應(yīng)對RAN“大爆炸”及其持續(xù)擴張的解決之道

作者：張煒博士，比科奇微電子（杭州）有限公司業(yè)務(wù)拓展總監(jiān)

無線接入網(wǎng)（RAN）的多元化供應(yīng)需求是通信業(yè)界持續(xù)升溫的話題。向更開放的分布式RAN架構(gòu)的轉(zhuǎn)變，在網(wǎng)絡(luò)單元之間形成標準化的、可互操作的接口（諸如Small Cell Forum的nFAPI和O-RAN Alliance的Open Fronthaul），可以為每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點提供最佳的設(shè)備選擇。并且這種架構(gòu)性方法在實際網(wǎng)絡(luò)部署中表現(xiàn)出的靈活性，足以應(yīng)對現(xiàn)實環(huán)境中的各種挑戰(zhàn)。

在過去的40年中，蜂窩網(wǎng)絡(luò)對無線接入網(wǎng)的需求呈現(xiàn)出了驚人的增長，同時為滿足這些需求而提供的資源也在不斷增加。

這個RAN的“大爆炸”始于人們尋求一種無線通信服務(wù)（語音）和一個蜂窩網(wǎng)絡(luò)（宏基站）以及解決隨之而來的無線電環(huán)境挑戰(zhàn)。因此產(chǎn)生了一種標準（TACS/NMT/AMPS），一個占據(jù)特定頻點（通常為900MHz）和信道帶寬（例如25kHz）的無線網(wǎng)絡(luò)。

隨之，需求來源和解決方案都以非比尋常的速度增長著（或“熵”或無序程度的增加）。在用戶數(shù)及服務(wù)類型數(shù)的雙重推動下，對RAN的流量需求和多樣性需求隨著時間的推移呈指數(shù)級增長。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，移動運營商使用了一系列令人眼花繚亂的頻段，設(shè)計了五代越來越復(fù)雜的蜂窩無線通信標準，以實現(xiàn)在多樣化帶寬的信道上提供可靠服務(wù)，并最終在不同網(wǎng)絡(luò)、不同的國家/地區(qū)上支持這些信道、頻段和標準的各種組合方式。

即使有了標準演進提供的新工具和可用的新頻譜，RAN的物理實施方式也必須比“大爆炸”的早期階段更符合環(huán)境需求，以最大限度地擴大覆蓋范圍和容量。

如果您打開衛(wèi)星成像的地圖App，放大一個密集的城市中心，您將會看到各種各樣的建筑和環(huán)境。當您向北、向南、向東或向西滑動屏幕時，您會發(fā)現(xiàn)辦公室、商場、體育場、公園、公共交通基礎(chǔ)設(shè)施等。當您縮小范圍時，您將會看到這些環(huán)境在密集的城市、市區(qū)、郊區(qū)和農(nóng)村地區(qū)之間的變化。您甚至?xí)吹较嗤愋铜h(huán)境之間的差異。

這種豐富多樣的場景需要有多元化的RAN架構(gòu)選項與之匹配，以便在網(wǎng)絡(luò)成本、性能和基本部署能力方面有效地應(yīng)對各種挑戰(zhàn)。然而，如果沒有優(yōu)化的芯片來滿足高性能5G NR網(wǎng)絡(luò)的處理和傳輸需求以及足夠的靈活性來滿足各種應(yīng)用場景，就無法滿足目標網(wǎng)絡(luò)單元的成本和功耗目標。

小基站在應(yīng)對許多容量和覆蓋部署挑戰(zhàn)中處于領(lǐng)先地位，以盡可能將天線部署在最有利的位置，同時利用可用的前傳和后傳技術(shù)來最有效地使用這些天線。RAN的分布式架構(gòu)使小基站網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)具有足夠的靈活性來進行調(diào)整，以滿足這些多種多樣的需求，而不是強制采用“一刀切”的方法。

當然，要使小基站能夠在這一新的運營模式變革中發(fā)揮作用，小基站的基礎(chǔ)架構(gòu)也要應(yīng)需而變。目前市場上有廠商推出了高性能FPGA+CPU的小基站基帶解決方案，它們已經(jīng)驗證了小基站可以發(fā)揮大功效，但是市場還需要更高的性能和更低的功耗，因此將小基站基帶處理甚至更多功能模塊集成到SoC中，才是更高效經(jīng)濟的模式，也是更有效地支持運營商實現(xiàn)RAN架構(gòu)多元化的基礎(chǔ)。

比科奇在去年年底推出了PC802 5G基帶SoC，目前已獲近二十家客戶采用，其中四家客戶已經(jīng)完成小基站產(chǎn)品設(shè)計并打通電話。從這些客戶的5G小基站產(chǎn)品定義和最終實現(xiàn)來看，其產(chǎn)品各有特點、各有所長，并可以滿足運營商在不同細分市場中的需求，進一步證明了小基站是推動RAN架構(gòu)多元化的重要力量。

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