推动移动网络架构的多元化应对RAN“大爆炸”及其持续扩张的解决之道

作者：张炜博士，比科奇微电子（杭州）有限公司业务拓展总监

无线接入网（RAN）的多元化供应需求是通信业界持续升温的话题。向更开放的分布式RAN架构的转变，在网络单元之间形成标准化的、可互操作的接口（诸如Small Cell Forum的nFAPI和O-RAN Alliance的Open Fronthaul），可以为每个网络节点提供最佳的设备选择。并且这种架构性方法在实际网络部署中表现出的灵活性，足以应对现实环境中的各种挑战。

 

在过去的40年中，蜂窝网络对无线接入网的需求呈现出了惊人的增长，同时为满足这些需求而提供的资源也在不断增加。

这个RAN的“大爆炸”始于人们寻求一种无线通信服务（语音）和一个蜂窝网络（宏基站）以及解决随之而来的无线电环境挑战。因此产生了一种标准（TACS/NMT/AMPS），一个占据特定频点（通常为900MHz）和信道带宽（例如25kHz）的无线网络。

随之，需求来源和解决方案都以非比寻常的速度增长着（或“熵”或无序程度的增加）。在用户数及服务类型数的双重推动下，对RAN的流量需求和多样性需求随着时间的推移呈指数级增长。为了应对这些挑战，移动运营商使用了一系列令人眼花缭乱的频段，设计了五代越来越复杂的蜂窝无线通信标准，以实现在多样化带宽的信道上提供可靠服务，并最终在不同网络、不同的国家/地区上支持这些信道、频段和标准的各种组合方式。

即使有了标准演进提供的新工具和可用的新频谱，RAN的物理实施方式也必须比“大爆炸”的早期阶段更符合环境需求，以最大限度地扩大覆盖范围和容量。

如果您打开卫星成像的地图App，放大一个密集的城市中心，您将会看到各种各样的建筑和环境。当您向北、向南、向东或向西滑动屏幕时，您会发现办公室、商场、体育场、公园、公共交通基础设施等。当您缩小范围时，您将会看到这些环境在密集的城市、市区、郊区和农村地区之间的变化。您甚至会看到相同类型环境之间的差异。

这种丰富多样的场景需要有多元化的RAN架构选项与之匹配，以便在网络成本、性能和基本部署能力方面有效地应对各种挑战。然而，如果没有优化的芯片来满足高性能5G NR网络的处理和传输需求以及足够的灵活性来满足各种应用场景，就无法满足目标网络单元的成本和功耗目标。

小基站在应对许多容量和覆盖部署挑战中处于领先地位，以尽可能将天线部署在最有利的位置，同时利用可用的前传和后传技术来最有效地使用这些天线。RAN的分布式架构使小基站网络架构具有足够的灵活性来进行调整，以满足这些多种多样的需求，而不是强制采用“一刀切”的方法。

当然，要使小基站能够在这一新的运营模式变革中发挥作用，小基站的基础架构也要应需而变。目前市场上有厂商推出了高性能FPGA+CPU的小基站基带解决方案，它们已经验证了小基站可以发挥大功效，但是市场还需要更高的性能和更低的功耗，因此将小基站基带处理甚至更多功能模块集成到SoC中，才是更高效经济的模式，也是更有效地支持运营商实现RAN架构多元化的基础。

比科奇在去年年底推出了PC802 5G基带SoC，目前已获近二十家客户采用，其中四家客户已经完成小基站产品设计并打通电话。从这些客户的5G小基站产品定义和最终实现来看，其产品各有特点、各有所长，并可以满足运营商在不同细分市场中的需求，进一步证明了小基站是推动RAN架构多元化的重要力量。