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lightRadio开启云基站大门

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来源: 作者: 2019-03-13 13:36:20

2011年2月7日,阿尔卡特朗讯全球正式发布革命性、颠覆业界传统理念的无线接入产品系列——lightRadio 。这是一个跨时代的创新无线络构架,完全消除了全球移动行业对天线铁塔及基站设施的依赖,帮助移动运营商降低最高达50%的整体拥有成本,同时也可以削减移动络碳排放量50%以上。

核心元素——SoC基带处理芯片

lightRadio系统将基站系统分解为不同组件,采用分布式构架安装在天线及整个类云络中。通过广泛部署小型天线,增加单用户的业务吞吐带宽,帮助移动运营商进一步提升用户服务体验并吸收话务负荷。lightRadio系统的核心是整合了天线振子和射频单元的小立方体模块(Cube)和基于SoC(system on a chip)设计理念的基带处理芯片。如果说Cube帮助运营商解决的是站址选择和话务吸收问题,那SoC基带处理芯片将真正实现云基站设计构想。

对于移动通信络而言,无线话务负荷分布不均和潮汐效应一直是基站利用率低下的主要因素。为了保障忙时络服务质量,无线络必须按照最大话务负荷进行设计,这不可避免地造成了大量空闲时间资源浪费。一是增加了额外的络建设成本,二也大大提升了能源消耗和络碳排放量。载频关断技术一定程度上弥补了射频部分能源消耗,但基带处理单元还需要进一步改进。业界普遍接受在基站基带处理部分引入云计算构架,实现动态资源分配来应对由于人流移动所带来的潮汐效应并抵抗话务分担不均对基带资源消耗的影响。部分厂商采用通用BBU板卡实现2G/3G/4G共平台,第一阶段实现机架内BBU资源共用来解决相邻小区话务分布不均问题,未来采用共机房机架基带池理念来处理全潮汐效应。然而由于不同络对板卡处理能力差异悬殊,因此现有的BBU板卡性能上存在巨大差异,无论是处理能力,总线速度,背板线速都很难实现协调统一,特别是板卡总线和元器件选用。因此在构建机房基带池时,前期所部署的大量BBU板卡将不可避免地被淘汰,造成前期投入大量浪费。阿尔卡特朗讯创造性地将整个BBU板卡嵌入单片系统(system on a chip),这一创新极大地改变了云基站的设计理念,使保护前期投资的云计算构架成为可能。

云基站部署两部曲

阿尔卡特朗讯与飞思卡尔合作,采用原创的基带处理算法和线程构架将原有的BBU板卡功能都植入芯片之中,其解决了传统板卡在不同络中采用不同分立器件和不同总线性能及CPU处理能力,采用单一设计实现对不同络基带处理的支持,所有一切仅仅通过灌入不同软件实现2G/3G/4G基站功能。由于所有功能由芯片完成,因此不需要昂贵的分立元器件和电路制板。低廉的价格避免了传统模式为了降低成本所带来的不同络BBU板卡的差异性,而这会对未来融合无线络基带池的建设造成难以弥补的投资流失。基于芯片级的BBU处理单元在络建设中也极为便利。在设计之初,我们即考虑了未来基带云计算的需求,设计了基于云的总线控制板卡。运营商的络扩容仅仅需要在板卡上按需插入多个SoC基带芯片,同时也支持一个板卡上多个芯片灌入不同软件来实现2G/3G/4G络融合,真正实现融合基站功能。由于芯片的一致性和基于云的板卡总线设计,因此很容易就能实现全基带云计算处理能力。我们的云基站部署分两个阶段。

第一,实现本地基带池能力。即在一个机房中实现所有基带处理芯片的云计算。我们采用创新型虚拟软件实现基带处理虚拟化和灵活调度能力。整个基带池供所有连接的Cube和RRH动态共享。根据每个会话发起从基带池中分配相应资源,所有芯片基于虚拟机模式实现负荷均衡。据贝尔实验室现测算,最大将节省15%的处理能力。有效降低建规模并减少碳排放。

第二,引入多站址协同处理机制。在云计算基础上,实现基带池对覆盖一个用户的不同小区协同处理。实现小区间干扰协调(ICIC)和协作多点发送/接收(CoMP)功能。使单用户最大能够提升两倍数据带宽,进一步提升用户业务体验和络服务质量。

云基站是移动通信技术下一步的主要课题,上海贝尔(阿尔卡特朗讯)已经与全球多家移动运营商签署了谅解备忘录,共同发展基于云的下一代无线接入络。我们坚信,革命性的lightRadio无线产品将协助运营商实现“高质量、低成本”的终极梦想。

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