5G來襲 解析高密度無線系統(tǒng)的前傳方案

無線通信的LTE時代已全面開啟。隨著5G逐漸走近，單個基站的帶寬將會大幅增加，基站部署密度加大，現(xiàn)有的基站建網(wǎng)方式已顯現(xiàn)出一些問題。如基站選址困難、機(jī)房成本高、基站資源利用率低、維護(hù)工作量大等。

隨著BBU與RRU分離以及RRU拉遠(yuǎn)技術(shù)的逐漸成熟，未來5G也必將采用BBU集中部署的方案，現(xiàn)有的光纖直連承載前傳方案不再適用，因此對于未來5G的超高密度無線網(wǎng)絡(luò)，集中部署的前傳承載成為研究的重點(diǎn)。

BBU集中部署的主要優(yōu)勢

BBU集中到局站主要的優(yōu)勢包括：

1、節(jié)省建設(shè)投資：BBU集中放置可以減少基帶硬件設(shè)備的數(shù)量，降低設(shè)備費(fèi)用；同時無需新建基站機(jī)房與相關(guān)配套設(shè)施，可充分利用現(xiàn)有局站機(jī)房內(nèi)的空間、電源和空調(diào)等資源，大大節(jié)省機(jī)房和配套設(shè)施投資。

2、減少運(yùn)維成本：BBU設(shè)備集中安裝，減少了無線、承載專業(yè)的維護(hù)工作量；BBU集中部署，提高了電源供給的效率，利于節(jié)能減排；GPS設(shè)備亦可實現(xiàn)共享和集中，降低建設(shè)和維護(hù)成本。

3、實現(xiàn)快速建網(wǎng)：RRU完全室外型設(shè)計，直接引入市電并安裝室外一體化電源箱，即可滿足建設(shè)要求，大大降低了基站選址和建設(shè)難度，同時提升了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)速度。原先基站尋址新建或租賃一個無線基站，需要通過土建（租賃不需要）、裝修、電源空調(diào)及主設(shè)備采購建設(shè)安裝等流程環(huán)節(jié)，采用BBU集中方式后將大幅縮短基站的建站周期。

4、無線網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量提升：未來BBU基帶池化，可實現(xiàn)多個無線站點(diǎn)基帶資源共享，有效地應(yīng)對話務(wù)潮汐效應(yīng)，根據(jù)話務(wù)動態(tài)變化，靈活配置基帶資源，提高了資源利用率；可消除RRU邊緣的干擾，便于提升密集區(qū)域的切換性能，減少掉線；可實現(xiàn)站內(nèi)的載波聚合，以提高速率；可實現(xiàn)站間CoMP（多點(diǎn)協(xié)同），以提高站間邊緣速率。

在以上優(yōu)勢中，BBU集中的成本優(yōu)勢是最直觀且可以在短期內(nèi)看到成效的。根據(jù)國內(nèi)運(yùn)營商的測算，平均每宏基站可減少18．46萬元投資，按5000個站的規(guī)模計算，累計可省9．23億元，每年還可節(jié)省運(yùn)營成本（主要是基站機(jī)房租賃和維護(hù)成本）1．62億元。

前傳承載的接口

BBU集中后，移動承載網(wǎng)的結(jié)構(gòu)將發(fā)生較大的變化，新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 BBU集中后的移動承載網(wǎng)結(jié)構(gòu)

移動承載被分為了移動前傳和移動回傳兩個部分，前傳是指基站RRU到BBU之間的網(wǎng)絡(luò)，回傳是指BBU到S－GW／MME之間的網(wǎng)絡(luò)。

前傳方面，CPRI接口獲得了更多主流設(shè)備廠商的支持，且定義了滿足LTE需求的更高速率，因此，CPRI接口成為國內(nèi)主流，被廣泛采用。

CPRI（Common Public Radio Interface，公共無線接口規(guī)范）可用于各種無線網(wǎng)絡(luò)制式（GSM、cdma2000、LTE等），目前已發(fā)布到7．0版本，速率達(dá)到了25Gbit／s。CPRI鏈路應(yīng)用于REC（Radio Equipment Control，即LTE制式中的BBU）和RE（Radio Equipment，即LTE制式中的RRU）之間。

由于CPRI采用射頻模擬信號采樣數(shù)字化，帶寬需求比業(yè)務(wù)帶寬增加數(shù)十倍，對于4G系統(tǒng)，在20M載波配置下，一個3載波的RRU型基站的承載帶寬需求為：

FDD LTE：3×2．5Gbit／s（2T2R），3×4．9Gbit／s （2T4R）

TD－LTE ：3×4．9Gbit／s （4T4R），3×9．8Gbit／s （8T8R）

為了保證RRU與BBU之間的數(shù)據(jù)可以正常傳遞、其性能可以滿足基站應(yīng)用要求，CPRI對同步、時延精度、鏈路質(zhì)量、告警等物理層指標(biāo)進(jìn)行了規(guī)定，對于目前的4G系統(tǒng)，主要包括：

表 1 CPRI主要物理層指標(biāo)

帶寬需求、物理指標(biāo)要求等是運(yùn)營商評價前傳技術(shù)方案是否可行的重要依據(jù)。