RAN的5G无线接入网构对于其他的结构而言有很多优点。但是过于集中的控制网络运行环境和对用户用网的限制，这样不利于网络的自适应能力增强。应该采用新型无线接入网构架，达到降低运营成本、宽带运行速度更快以及普及率更高的效果。及时出现网络需求量增高、负荷增加和覆盖量变大，网络也有自适应能力。C-RAN技术的利用大大降低了推广5G网络的运营成本。然而，在C-RAN下的5G无线接入网架结构主要是部署RRU。RRU的工作原理是：基带信号下行经变频、滤波，经过射频滤波、经线性功率放大器后通过发送滤波传至终端。上行将收到的移动终端上行信号进滤波、低噪声放大、进一步的射频小信号放大滤波和下变频，然后完成模数转换和数字中频处理等。提高对RRU的部署，不仅能大大提供用户对通信需求的满意程度，还能使5G无线接入网架构带来智能性。一方面，对RRU技术的运用，能省去相对于一般建网方式中建造机房的一大笔开支。还能降低传输过程中的延时，大大的提升了传输过程中的效率。而RRU直接传送基带信号，时延不明显，提升了传送效率。