為尋求無線網絡的性能飛躍,業界寄望以異構網絡拓撲提升系統容量。由于頻譜資源緊張,LTE引入了同頻組網,但嚴重的干擾會大大降低小區邊緣性能,不僅影響運營商的資源利用效率,也降低了小區邊緣用戶體驗。
此外,4G階段引入了協同技術,無線性能對傳輸帶寬和時延較為敏感,在不同的傳輸條件或場景下差異巨大,如何達到傳輸性能和網絡性能的適配是個至關重要的問題。運營商現有傳輸網絡往往條件有限,而改造傳輸網耗時長且成本較高。
為幫助運營商應對以上種種挑戰,中興通訊憑借無線寬帶領域的多年積累和創新,提出Cloud Radio創新方案,其多樣化的解決方案能有效適配復雜傳輸場景,智能的算法給用戶帶來更優的體驗。
Cloud Radio方案
Cloud Radio是一系列網絡優化技術的集合,可針對不同傳輸場景提供最佳無線通信性能,有效消除小區之間在時間、空間、頻率三個維度上的干擾,包括層1、層2及組網技術,既可應用于同構網絡也可應用于異構網。Cloud指eNode B之間的橫向數據連接,具體有兩種可能的物理拓撲:Mesh和星形,由于本技術以大量橫向連接(Cloud)為主要技術手段,目標是提升無線通信(Radio)的性能,所以叫做Cloud Radio。
Cloud Radio是中興通訊基于現有SDR多模無線平臺及C-RAN架構,創新推出的下一代無線網絡方案,主要由云調度(Cloud Scheduler)、云協同(Cloud Coordination)兩部分組成(見圖)。其中,云調度實現網絡資源的統一調度,打破原有基站各自為政的局面,基于用戶分布、業務、流量、小區干擾等具體需求,實現資源的實時云化調度及分配;云協同是創新的云協同技術集,能實現全網無縫、無邊界協同,并通過多級協作技術,有效提升增益,進而提升用戶體驗。
Cloud Radio關鍵技術
中興通訊Cloud Radio方案包含20多項創新技術,適用于宏宏、宏微、宏宏+微站等多種組網場景,動態適配任何IP承載條件,并最大限度地將有線承載的帶寬轉換為無線接入網絡的性能。
● 增強型接口X1與X2+:兼容3GPP接口,適用于多種基站類型,分為X1接口(基站與中心調度器之間的接口,僅存在于控制面)與X2+接口(基站之間的接口)。X2+接口增強了基站間的協作。
● 云調度器:實現網絡資源的統一調度,將協作小區集合中各小區的時、頻、空間、功率資源統一分配,在決策的一致性、全局有效性以及波及范圍可控等方面更有優勢。云調度器可顯著降低小區間干擾、改善小區吞吐量,尤其在業務繁忙時可增加30%的小區邊緣吞吐量,且適用于各種backhaul類型與HetNet場景。
● Lite Coordination技術:多種Lite Coordination技術在提升系統性能的同時降低了對傳輸的要求,其中Soft Combine Lite采用ARQ重傳概率降為10%的方案,可有效降低10倍傳輸延遲需求;Cloud IRC能有效抑制上行干擾信號,大大提高上行信號接收質量,在降低軟符號數據吞吐量千倍的情況下,尚能保持一半的性能;JT-Lite、CS/CB/NF Lite僅引入1~N毫秒的延遲,便可減少延遲要求數10倍。
● Super Cell : 該方案中,多個相鄰的傳統小區組成一個超級小區,稱為Super Cell。位于Super Cell中的小區能夠像傳統小區一樣兼容無線傳輸方案,同時,小區級專用資源能夠在這些小區間共享,例如小區ID、主輔同步信號、跳頻序列、加擾序列等。基于Super Cell技術,宏微和宏宏小區在CP(Cell Portion)內無邊界,宏宏/宏微小區間干擾協同性能進一步提升;對于干擾的抑制上,下行控制信道掉線率(outage)下降明顯;且Super Cell結合Inter-CP SDMA技術后,容量沒有明顯下降。
● P-Bridge 解決方案:通過專利的CPRI壓縮技術擺脫光纖資源的限制,重用已有的以太網電纜進行pico RRU的靈活部署;通過光電轉換模塊實現10Gbps光纖到GE電纜的轉換,一個P-Bridge模塊可以帶多個pico RRU。P-Bridge轉換器可以直接為遠端pico RRU供電,使pico RRU的部署更為簡便。中興通訊的P-Bridge方案中,采用以太網幀格式進行數據封裝,因而可以通過以太網交換機進行靈活的路由和距離擴展,使pico RRU的部署位置更為靈活。
Cloud Radio核心價值
Cloud Radio無線網絡性能加速方案,可以打破傳統有線承載網絡適配無線接入網絡要求的現狀,實現“有線”和“無線”帶寬的靈活置換,從而以最低的網絡升級成本,為運營商帶來明顯的網絡性能提升,是4G無線寬帶接入時代運營商最佳的方案選擇。
多樣化適配:Cloud Radio能適配運營商現有的不同傳輸條件以獲得最優網絡性能。當運營商的傳輸網絡進行升級時,基于中興通訊SDR平臺的Cloud Radio能以不更換硬件只升級軟件的形式進行平滑演進,從而適配新的傳輸場景,實現最優性能。
無縫無邊界協作: 通過領先的多級協作技術,Cloud Radio能夠大幅提升邊緣用戶性能,尤其是邊緣網絡的頻譜效率和增益,不僅網絡性能得到有效改善,用戶體驗更有大幅提升。
目前,中國、日本、印度等多家運營商已先后利用ZTE Cloud Radio部署網絡并從中受益。在不久的將來,ZTE Cloud Radio方案將會幫助更多的運營商提升其無線網絡。我們相信,ZTE Cloud Radio將引領未來無線網絡發展方向。(向際鷹博士,中興通訊無線技術總工程師,曾作為技術負責人研制中興通訊全IP基站平臺、SDR(軟件無線電)基站,提出Cloud Radio技術,對多種無線制式的基帶、射頻和系統架構有較深研究。)