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CCCC----RANRANRANRAN----无线接入网绿色演进无线接入网绿色演进无线接入网绿色演进无线接入网绿色演进基于集中处理基于集中处理基于集中处理基于集中处理，，，，协作处理协作处理协作处理协作处理，，，，实时云计算构架的实时云计算构架的实时云计算构架的实时云计算构架的绿色无线接入网绿色无线接入网绿色无线接入网绿色无线接入网中国移动通信研究院目录目录目录目录CCCC----RANRANRANRAN的基本概念和优点的基本概念和优点的基本概念和优点的基本概念和优点移动运营商面临的挑战移动运营商面临的挑战移动运营商面临的挑战移动运营商面临的挑战-流量,成本,功耗2为什么现在做为什么现在做为什么现在做为什么现在做CCCC----RANRANRANRAN？？？？-技术挑战及可行性分析CCCC----RANRANRANRAN演进策略演进策略演进策略演进策略PoCPoCPoCPoC系统及联合研究计划系统及联合研究计划系统及联合研究计划系统及联合研究计划-呼吁产业界联合研发移动运营商面临的挑战移动运营商面临的挑战移动运营商面临的挑战移动运营商面临的挑战:流量增长和平均每用户收入流量增长和平均每用户收入流量增长和平均每用户收入流量增长和平均每用户收入ARPU增长不成比例增长不成比例增长不成比例增长不成比例无线接入网的流量增长和无线空口资源的增长存在巨大差距无线接入网的流量增长和无线空口资源的增长存在巨大差距无线接入网的流量增长和无线空口资源的增长存在巨大差距无线接入网的流量增长和无线空口资源的增长存在巨大差距•移动互联网流量年复合增长率为131%,但空口资源的复合增长率仅为55%数据流量增长和数据流量增长和数据流量增长和数据流量增长和ARPUARPUARPUARPU之间存在巨大差距之间存在巨大差距之间存在巨大差距之间存在巨大差距•数据流量增长迅速，但APRU并没有随之快速增长数据流量移动数据流量每年131%速度增长3收益语音为主的流量移动数据业务拓展时间增长率时间增长率度增长移动宽带速率每年55%增长差距差距差距差距*注:数据来源于CiscoVisualNetworkingIndex.移动运营商面临的挑战移动运营商面临的挑战移动运营商面临的挑战移动运营商面临的挑战:耗电的快速增长耗电的快速增长耗电的快速增长耗电的快速增长PowerConsumption•基站数量从200,000个增加到500,000个•中国移动电力消耗在最近5年内翻倍•2009年电力成本超过100亿人民币亿人民币亿人民币亿人民币Transmission15%Channel6%OtherSiteSupportEquipment3%4CellSite73%Office6%MajorEquipment51%A/C46%中国移动电力消耗构成中国移动电力消耗构成中国移动电力消耗构成中国移动电力消耗构成基站电力消耗构成基站电力消耗构成基站电力消耗构成基站电力消耗构成中国移动面临的挑战中国移动面临的挑战中国移动面临的挑战中国移动面临的挑战:动态负载导致较低的基站利用率动态负载导致较低的基站利用率动态负载导致较低的基站利用率动态负载导致较低的基站利用率5孤立的基站不能有效的处理潮汐效应的动态网络负载，导致较低的平均基站利用率，浪费了大量电力资源。*注:上图为工作日的典型基站流量分布情况，中国移动•大型城市已部署大量基站大型城市已部署大量基站大型城市已部署大量基站大型城市已部署大量基站•在一些地区，基站间距仅有100m~250m•较高的频率复用因子•基站间无线信号干扰严重•难以靠小区分裂提升网络容量难以靠小区分裂提升网络容量难以靠小区分裂提升网络容量难以靠小区分裂提升网络容量中国移动面临的挑战中国移动面临的挑战中国移动面临的挑战中国移动面临的挑战:密集部署带来的干扰问题密集部署带来的干扰问题密集部署带来的干扰问题密集部署带来的干扰问题6•增大发射功率也导致更强的基站间干扰•干扰降低了相邻小区的容量，并使相邻小区覆盖恶化如何解决上述挑战如何解决上述挑战如何解决上述挑战如何解决上述挑战?