5G来袭 解析高密度无线系统的前传方案

无线通信的LTE时代已全面开启。随着5G逐渐走近，单个基站的带宽将会大幅增加，基站部署密度加大，现有的基站建网方式已显现出一些问题。如基站选址困难、机房成本高、基站资源利用率低、维护工作量大等。

随着BBU与RRU分离以及RRU拉远技术的逐渐成熟，未来5G也必将采用BBU集中部署的方案，现有的光纤直连承载前传方案不再适用，因此对于未来5G的超高密度无线网络，集中部署的前传承载成为研究的重点。

BBU集中部署的主要优势

BBU集中到局站主要的优势包括：

1、节省建设投资：BBU集中放置可以减少基带硬件设备的数量，降低设备费用；同时无需新建基站机房与相关配套设施，可充分利用现有局站机房内的空间、电源和空调等资源，大大节省机房和配套设施投资。

2、减少运维成本：BBU设备集中安装，减少了无线、承载专业的维护工作量；BBU集中部署，提高了电源供给的效率，利于节能减排；GPS设备亦可实现共享和集中，降低建设和维护成本。

3、实现快速建网：RRU完全室外型设计，直接引入市电并安装室外一体化电源箱，即可满足建设要求，大大降低了基站选址和建设难度，同时提升了网络建设速度。原先基站寻址新建或租赁一个无线基站，需要通过土建（租赁不需要）、装修、电源空调及主设备采购建设安装等流程环节，采用BBU集中方式后将大幅缩短基站的建站周期。

4、无线网络质量提升：未来BBU基带池化，可实现多个无线站点基带资源共享，有效地应对话务潮汐效应，根据话务动态变化，灵活配置基带资源，提高了资源利用率；可消除RRU边缘的干扰，便于提升密集区域的切换性能，减少掉线；可实现站内的载波聚合，以提高速率；可实现站间CoMP（多点协同），以提高站间边缘速率。

在以上优势中，BBU集中的成本优势是最直观且可以在短期内看到成效的。根据国内运营商的测算，平均每宏基站可减少18．46万元投资，按5000个站的规模计算，累计可省9．23亿元，每年还可节省运营成本（主要是基站机房租赁和维护成本）1．62亿元。

前传承载的接口

BBU集中后，移动承载网的结构将发生较大的变化，新的网络结构如图1所示。

图1 BBU集中后的移动承载网结构

移动承载被分为了移动前传和移动回传两个部分，前传是指基站RRU到BBU之间的网络，回传是指BBU到S－GW／MME之间的网络。

前传方面，CPRI接口获得了更多主流设备厂商的支持，且定义了满足LTE需求的更高速率，因此，CPRI接口成为国内主流，被广泛采用。

CPRI（Common Public Radio Interface，公共无线接口规范）可用于各种无线网络制式（GSM、cdma2000、LTE等），目前已发布到7．0版本，速率达到了25Gbit／s。CPRI链路应用于REC（Radio Equipment Control，即LTE制式中的BBU）和RE（Radio Equipment，即LTE制式中的RRU）之间。

由于CPRI采用射频模拟信号采样数字化，带宽需求比业务带宽增加数十倍，对于4G系统，在20M载波配置下，一个3载波的RRU型基站的承载带宽需求为：

FDD LTE：3×2．5Gbit／s（2T2R），3×4．9Gbit／s （2T4R）

TD－LTE ：3×4．9Gbit／s （4T4R），3×9．8Gbit／s （8T8R）

为了保证RRU与BBU之间的数据可以正常传递、其性能可以满足基站应用要求，CPRI对同步、时延精度、链路质量、告警等物理层指标进行了规定，对于目前的4G系统，主要包括：

表 1 CPRI主要物理层指标

带宽需求、物理指标要求等是运营商评价前传技术方案是否可行的重要依据。