
SDR優(yōu)越的環(huán)境適應(yīng)能力和強(qiáng)大的后向演進(jìn)能力為建設(shè)融合網(wǎng)絡(luò)開辟了新的途徑,不論是運(yùn)營(yíng)商,還是設(shè)備制造商,甚至于于終端用戶都能從中獲益。
SDR(Software Defined Radio)即在同一硬件平臺(tái)上,通過軟件配置實(shí)現(xiàn)多種標(biāo)準(zhǔn)、多種調(diào)制方式、多個(gè)頻段的支持。采用SDR技術(shù)的基站設(shè)備因其高效的資源利用率和強(qiáng)大的后向演進(jìn)能力,能經(jīng)濟(jì)靈活的打造具有持續(xù)發(fā)展能力的新型通信網(wǎng)絡(luò)。
誰能從SDR中獲益?
SDR優(yōu)越的環(huán)境適應(yīng)能力和強(qiáng)大的后向演進(jìn)能力為建設(shè)融合網(wǎng)絡(luò)開辟了新的途徑,不論是運(yùn)營(yíng)商,還是設(shè)備制造商,甚至終端用戶都能從中獲益。
對(duì)于運(yùn)營(yíng)商,首先使用SDR設(shè)備幾乎不需要更改任何硬件就能保持網(wǎng)絡(luò)的先進(jìn)性,大大降低運(yùn)營(yíng)商TCO;其次基于相同的硬件平臺(tái)運(yùn)營(yíng)商能開展各類針對(duì)性業(yè)務(wù),滿足各層次客戶差異化的需求;最后SDR設(shè)備可通過軟件配置,讓新技術(shù)新標(biāo)準(zhǔn)在市場(chǎng)中的應(yīng)用逐步展開,可大大降低運(yùn)營(yíng)商的投資風(fēng)險(xiǎn)。
對(duì)于設(shè)備供應(yīng)商,SDR消除了不同技術(shù)發(fā)展的鴻溝,降低了研發(fā)成本。由于SDR產(chǎn)品“軟件”升級(jí)的特性,設(shè)備供應(yīng)商能快速地開發(fā)出更多新的功能和新的業(yè)務(wù),縮短新產(chǎn)品的上市周期,快速響應(yīng)市場(chǎng)需求。同時(shí)SDR產(chǎn)品滿足長(zhǎng)期網(wǎng)絡(luò)發(fā)展需求的特點(diǎn)也延長(zhǎng)了產(chǎn)品的壽命,設(shè)備供應(yīng)商能把更多的關(guān)注點(diǎn)置放于提高產(chǎn)品功能的完整性、后續(xù)發(fā)展能力和可靠性等長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略上。
而對(duì)于終端用戶來說,SDR終端意味著不再需要為了不同的網(wǎng)絡(luò)購買不同的終端,可以實(shí)現(xiàn)真正的全球漫游。并且僅需簡(jiǎn)單的軟件升級(jí)即可實(shí)現(xiàn)新功能的增加和新業(yè)務(wù)的支持,不再需要為了追趕“時(shí)尚應(yīng)用”而頻繁更換手機(jī)。
中興通訊SDR解決方案
中興通訊推出的最新一代基站產(chǎn)品通過使用寬頻處理能力的射頻模塊以及軟件可隨意定義的基帶處理模塊使得在一個(gè)整體的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)GSM/UMTS之間對(duì)資源的共享。依照這個(gè)設(shè)計(jì),G/U系統(tǒng)間的容量通過軟件可以在同一硬件中自由分配,完美配合運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及運(yùn)營(yíng)策略。同時(shí)SDR產(chǎn)品相比傳統(tǒng)系統(tǒng)產(chǎn)品在硬件成本上有大幅下降,而可靠性則有顯著提高。
中興通訊SDR產(chǎn)品有完整的系列包括:宏基站、分布式基站BBU及RRU射頻拉元單元,滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。
