系统架构与5G异构云无线入网关键技术
彭慕根，李勇，赵中原，王崇刚
摘 要
与第四代蜂窝系统相比，第五代无线通信系统的频谱和能源效率增长至少为10倍，区域吞吐量增长至少为25倍。为了实现这些目标，本文提出了一种H-CRAN作为高级无线接入网范例，利用云计算来实现集中式大规模协同处理，以抑制同信道干扰。综述了H-CRAN系统结构和关键技术领域的最新研究成果。特别地，节点C作为一个新的通信实体被定义为聚合现有的祖先基站，并作为基带单元池来管理所有被访问的远程电台。提出了与软件定义网络兼容的H-CRAN系统体系结构。总结了自适应大规模协同空间信号处理、协同无线电资源管理、网络功能虚拟化、自组织等关键技术的原理、性能增益和开放问题。并讨论了可能影响H-CRAN推广的前沿约束资源配置优化和能量获取方面的主要挑战。
目录
系统架构与5G异构云无线入网关键技术 1
彭慕根，李勇，赵中原，王崇刚 1
摘 要 1
引 言 2
5G C-RAN解决方案 4
5G HetNet解决方案 4
5G H-CRAN解决方案 4
C-RAN中的并行多单元协作处理 5
云无线网架构 5
作用与结构 5
应用架构和系统组件 6
H-CRAN的应用体系结构 6
H-CRAN的系统组成 6
前景广阔的关键技术 7
大规模协同空间信号处理（LS-CSSP） 8
大规模协作无线资源管理（LS-CRRM） 9
H-CRAN体系结构的网络功能虚拟化（NFV） 10
大规模自组织H-CRAN（LS-SON） 11
H-CRAN面临的挑战和开放性问题 11
H-CRAN中的能量采集 11
结 论 13
致 谢 14
参考文献 15
引 言
随着移动互联网和物联网的快速发展，对高速数据应用的需求，如高质量的无线视频流、社交网络和机器对机器的通信，近年来呈指数级增长。据预测，从2010年到2020年，典型西欧国家的每日移动通信流量将增长67倍，从186TB增至12540TB。到2025年，全球移动通信总量将达到351艾字节(EB)，比2020年增加174%。目前,蜂窝网络包括第一代(1G),第二代(2G),第三代(3G)和第四代(4G)远远不能满足巨大的流量增量和高能源效率(EE)，因为大部分力量被一个基站(BS)是用来克服路径损耗，进而导致干扰其他用户。第五代(5G)系统将于2020年开始部署，预计将提供大约1000倍的无线区域容量，与目前的4G系统相比，每项服务节省高达90%的能源消耗。在密集的城市环境中，超过1000个区域的光谱容量，连接设备的10倍的电池寿命，5倍的端到端(E2E)延迟预计将在5G系统中实现。新的5G空中接口和频谱应该与长期演进(LTE)和WiFi结合起来，提供普遍的高速率覆盖和无缝的用户体验[2]。
为了在5G系统中实现这些目标，先进的无线接入技术和全互联网协议(IP)开放的互联网架构应该从4G系统[3]平稳发展。准确地说，基带和射频(RF)方面的新突破需要实现计算密集型操作，并适应5G系统中的新空中接口。为了满足物理层大规模协同信号处理等新解决方案的复杂要求，需要进行大量的、先进的基带计算。同时，需要在集成访问节点和异构收敛方面有新的突破，才能使超密无线电节点高效工作。即插即用功能对于商业部署至关重要，在这种情况下，可用的光谱资源应该得到分配，相应的参数应该是自组织的。此外，这些软件定义的空中接口技术应该无缝集成到5G无线接入网(RAN)架构中。基于云计算的无线电访问基础设施将提供随需应变的资源处理、延迟感知存储和高网络容量。
