C—RAN在CDMA2000网络的应用探讨

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文章首先介绍了C—ran网络架构；然后针对cdma2000网络现状进行分析；最后从C—RAN的应用结构、应用优势和应用挑战三方面探讨了CDMA2000无线接入网的C—RAN演进。

1 引言

为了降低传统无线接入网高额的资本性支出及维护成本，增加在移动互联网市场的竞争力，中国移动提出在自己运营的2G/3G多标准网络推行无线接入网向C—RAN网络演进的构想，以找到适合未来移动通信网络建设的方法。同样在中国的移动通信市场，对于中国电信运营的CDMA2000网络，也存在站址资源紧张、建设成本高企、基站能耗居高不下等问题，这些问题提高了运营成本，不利于网络的扩容和升级。因此，本文探索C—RAN网络结构在CDMA2000网络中应用的可行性，希望为CDMA2000网络发展找到一条低成本高性能的发展道路。

2 C—RAN网络架构

移动通信为了向用户提供无所不在的通信服务，采用蜂窝网络结构，利用大量分布在各地的基站，通过基站天线和BTS设备，使得功率有限的手持设备可以通过覆盖小片区域的天线与网络通信，从而实现移动通信不间断服务的目标。这样就造成传统的无线接入网络具有以下特点：

（1）每个基站覆盖小片区域，各基站只处理本基站收发信号；

（2）各基站独立工作，为了解决互相的频率干扰，必须在一定距离内采用不同的频率；

（3）各基站与BSC之间的接口互相独立，必须单独维护。

这样的组网特点为运营商带来了巨大的建设投资以及维护成本，并且在扩容或者升级时受到较大的限制，随着通信网络的升级，2G、3G甚至LTE网络同时并存的现状更增加了建设的压力。因此，中国移动提出了C—RAN的概念，即基于集中式基带处理池，由远端无线射频单元和天线组成的协作式无线网络与基于开放平台的实时云型基础设施的无线接入网，通过网络结构的革命性创新，解决传统无线接入网面临的难题，并为用户提供低价的无线宽带网络接入。

C—RAN打破了传统无线接入网无线射频单元与基带处理单元之间的固定链接关系，其创新型的网络架构，主要是由远端无线射频单元（RRU）与天线组成的分布式无线网络，具备高带宽、低延迟的光传输网络连接远端无线射频单元，通用处理器和实时虚拟技术组成的集中式基带处理池三大部分组成。集中式基带池组网架构如图1所示。基于现有设备，集中式基带池部署方案将多个无线基带设备BBU集中放置于中心节点机房，RRU采用光纤拉远至覆盖区。BBU—RRU间以传输主干光缆进行连接，采用双路由的方式。RRU可根据实际容量的需求配置为环网连接或者单RRU双上联到BBU的方式。

在C—RAN的架构下，运营商可以通过部署新的远端无线射频单元并连接至集中式的基带处理池，就可以较为轻易地实现网络覆盖的完善；在基站池中增加新的通用处理器就可以满足网络容量的增加，开放的平台的通用处理器也通过软件升级完成升级和演进，使得网络的扩容和多系统共存更加容易实现。

3 CDMA2000网络现状

3.1 CDMA2000网络结构

为了解决宽带数据业务的需求，目前国内CDMA2000 移动网络已经升级为CDMA EV—DO Rev.A系统。CDMA2000的网络形成了1X和DO系统并存的网络结构，如图2所示：

在该网络中，BSC主要完成以下功能：

（1）基站的控制和管理；

（2）呼叫连接的建立和拆除；

（3）通过软/硬切换，为上层业务提供稳定可靠的无线连接；

（4）功率控制；

（5）无线资源管理。

3.2 CDMA2000网络扩容面临的困境

从现有的网络结构可以看出，CDMA2000网络同样采用传统的蜂窝组网结构，为了提供更好的网络覆盖和容量，必须完成大规模的基站布局，这样就带来了高额的基础建设成本、运营维护成本。同时，大规模的基站布点中各类设备带来了高企的能耗。目前，CDMA2000网络扩容面临以下的困境：

（1）选址难点：由于市场意识以及环保意识的增强，基站选址难度逐年加大，目前选址已经成为CDMA2000网络工程建设中的难题。

（2）高额能耗：基站数量的增加带来了高额的能耗，据统计，由于基站设备的环境及配电的要求，在基站的能量消耗中，有一半的能量消耗来自主设备，其他的均来自配套设备，主要是空调耗电。减少基站数量是节能减排的直接途径，但站点又是保障网络覆盖的基础，这样就带来了运营商发展和节能降耗的矛盾。

（3）网络CAPEX/OPEX值增高：通信市场的逐渐开放，使国内三大运营商之间的竞争愈演愈烈，市场逐渐走向饱和，通信资费的下滑导致了通信业务的ARP值逐渐下降，利润的下滑更增加了运营商对于网络资本支出（CAPEX，Capital Expenditure）以及运维成本（OPEX，Operating Expense）的关注。由于移动网络中的80%的资本性支出都用于无线接入网的建设，其中最主要的部分就是无线基站的建设，因此，如果要进行网络扩容，包括站点建设、设备购买等资本性支出首当其冲，在站点竣工投入运营后，又要承担包括站点租金、人工维护以及电力消耗等费用在内的运维成本（OPEX）。

（4）基站利用率困境：由于移动用户的移动性，移动网络的忙时存在时间上的规律性，用户行为导致移动网络的负载随着迁徙，带来所谓的“潮汐效应”。由于每个基站的处理能力只能为本小区的用户使用，在空闲时段，基站空载或者零星负载。但是为了保证容量，在网络设计扩容时又必须按照网络峰值容量来设计，这样就造成了基站处理能力的浪费，基站利用率下降。

由于传统型蜂窝结构网络的限制，为CDMA2000网络的进一步扩容带来了困境，因此将C—RAN的网络结构引入CDMA2000网络，整合各个基站的资源动态按需分配，也许可以为问题的解决打开一扇新的窗户。

4 CDMA2000无线接入网的C—RAN演进