2008年2月11日~14日在巴塞羅那舉辦的Mobile World Congress上,中興通訊展示了當(dāng)時(shí)最先進(jìn)SDR宏基站。該款集成式室內(nèi)雙模軟基站擁有和早期中興通訊產(chǎn)品一致的外觀設(shè)計(jì),但在尺寸、重量、功耗上都有大幅降低,主要表現(xiàn)在數(shù)字預(yù)失真技術(shù)的多載波功放效率的提高和單板集成度的增強(qiáng)等方面。該款產(chǎn)品具有超強(qiáng)雙模處理能力:每個(gè)射頻單元能最大支持4載扇UMTS或者6載頻的GSM;混模情況下,每個(gè)射頻單元支持1載扇UMTS和4載頻的GSM或者2載扇UMTS和2載頻GSM;基帶性能方面每個(gè)基帶單元能夠最大處理15載扇UMTS或者60載頻的GSM信號(hào),并可以通過基帶單元疊加擴(kuò)容的方式實(shí)現(xiàn)2倍甚至數(shù)倍能力的提升。
對(duì)構(gòu)建新一代通信網(wǎng)絡(luò),中興通訊SDR系列基站產(chǎn)品有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn):
第一,SDR基站通過一個(gè)統(tǒng)一、制式可相互轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)提供給運(yùn)營(yíng)商一個(gè)完美的解決方案;第二,傳統(tǒng)G/U堆疊的網(wǎng)絡(luò)可以被簡(jiǎn)化形成一張簡(jiǎn)單的SDR網(wǎng)絡(luò),通過共同的OMC進(jìn)行管理、維護(hù);第三,具備強(qiáng)大的HSPA+、LTE的技術(shù)演進(jìn)能力:對(duì)HSPA+能夠通過軟件升級(jí)直接支持,對(duì)LTE的扁平化新結(jié)構(gòu),通過新插控制面、用戶面用戶處理板支持。
而在設(shè)備的先進(jìn)性和可靠性上,中興通訊SDR基站更具備無可比擬的優(yōu)勢(shì):
第一,基于先進(jìn)的MicroTCA平臺(tái),最大程度提高設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化,便于平滑演進(jìn);第二,多載波、高線性、高效率、高輸出功率的數(shù)字預(yù)失真功放掃除了SDR基站的關(guān)鍵的技術(shù)壁壘;第三,對(duì)系統(tǒng)的高交調(diào)失真有了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)并加以控制;第四,-126.5dBm的高接收機(jī)靈敏度;第五,可編程、高處理能力的FGPA增強(qiáng)系統(tǒng)能力。
SDR技術(shù)帶來了通信界的一次重大提升,將“靈活組網(wǎng)”與“高效建網(wǎng)”的理念發(fā)揮得淋漓盡致。中興通訊的SDR產(chǎn)品將在今年下半年在現(xiàn)網(wǎng)正式得到商用。相信隨著越來越多的實(shí)踐和對(duì)該技術(shù)愈加深刻的理解,中興通訊將提供更有競(jìng)爭(zhēng)力的SDR系列產(chǎn)品,為市場(chǎng)、為運(yùn)營(yíng)商、為客戶創(chuàng)造更大價(jià)值。
多載波運(yùn)行