•面临的挑战面临的挑战面临的挑战面临的挑战•快速增长的数据流量与相对缓慢的快速增长的数据流量与相对缓慢的快速增长的数据流量与相对缓慢的快速增长的数据流量与相对缓慢的APRUAPRUAPRUAPRU增长增长增长增长•无线接入网高昂的投资和运维成本无线接入网高昂的投资和运维成本无线接入网高昂的投资和运维成本无线接入网高昂的投资和运维成本•功耗的快速增加功耗的快速增加功耗的快速增加功耗的快速增加•潮汐效应导致较低的基站平均利用率潮汐效应导致较低的基站平均利用率潮汐效应导致较低的基站平均利用率潮汐效应导致较低的基站平均利用率•干扰限制了网络容量干扰限制了网络容量干扰限制了网络容量干扰限制了网络容量7•干扰限制了网络容量干扰限制了网络容量干扰限制了网络容量干扰限制了网络容量•需要从需要从需要从需要从RANRANRANRAN构架的优化方面寻求有效构架的优化方面寻求有效构架的优化方面寻求有效构架的优化方面寻求有效解决方案解决方案解决方案解决方案•减少基站设备所需的机房减少基站设备所需的机房减少基站设备所需的机房减少基站设备所需的机房•采用协作式无线接入技术采用协作式无线接入技术采用协作式无线接入技术采用协作式无线接入技术•资源聚合以及动态资源分配资源聚合以及动态资源分配资源聚合以及动态资源分配资源聚合以及动态资源分配…X2+虚拟基站集群虚拟基站集群虚拟基站集群虚拟基站集群虚拟基站集群虚拟基站集群虚拟基站集群虚拟基站集群PHY/MACPHY/MACPHY/MACPHY/MAC实时云构架实现集中式处理实时云构架实现集中式处理实时云构架实现集中式处理实时云构架实现集中式处理:降低基站数量，降低电力消耗降低基站数量，降低电力消耗降低基站数量，降低电力消耗降低基站数量，降低电力消耗以及资本和运维开支以及资本和运维开支以及资本和运维开支以及资本和运维开支…C-RAN构架构架构架构架–愿景愿景愿景愿景光传输网络8RRURRURRURRURRURRURRU分布式分布式分布式分布式RRU:协作多点传输技术协作多点传输技术协作多点传输技术协作多点传输技术,提高网络提高网络提高网络提高网络频谱效率频谱效率频谱效率频谱效率高带宽的光传输网络高带宽的光传输网络高带宽的光传输网络高带宽的光传输网络:自适应地实现动态的网络负载自适应地实现动态的网络负载自适应地实现动态的网络负载自适应地实现动态的网络负载均衡均衡均衡均衡“C-RAN”实现较低的功耗及较低的成本，提高网络容量，提供更大的灵活性光传输网络C-RAN节省网络部署的成本节省网络部署的成本节省网络部署的成本节省网络部署的成本人工维护21%电费41%近7年的OPEX配套设备37%勘站及网络规划12%CAPEX电费xx%节省50%的OPEX配套设备xx%勘站及网络规划xx%节省15%的CAPEX9传输.7%站点租金31%基站设备35%建设费用16%•C-RAN部署成本低廉部署成本低廉部署成本低廉部署成本低廉，，，，可快速实施网络部署可快速实施网络部署可快速实施网络部署可快速实施网络部署•与传统网络配置相比与传统网络配置相比与传统网络配置相比与传统网络配置相比,可节省可节省可节省可节省50%*运维支出运维支出运维支出运维支出•与传统网络配置相比与传统网络配置相比与传统网络配置相比与传统网络配置相比,可节省可节省可节省可节省15%*投资支出投资支出投资支出投资支出*注:以上数据由中国移动在某典型城市的部署情况估计得到传统无线接入网的成本结构C-RAN成本结构.x%传输.x%人工维护xx%站点租金xx%C-RAN系统设备xx%建设费用xx%技术挑战技术挑战技术挑战技术挑战:光传输网络光传输网络光传输网络光传输网络OTN重用现有的传送网重用现有的传送网重用现有的传送网重用现有的传送网高带宽传输的需求高带宽传输的需求高带宽传输的需求高带宽传输的需求•GSM:1Gbps可承载40个载波,200