Тенденции развития

Базовые потребности, которые двигают разработку новых сотовых систем, это обеспечение большей емкости и пропускной способности с увеличением покрытия и снижением стоимости. Для обеспечения перечисленного, был представлен ряд новых архитектур, имеющих отличия от классической архитектуры базовых станций. Многие из этих архитектур накладывают строгие ограничения на коммуникационную сеть в базовой станции по сравнению с существующей в настоящее время.

Принципиальные факторы, которые двигают эволюцию архитектур, можно разделить на три взаимосвязанных области:

• потребность в поддержки многодиапазонных операций со смешанными режимами
• эволюция топологии сотовых систем в гетерогенные сети
• эволюция сотовых стандартов для поддержки большей производительности и гибкости с внедрением LTE-A

Потребность в поддержке многодиапазонных операций и смешанных режимов идёт от необходимости обеспечения гибкости разработки и снижения стоимости. В настоящее время, поддержка для каждого режима работы редко является общей на уровне базовой станции и на уровне модулей. Тем не менее, в будущем, технологии позволят производителям решить более широкий круг задач с поддержкой ультраширокого диапазона с бОльшим количеством несущих. Считается, что в будущем, подавляющее большинство базовых станций интегрирует поддержку для многодиапазонных и многорежимных операций.

Концепция гетерогенных сетей — это что сотовые сервисы, предоставляемые сетью плотно скоординированных базовых станций различных типов, каждый из которых оптимизирован для покрытия специфичного окружения. Цель — предоставить более высокие уровни покрытия  и производительности за счёт подогнанные зоны покрытия, подстраиваемые под окружение. Типы базовых станций предусматривают  классические базовые станции,распределенные базовые станции, базовые станции высокой плотности, развёрнутые как  часть  облачной сети радиодоступа  (CRAN — cloud radio-access network), адаптивные антенные решётки, централизованные и распределенные, малые соты и узлы ретрансляции.

По сути , все перечисленные типы базовых станций разделяются на две базовые архитектуры, оптимизированные для различных требований:

• Архитектуры близкие к классическим базовым станциям, которые используются для высокопроизводительных приложений с высокой ёмкостью, такие как сотовые станции высокой плотности, распределенные базовые станции, макроячейки и централизованные системы с адаптивными антенными решётками.
• Высокоинтегрированные базовые станции, которые ориентированы на малые соты.

Коммуникации — это основной фактор, который двигает архитектуру приложений с высокой ёмкостью, но он менее важен в архитектурах для малых ячеек. Малая ёмкость и небольшое количество обрабатываемых ячеек (обычно одна или две) позволяют обеспечить  высокий  уровень  функциональной интеграции. Это устраняет необходимость в передачи данных между отдельными модулями в составе базовой станции. Соответственно, настоящий материал сосредоточится на мультирежимных архитектурах с высокой плотностью.

LTE — A — это следующий шаг в развитии существующего стандарта LTE, имеющий своей целью увеличение пропускной способности/ёмкости и покрытия сети при сохранении обратной совместимости. Особенности LTE-A сначала были представлены в документе 3GPP Release 10 и Release 11, но затем были значительно расширены в Release 12 и дальше. Ключевая концепция, представленная и разрабатываемая в LTE-A — это поддержка агрегации несущих (carrier aggregation), поддержка MIMO выских порядков, кооперативные многоточечные операции CoMP (cooperative multi-point operation) и узлы ретрансляции. Каждая из этих особенностей разработана для увеличения скорости передачи пользовательских и служебных данных в пределах базовой станции и сети в целом.

Основные последствия развития сети в поддержке концепции гетерогенных сетей и стандартов связи для базовых станций следующего поколения включают:

• требования к пропускной способности значительно возрастают — как минимум линейно относительно ширины канала и количества используемых антенн
• увеличивается поддерживаемое число типов данных
• требования к задержке становятся все более критичными
• требования к гибкости растут

Таким образом, использование гибких высокоскоростных связей между внутренними узлами — это большой вызов для будущих разработчиков базовых станций с высокой нагрузкой.

Ссылки

1. Developing and Integrating a High Performance HET-NET (4G Americas white paper). October 2012.
2. LTE-Advanced, 3GPP (3GPP white paper, Jeanette Wannstrom). May 2012.
3. LTE Release 12: Taking Another Step Toward the Network Society (Ericsson white paper).January 2013.
4. LTE Release 12 and Beyond (Nokia Siemens Network white paper). October 2012.
5. CPRI Specification V6.0, Common Public Radio Interface (CPRI): Interface Specification.30 August 2013.
6. Open Base Station Architecture Initiative: BTS System Reference Document, Version 2.0.27 April 2006.
7. Open Base Station Architecture Initiative: Reference Point 3 Specification, Version 4.2. 18 March 2010.
8. ETSI Group Specification, Open Radio equipment Interface (ORI): Requirements for Open Radio equipment Interface (ORI) (Release 1), ETSI GS ORI 001, V1.2.1. August 2012.
9. ETSI Group Specification, Open Radio equipment Interface (ORI): ORI Specification, Part 1: Low Layers (Release 1), ETSI GS ORI 002-1, V1.1.1. October 2011.
10. IEEE Standard for Information Technology – Telecommunications and Information Exchange between Systems – Local and Metropolitan Area Networks, Specific Requirements Part 3: Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) Access Method and Physical Layer Specifications, IEEE Std 803.2-2008. 26 December 2008.
11. ITU-T Series G: Transmission Systems and Media, Digital Systems and Networks, Timing Characteristics of Synchronous Ethernet Equipment Slice Clock (EEC), G.8262/Y.1362. August 2007.
12. IEEE Standards, IEEE Standard for a Precision Clock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control Systems, IEEE Std 1588-2002. 8 November 2001.

Источники

• http://xilinx.eetrend.com/files-eetrend-xilinx/download/201501/8130-15663-wp450-base-stn-connect.pdf

Материал предназначен для использования в образовательных целях