中国三大运营商全面步入4G时代,中国的移动互联网进入了一个爆炸式增长阶段,仅以中国移动为例,短短的2年时间,其4G用户已突破3亿,随着大量用户步入4G,更多数据业务将会持续刺激用户流量增长,现有网络如何应对这种洪水般的流量冲击,是运营商需要重点关注的新挑战。
面对这种挑战,从2014年起,华为开始积极研究5G关键技术在4G网络的应用可能,3D- MIMO技术方案应运而生。
3D-MIMO技术是采用类似相控阵雷达的一种大规模天线矩阵技术,发挥中国移动TDD多天线能力,借助大规模天线矩阵,发挥更加优异的波束赋型能力,更强的多流能力,通过将赋型维度从二维扩展到三维,从而提升网络频谱效率5-8倍,为网络应对用户流量激增提供了能力保障。
由于3D-MIMO技术借助大规模的天线矩阵能力,随着天线通道数量的增加,基带算法的复杂度呈指数上升,在天线通道数提升到64T64R的条件下,对基带能力消耗相对8T8R产品将会提升15倍以上,因此,可持续扩展的基带能力,将会是3D-MIMO性能有效达成的关键。华为3D-MIMO解决方案采用了基于分布式基站架构基础上的AAU+BBU松耦合的设备架构方案,一方面,可以发挥3D-MIMO天面能力,持续提升网络性能打好基础,确保3D-MIMO天面建设的一次到位和功能稳定,减少进站和上塔改造设备的风险;另一方面,松耦合方案在工程建设,网络维护方面,可以有效继承传统宏站建设的优秀经验,可以重用现网光纤和机房资源,保持网络维护体验一致性;并为未来CloudBB集中化部署、5G的平滑演进完成平台能力的构建。
图1:华为3D-MIMO AAU+BBU松耦合组网方案
AAU+BBU松耦合方案是发挥3D-MIMO天面优势,持续提升网络性能能力的基础
基带能力强,扩展空间大,性能算法更优异:3D-MIMO的高性能增益不仅有赖于高性能的多天线系统,也依赖于高性能的多用户空分复用算法,而随着复用流数性能的提升,基带算法复杂度呈现指数上升趋势,一方面,华为凭借领先业界的基带芯片架构设计、自研DSP核心和基于最新的半导体工艺技术,提供业界集成度最高,性能最优的基带SoC芯片来确保基带自身能力的全面领先,另一方面,采用松耦合的方案可以根据性能提升诉求,灵活增补和持续升级基带单板,从而有效突破基带处理瓶颈。
更易于实现站内协同能力:AAU+BBU松耦合组网,站内三个扇区共享一个BBU,从而可以轻松实现站内三扇区间的干扰协同(CoMP)和CA的算法能力,并具备跨频段,站内、站间的干扰协同演进、基带池资源共享的潜力。
基带扩容更容易:基带芯片的演进是符合摩尔定律,性能每两年翻一番,采用分离架构,BBU通过多插卡方式扩容升级更便利,无需登塔等天面操作,也不会因为更换基带模块带来可靠性、防水等潜在风险
AAU+BBU松耦合方案更易实施部署,有效继承传统工程维护经验
体积、重量最小化,更易部署:采用AAU+BBU松耦合方案后,天面单元主要由天线+中射频有源阵列组成,其模块体积、重量将会进一步降低,更小的重量和体积使得工程部署更加便利。
演进更易,质量更高:在实际演进部署中,松耦合方案通过更换原站点天面实现安装,在完成天面部署后,后续版本升级及能力提升操作均在BBU侧进行,无需对天面进行操作,有效降低传统天面操作过多带来的站点及工程质量风险。
AAU+BBU松耦合方案构筑未来5G平滑演进能力
站点天面可以保持不变,BBU侧支持协议持续升级满足4G+ 需求,即使基带调制方案、多址接入方案发生变化,仍然可以通过基带板升级向5G平滑演进。
基于上述原因,AAU+BBU松耦合方案不仅是3D-MIMO作为4G+关键特性成功走向商用的关键,也是3D-MIMO持续面向5G演进的技术基础。