C-RAN

无线接入网(RAN)是移动运营商赖以生存的重要资产。传统的无线接入网具有以下特点：

1. 每一个基站连接若干个固定数量的扇区天线，并覆盖小片区域，每个基站只能处理本小区收发信号；

2. 系统的容量是干扰受限，各个基站独立工作已经很难增加频谱效率；

3. 基站通常都是基于专有平台开发的“垂直解决方案”。

 

这些特点带来了以下挑战：

1. 数量巨大的基站意味着高额的建设投资、站址配套、站址租凭一己维护费用，更多的资本开支(CAPEX)和运营开支(OPEX)；

2. 现有的基站的实际利用率还很低，网络的平均负载一般来说大大低于忙时负载，而不同的基站之间不能共享处理能力，也很难提高频谱效率；

3. 专有的平台意味着移动运营商需要维护多个不兼容的平台，在扩容或者升级的时候也需要更高的成本。

为此中国移动通信研究院提出C-RAN架构，如图1:

图1 C-RAN架构

 

C-RAN架构主要包含三个组成部分：

1. 由远端射频单元(RRU)和天线组成的分布式网络；

2. 连接远端射频单元和基带单元(BBU)的高宽带低延迟的光传输网络；

3. 由高性能通用处理器和实时虚拟技术组成的集中式基带处理池。

 

C-RAN架构的优点：

1. 通过集中化的方式可以极大减少基站机房数量，减少配套设备特别是空调的能耗；

2. 远端无线射频单元到用户的距离由于高密度的射频单元配置而缩小，从而在不影响网络整体覆盖的前提下可以降低发射功率。低的发射功率意味着用户终端电池寿命的延长和无线接入网络功耗的降低；

3. 通过所有虚拟基站共享一个基带池，基带池中的处理资源可以动态调度以处理不同的RRU的基带信号，更适应移动通信系统中的潮汐效应，使得基带处理资源得到了最优利用，能耗自然降低。

 

与传统的分布式基站不同，C-RAN打破了远端射频单元(RRU)和基带单元(BBU)之间的固定连接关系。每个远端无线射频单元不属于任何一个基带单元实体。每个远端无线射频单元上发送或接收的信号的处理都是在一个虚拟的基带基站完成的，而这个虚拟基站的处理能力是由实时虚拟技术分配基带池中的部分处理器构成的。

 

在C-RAN架构中，基带处理单元的站址可以减少一到两个数量级。集中式的基带池和相关辅助设备可以放置在一些骨干中心机房内进行管理，简化运营管理。远端无线射频单元的数量在C-RAN中并没有减少，但是由于这些器件功能较少，体积和功耗都很小，使得这些器件可以容易地部署在有限的空间内，并不需要频繁的维护，只需要提供天线的供电系统。这样一来，可以加速运营网络建设的速度。