多載波運(yùn)行是WCDMA規(guī)范的未來版本將采用的一項(xiàng)候選技術(shù)。使用相鄰成對(duì)頻段的運(yùn)營(yíng)商將能以一種協(xié)調(diào)的方式在多個(gè)5MHz的相鄰載波上運(yùn)行HSPA,從而提升頻譜使用率。例如,不需要在所有載波中全面復(fù)制控制信道。再例如,運(yùn)營(yíng)商可以只使用一個(gè)主載波(anchorcarrier),從而增強(qiáng)其它載波的HSPA處理能力。因此,如果部署2x2MIMO系統(tǒng)不太現(xiàn)實(shí)的話,運(yùn)營(yíng)商可以考慮雙載波運(yùn)行方案,作為將下行數(shù)據(jù)速率提升至42Mbps的一種替代方案。另外,結(jié)合使用雙載波運(yùn)行方案、2x2MIMO系統(tǒng)和64QAM調(diào)制方案還可以將峰值數(shù)據(jù)速率提升至84Mbps,同時(shí)也不需要部署4x4MIMO系統(tǒng)。不僅如此,使用4個(gè)載波還可以實(shí)現(xiàn)4x42Mbps的數(shù)據(jù)速率。
二層增強(qiáng)特性
使用確認(rèn)模式無線鏈路控制(RLC)協(xié)議實(shí)現(xiàn)的下行峰值數(shù)據(jù)速率受RLC協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)大小、RLC往返時(shí)間(RTT)以及RLC窗口大小的限制。
需要很大的RLCPDU才能維持MIMO技術(shù)和64QAM調(diào)制方案所實(shí)現(xiàn)的峰值數(shù)據(jù)速率。因此,為了高效利用PDU大小、增強(qiáng)二層協(xié)議的性能,版本7在下行傳輸方向上采用了靈活的RLCPDU大小、媒體接入控制(MAC)分割和增強(qiáng)型MAC復(fù)用能力,使發(fā)送器能夠靈活選擇RLCPDU的大小。
在版本8中,上述應(yīng)用于下行協(xié)議的增強(qiáng)特性也將被用于上行協(xié)議。支持靈活的RLCPDU大小有助于擴(kuò)展上行覆蓋范圍,減少處理開銷和二層協(xié)議開銷。
連續(xù)性分組連接(CPC)
分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶的活躍程度隨時(shí)間變化極大。即使如此,從最終用戶的角度而言,為避免狀態(tài)轉(zhuǎn)換引起的時(shí)延,即使用戶暫時(shí)沒有任何活動(dòng),通過一個(gè)專用連接(CELL_DCH)保持一種狀態(tài)也許更為有利。
3GPP在版本7中為分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶提升了專用連接狀態(tài)的效率,這些工作通常被稱為連續(xù)性分組連接(CPC)。CPC包含兩大主要特性:UEDTX/DRX和無HS-SCCH運(yùn)行。
增強(qiáng)型CELL_FACH
HSPA正替代ADSL,作為將計(jì)算機(jī)連入互聯(lián)網(wǎng)的主要技術(shù)。這種行為變化將對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量和網(wǎng)絡(luò)特性產(chǎn)生影響。計(jì)算機(jī)通常要運(yùn)行大量程序,這些程序在后臺(tái)進(jìn)行通信,無需最終用戶干涉。后臺(tái)的通信信息種類繁多,如“keep-alive”消息、軟件升級(jí)檢查、在線狀態(tài)檢查等等。為了高效地支持后臺(tái)通信,3GPP在版本7和8中增強(qiáng)了CELL_FACH狀態(tài)。
增強(qiáng)型CELL_FACH試圖采用與上述CELL_DCH相同的二層協(xié)議頭格式。這樣一來,即使在CELL_FACH和CELL_DCH信道之間進(jìn)行切換時(shí),數(shù)據(jù)傳輸仍能繼續(xù)而不會(huì)中斷。與切換信道時(shí)必須暫停數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌姹?相比,這一增強(qiáng)特性大幅提升了用戶的性能感受。MBSFN,下行優(yōu)化廣播(DOB)
