改善頻譜效率 - 基于Cloud RAN和移動(dòng)邊緣計(jì)算的良好平衡支持無(wú)線寬帶服務(wù)

針對(duì)2020年信息社會(huì)的5G提案進(jìn)一步加深了Cloud RAN與MEC之間架構(gòu)對(duì)立所形成的兩難境地。為了用越來(lái)越稀少且有限的頻譜滿足2020年的預(yù)期數(shù)據(jù)需求，5G提案的目標(biāo)是繼續(xù)通過(guò)技術(shù)（例如面向6GHz以下和6GHz以上頻譜的Massive MIMO）來(lái)改善頻譜效率。Massive MIMO系統(tǒng)使用大量天線來(lái)形成單位用戶波束，這樣能顯著改善能效和吞吐量。此外，Massive MIMO還有一大優(yōu)勢(shì)是，允許天線信號(hào)鏈?zhǔn)褂帽阋说牡凸?a target="_blank">元器件。Massive MIMO技術(shù)非常適合毫米和厘米頻率，這些頻率資源價(jià)格便宜而且使用率低，擁有大塊連續(xù)頻譜。這種頻率下的窄筆形波束會(huì)產(chǎn)生較大的天線增益，能夠補(bǔ)償高傳輸。除了這些優(yōu)勢(shì)外，Massive MIM也存在一些難關(guān)。在通過(guò)預(yù)編碼實(shí)現(xiàn)數(shù)字波束形成以支持大量有源無(wú)線電信號(hào)鏈和L1基帶時(shí)，復(fù)雜度顯著增加。基帶處理信號(hào)鏈和無(wú)線電之間的帶寬要求顯著提高。為了經(jīng)濟(jì)實(shí)惠地實(shí)現(xiàn)這些系統(tǒng)，我們有必要將L1基帶信號(hào)處理與無(wú)線電進(jìn)行集成。未來(lái)的這種功能劃分可能會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)回到傳統(tǒng)基站架構(gòu)，即所有L1至L3層和無(wú)線電功能都處在相同位置。

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圖3：毫米波Massive MIMO（200MHz64x64天線陣列）系統(tǒng)

移動(dòng)邊緣計(jì)算和Massive MIMO技術(shù)有可能意味著分布式基站的整合，從而阻礙向Cloud RAN的轉(zhuǎn)變。實(shí)際上，有限的頻譜使人們有必要使用多種不同網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)共存的優(yōu)點(diǎn)，以滿足不斷增長(zhǎng)的帶寬需求。小區(qū)密度增加使得稀有頻譜資源的重用成為可能。未來(lái)幾年，這種趨勢(shì)將使分布式基站變得更像是迷你數(shù)據(jù)中心。另一方面，將Cloud RAN分成許多迷你數(shù)據(jù)中心,或許是利用遠(yuǎn)程射頻單元連接來(lái)滿足嚴(yán)格的確定性延遲和同步要求的一種方法。這兩種架構(gòu)也許會(huì)在中間趨于一致。Cloud RAN和MEC架構(gòu)可以共存以相互補(bǔ)充。Cloud RAN可以依靠邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)的低延遲和臨近優(yōu)點(diǎn)，而邊緣計(jì)算則受益于集中式網(wǎng)絡(luò)部署、管理和服務(wù)提供。只有時(shí)間能夠告訴我們，在未來(lái)的3至5年里，隨著行業(yè)為5G部署做好了準(zhǔn)備，這兩種架構(gòu)的采用情況。最終用戶應(yīng)用、基于網(wǎng)絡(luò)部署與維護(hù)成本的運(yùn)營(yíng)商偏好以及設(shè)備廠商的系統(tǒng)解決方案都可能是決定二者之間微秒平衡的關(guān)鍵因素。

總之，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的異構(gòu)性還將繼續(xù)增加。不大可能決出明顯的勝者。我們需要在Cloud RAN與移動(dòng)邊緣計(jì)算設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)良好平衡以有效支持無(wú)線寬帶服務(wù)。無(wú)線寬帶生態(tài)系統(tǒng)不會(huì)傾向某個(gè)極端，而是要平衡投資以繼續(xù)構(gòu)建互補(bǔ)技術(shù)，從而有效服務(wù)于2020的信息社會(huì)。