應對RAN“大爆炸”及其持續擴張的解決之道

作者：張煒博士，比科奇微電子（杭州）有限公司業務拓展總監

無線接入網（RAN）的多元化供應需求是通信業界持續升溫的話題。向更開放的分布式RAN架構的轉變，在網絡單元之間形成標準化的、可互操作的接口（諸如Small Cell Forum的nFAPI和O-RAN Alliance的Open Fronthaul），可以為每個網絡節點提供最佳的設備選擇。并且這種架構性方法在實際網絡部署中表現出的靈活性，足以應對現實環境中的各種挑戰。

在過去的40年中，蜂窩網絡對無線接入網的需求呈現出了驚人的增長，同時為滿足這些需求而提供的資源也在不斷增加。

這個RAN的“大爆炸”始于人們尋求一種無線通信服務（語音）和一個蜂窩網絡（宏基站）以及解決隨之而來的無線電環境挑戰。因此產生了一種標準（TACS/NMT/AMPS），一個占據特定頻點（通常為900MHz）和信道帶寬（例如25kHz）的無線網絡。

隨之，需求來源和解決方案都以非比尋常的速度增長著（或“熵”或無序程度的增加）。在用戶數及服務類型數的雙重推動下，對RAN的流量需求和多樣性需求隨著時間的推移呈指數級增長。為了應對這些挑戰，移動運營商使用了一系列令人眼花繚亂的頻段，設計了五代越來越復雜的蜂窩無線通信標準，以實現在多樣化帶寬的信道上提供可靠服務，并最終在不同網絡、不同的國家/地區上支持這些信道、頻段和標準的各種組合方式。

即使有了標準演進提供的新工具和可用的新頻譜，RAN的物理實施方式也必須比“大爆炸”的早期階段更符合環境需求，以最大限度地擴大覆蓋范圍和容量。

如果您打開衛星成像的地圖App，放大一個密集的城市中心，您將會看到各種各樣的建筑和環境。當您向北、向南、向東或向西滑動屏幕時，您會發現辦公室、商場、體育場、公園、公共交通基礎設施等。當您縮小范圍時，您將會看到這些環境在密集的城市、市區、郊區和農村地區之間的變化。您甚至會看到相同類型環境之間的差異。

這種豐富多樣的場景需要有多元化的RAN架構選項與之匹配，以便在網絡成本、性能和基本部署能力方面有效地應對各種挑戰。然而，如果沒有優化的芯片來滿足高性能5G NR網絡的處理和傳輸需求以及足夠的靈活性來滿足各種應用場景，就無法滿足目標網絡單元的成本和功耗目標。

小基站在應對許多容量和覆蓋部署挑戰中處于領先地位，以盡可能將天線部署在最有利的位置，同時利用可用的前傳和后傳技術來最有效地使用這些天線。RAN的分布式架構使小基站網絡架構具有足夠的靈活性來進行調整，以滿足這些多種多樣的需求，而不是強制采用“一刀切”的方法。

當然，要使小基站能夠在這一新的運營模式變革中發揮作用，小基站的基礎架構也要應需而變。目前市場上有廠商推出了高性能FPGA+CPU的小基站基帶解決方案，它們已經驗證了小基站可以發揮大功效，但是市場還需要更高的性能和更低的功耗，因此將小基站基帶處理甚至更多功能模塊集成到SoC中，才是更高效經濟的模式，也是更有效地支持運營商實現RAN架構多元化的基礎。

比科奇在去年年底推出了PC802 5G基帶SoC，目前已獲近二十家客戶采用，其中四家客戶已經完成小基站產品設計并打通電話。從這些客戶的5G小基站產品定義和最終實現來看，其產品各有特點、各有所長，并可以滿足運營商在不同細分市場中的需求，進一步證明了小基站是推動RAN架構多元化的重要力量。

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