中國三大運(yùn)營商全面步入4G時(shí)代,中國的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入了一個(gè)爆炸式增長(zhǎng)階段,僅以中國移動(dòng)為例,短短的2年時(shí)間,其4G用戶已突破3億,隨著大量用戶步入4G,更多數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將會(huì)持續(xù)刺激用戶流量增長(zhǎng),現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)如何應(yīng)對(duì)這種洪水般的流量沖擊,是運(yùn)營商需要重點(diǎn)關(guān)注的新挑戰(zhàn)。
面對(duì)這種挑戰(zhàn),從2014年起,華為開始積極研究5G關(guān)鍵技術(shù)在4G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用可能,3D- MIMO技術(shù)方案應(yīng)運(yùn)而生。
3D-MIMO技術(shù)是采用類似相控陣?yán)走_(dá)的一種大規(guī)模天線矩陣技術(shù),發(fā)揮中國移動(dòng)TDD多天線能力,借助大規(guī)模天線矩陣,發(fā)揮更加優(yōu)異的波束賦型能力,更強(qiáng)的多流能力,通過將賦型維度從二維擴(kuò)展到三維,從而提升網(wǎng)絡(luò)頻譜效率5-8倍,為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)對(duì)用戶流量激增提供了能力保障。
由于3D-MIMO技術(shù)借助大規(guī)模的天線矩陣能力,隨著天線通道數(shù)量的增加,基帶算法的復(fù)雜度呈指數(shù)上升,在天線通道數(shù)提升到64T64R的條件下,對(duì)基帶能力消耗相對(duì)8T8R產(chǎn)品將會(huì)提升15倍以上,因此,可持續(xù)擴(kuò)展的基帶能力,將會(huì)是3D-MIMO性能有效達(dá)成的關(guān)鍵。華為3D-MIMO解決方案采用了基于分布式基站架構(gòu)基礎(chǔ)上的AAU+BBU松耦合的設(shè)備架構(gòu)方案,一方面,可以發(fā)揮3D-MIMO天面能力,持續(xù)提升網(wǎng)絡(luò)性能打好基礎(chǔ),確保3D-MIMO天面建設(shè)的一次到位和功能穩(wěn)定,減少進(jìn)站和上塔改造設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn);另一方面,松耦合方案在工程建設(shè),網(wǎng)絡(luò)維護(hù)方面,可以有效繼承傳統(tǒng)宏站建設(shè)的優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn),可以重用現(xiàn)網(wǎng)光纖和機(jī)房資源,保持網(wǎng)絡(luò)維護(hù)體驗(yàn)一致性;并為未來CloudBB集中化部署、5G的平滑演進(jìn)完成平臺(tái)能力的構(gòu)建。
圖1:華為3D-MIMO AAU+BBU松耦合組網(wǎng)方案
AAU+BBU松耦合方案是發(fā)揮3D-MIMO天面優(yōu)勢(shì),持續(xù)提升網(wǎng)絡(luò)性能能力的基礎(chǔ)
基帶能力強(qiáng),擴(kuò)展空間大,性能算法更優(yōu)異:3D-MIMO的高性能增益不僅有賴于高性能的多天線系統(tǒng),也依賴于高性能的多用戶空分復(fù)用算法,而隨著復(fù)用流數(shù)性能的提升,基帶算法復(fù)雜度呈現(xiàn)指數(shù)上升趨勢(shì),一方面,華為憑借領(lǐng)先業(yè)界的基帶芯片架構(gòu)設(shè)計(jì)、自研DSP核心和基于最新的半導(dǎo)體工藝技術(shù),提供業(yè)界集成度最高,性能最優(yōu)的基帶SoC芯片來確;鶐ё陨砟芰Φ娜骖I(lǐng)先,另一方面,采用松耦合的方案可以根據(jù)性能提升訴求,靈活增補(bǔ)和持續(xù)升級(jí)基帶單板,從而有效突破基帶處理瓶頸。
更易于實(shí)現(xiàn)站內(nèi)協(xié)同能力:AAU+BBU松耦合組網(wǎng),站內(nèi)三個(gè)扇區(qū)共享一個(gè)BBU,從而可以輕松實(shí)現(xiàn)站內(nèi)三扇區(qū)間的干擾協(xié)同(CoMP)和CA的算法能力,并具備跨頻段,站內(nèi)、站間的干擾協(xié)同演進(jìn)、基帶池資源共享的潛力。
基帶擴(kuò)容更容易:基帶芯片的演進(jìn)是符合摩爾定律,性能每?jī)赡攴环捎梅蛛x架構(gòu),BBU通過多插卡方式擴(kuò)容升級(jí)更便利,無需登塔等天面操作,也不會(huì)因?yàn)楦鼡Q基帶模塊帶來可靠性、防水等潛在風(fēng)險(xiǎn)
AAU+BBU松耦合方案更易實(shí)施部署,有效繼承傳統(tǒng)工程維護(hù)經(jīng)驗(yàn)
體積、重量最小化,更易部署:采用AAU+BBU松耦合方案后,天面單元主要由天線+中射頻有源陣列組成,其模塊體積、重量將會(huì)進(jìn)一步降低,更小的重量和體積使得工程部署更加便利。
演進(jìn)更易,質(zhì)量更高:在實(shí)際演進(jìn)部署中,松耦合方案通過更換原站點(diǎn)天面實(shí)現(xiàn)安裝,在完成天面部署后,后續(xù)版本升級(jí)及能力提升操作均在BBU側(cè)進(jìn)行,無需對(duì)天面進(jìn)行操作,有效降低傳統(tǒng)天面操作過多帶來的站點(diǎn)及工程質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。
AAU+BBU松耦合方案構(gòu)筑未來5G平滑演進(jìn)能力
站點(diǎn)天面可以保持不變,BBU側(cè)支持協(xié)議持續(xù)升級(jí)滿足4G+ 需求,即使基帶調(diào)制方案、多址接入方案發(fā)生變化,仍然可以通過基帶板升級(jí)向5G平滑演進(jìn)。
基于上述原因,AAU+BBU松耦合方案不僅是3D-MIMO作為4G+關(guān)鍵特性成功走向商用的關(guān)鍵,也是3D-MIMO持續(xù)面向5G演進(jìn)的技術(shù)基礎(chǔ)。