kHz带宽•TD-SCDMA:1Gbps可承载4个载波,1.6MHz带宽•TD-LTE:10Gbps可承载1个8x载波,20MHz带宽当前机遇当前机遇当前机遇当前机遇10当前机遇当前机遇当前机遇当前机遇•光器件及PON价格不断下降•中国移动拥有自主基站90%的光纤资源•UniPON可同时服务于移动网络和固网C-RAN部署场景部署场景部署场景部署场景•1)WDM/OTN网络升级•2)联合规划的传送网及接入网•3)室内覆盖:UniPON技术挑战技术挑战技术挑战技术挑战:协作式无线电协作式无线电协作式无线电协作式无线电改善频谱效率和小区边缘吞吐量改善频谱效率和小区边缘吞吐量改善频谱效率和小区边缘吞吐量改善频谱效率和小区边缘吞吐量CoMP具有较大的应用潜力具有较大的应用潜力具有较大的应用潜力具有较大的应用潜力•提高频谱效率以及小区边缘吞吐量•CoMP可充分利用TDD信道互易性CoMP需要进一步研究和标准化需要进一步研究和标准化需要进一步研究和标准化需要进一步研究和标准化•多小区的参考信号设计•控制及反馈信令设计11II•控制及反馈信令设计•计算复杂度很高（10~30倍）C-RAN构架下实现构架下实现构架下实现构架下实现CoMP更加便利更加便利更加便利更加便利•集中化的数据流，利于协作处理•数据交换的时延低•云计算提供了更好的可扩展处理能力*注:以上为3GPP场景下的仿真数据，中国移动技术挑战技术挑战技术挑战技术挑战:实时云计算实时云计算实时云计算实时云计算可扩展基带池及实时虚拟化技术可扩展基带池及实时虚拟化技术可扩展基带池及实时虚拟化技术可扩展基带池及实时虚拟化技术虚拟虚拟基站•现有基站架构很难实现处理能力的共享•基于云计算的虚拟化技术为资源聚合提供了解决方案•通用处理器更适合做虚拟化5msUL/DL帧•无线信号处理系统相比IT系统，对实时处理能力要求更高•虚拟化会带来额外的开销•TD-LTE:每个TDD半帧5ms,要求处理时延小于1ms12虚拟TD-SCDMA基站虚拟GSM基站TD-LTE基站虚拟FDD-LTE基站ULDLULDL•云计算技术可实现基站虚拟化，实现灵活的资源分配•节省投资和运维支出•较好的扩展性，节省功耗•在统一构架下实现有线和无线资源的聚合•实时云计算面临的挑战：•基于通用处理器和I/O等硬件如何支持实现高效的虚拟化•基于多个GPP/Racks互联支持高吞吐量、低时延的拓扑，以传输基带信号C-RAN演进之路演进之路演进之路演进之路阶段阶段阶段阶段3协作式无线电协作式无线电协作式无线电协作式无线电基于实时处理的云计算基于实时处理的云计算基于实时处理的云计算基于实时处理的云计算实现虚拟基站实现虚拟基站实现虚拟基站实现虚拟基站基于通用处理器及开放平台基于通用处理器及开放平台基于通用处理器及开放平台基于通用处理器及开放平台支持多模的软件无线电支持多模的软件无线电支持多模的软件无线电支持多模的软件无线电三个阶段演进可适用于三个阶段演进可适用于三个阶段演进可适用于三个阶段演进可适用于TD-SCDMA/TD-LTE标准标准标准标准13集中式基带池集中式基带池集中式基带池集中式基带池重用光纤资源重用光纤资源重用光纤资源重用光纤资源降低基站站点数降低基站站点数降低基站站点数降低基站站点数减少基站配套设备减少基站配套设备减少基站配套设备减少基站配套设备1～～～～2年年年年2～～～～3年年年年3~5年年年年阶段阶段阶段阶段1阶段阶段阶段阶段2协作式无线电协作式无线电协作式无线电协作式无线电改进空口传输方式改进空口传输方式改进空口传输方式改进空口传输方式同站址协作波束赋形同站址协作波束赋形同站址协作波束赋形同站址协作波束赋形多站址联合处理多站址联合处理多站址联合处理多站址联合处理CCCC----RANRANRANRAN的原型机验证系统的原型机验证系统的原型机验证系统的原型机验证系统eNB基于光传输网络的高效传输同步联合调度,建立协作小区簇14eNB基于光传输网络的高效传输下行多天线处理，协作多点传输基于通用处理器的