版本7進(jìn)一步優(yōu)化了MBMS,將傳輸效率提升至版本6中多小區(qū)MBMS傳輸無法實(shí)現(xiàn)的高度。這種方法被稱為多播/組播單頻網(wǎng)絡(luò)(MBSFN),它要求同時(shí)傳輸來自多個(gè)小區(qū)的完全相同的波形。這樣一來,UE接收機(jī)就能將多個(gè)MBSFN小區(qū)視為一個(gè)大的小區(qū)(請(qǐng)參閱圖)。此外,UE不僅不會(huì)受到相鄰小區(qū)傳輸?shù)男^(qū)間干擾,而且將受益于來自多個(gè)MBSFN小區(qū)的信號(hào)的疊加。不僅如此,諸如G-RAKE等先進(jìn)的UE接收機(jī)技術(shù)還能解決多徑傳播的時(shí)間差問題,從而消除小區(qū)內(nèi)干擾。結(jié)果就是:通過WCDMA技術(shù)實(shí)現(xiàn)效率極高的無線廣播傳輸。
消除小區(qū)間干擾的一個(gè)關(guān)鍵的增強(qiáng)型技術(shù)是在為MBSFN傳輸預(yù)留的下行載波中使用一個(gè)通用擾碼。這樣一來,3GPP就不必修改標(biāo)準(zhǔn),因?yàn)?9版本已經(jīng)為FDD定義了同步網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行。
廣播數(shù)據(jù)使用與MBMS相同的物理和邏輯信道結(jié)構(gòu)傳輸,即MTCH、FACH、S-CCPCH以及MICH和MSCH等控制信道。MBSFN大幅提升了功率效率,以至于無線鏈路的限制因素已不再是功率,而是編碼。因此,為充分利用所有可用的無線資源,版本7為MBSFNFACH引入了16QAM調(diào)制方案。為進(jìn)一步增強(qiáng)UE接收機(jī)的信道估計(jì)能力,版本7還引入了一個(gè)使用同步信道(SCH)的時(shí)分導(dǎo)頻信道。為大幅降低UE的電池耗電量,我們甚至可以在每一個(gè)發(fā)送時(shí)間間隔(TTI)中復(fù)用多種業(yè)務(wù)。
3GPP建議進(jìn)一步演進(jìn)MBSFN運(yùn)行方式,方法是引入下行優(yōu)化廣播(DOB)概念,作為不成對(duì)頻段中3.84Mbps時(shí)分雙工運(yùn)行的一種特殊模式。
DOB的工作原理和無線解決方案與MBSFNFDD的相同,這意味著它們的無線性能也相同。不僅如此,這還意味著使用不成對(duì)頻段的運(yùn)營(yíng)商有多種很好的網(wǎng)絡(luò)遷移方式可供選擇。由于WCDMAMBMS和MBSFN有很多相同之處,DOB不會(huì)對(duì)UE和Node-B產(chǎn)生很大影響。因此,DOB是在不成對(duì)頻段中部署MBSFN的理想選擇。
隨著產(chǎn)品不斷進(jìn)步以及復(fù)雜的HSPA功能不斷增多,UE和Node-B中的接收機(jī)結(jié)構(gòu)也在不斷改進(jìn),從而提升了系統(tǒng)性能和數(shù)據(jù)速率。
3GPP對(duì)UE接收機(jī)提出的不斷變化的要求也反映了這一發(fā)展趨勢(shì):版本6和7要求先進(jìn)UE接收機(jī)使用:UE接收天線分集(UE接收機(jī)類型1);線性均衡器,如G-RAKE(UE接收機(jī)類型2);線性均衡器和UE接收天線分集,如G-RAKE2(UE接收機(jī)類型3,適合MIMO等技術(shù))。
版本8將要求更先進(jìn)的接收機(jī)(類型3,G-RAKE2)能夠消除干擾(UE接收機(jī)類型3i)。
總結(jié)
HSPA演進(jìn)(3GPP版本7和8)可讓運(yùn)營(yíng)商進(jìn)一步提升WCDMA系統(tǒng)的性能,從而延長(zhǎng)他們所投資設(shè)備的服務(wù)壽命。尤其是,HSPA演進(jìn)規(guī)范引入了幾個(gè)全新特性,從而提供更高的數(shù)據(jù)速率、更低的時(shí)延、更大的容量以及對(duì)VoIP和多播業(yè)務(wù)更好的支持。
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