Page 26 - 网络电信2018年4月刊上
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5G网络中异构无线网络和云架构研究


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                 1,2
            董春利 ，王莉 ，张晖      3
            1.南京交通职业技术学院电子信息工程学院；
            2.上海剑曦信息科技有限公司；
            3.南京邮电大学信息与通信工程学院





















                  摘要：一种应对5G通信中无线流量爆炸的方法，是部署大量小蜂窝来生成异构无线网络
              （HetNets）。HetNets除传统的宏蜂窝外，其蜂窝由发射功率较低的小蜂窝组成。通过部署低功率小型
              基站，网络容量得到了改善，覆盖范围也扩大到覆盖漏洞。此外，所有小型、微微、毫微微蜂窝与现有
              宏蜂窝的重叠，导致频率复用的改善和有效性的提高。文章讨论了5G网络中HetNets的现状，云无线接
              入网络（C-RAN）和异构C-RAN（H-CRAN），C-RAN的试验和H-CRAN的提案。

                  关键词：5G网络；异构无线网络；云无线接入网络；小型蜂窝接入



                异构无线网络（HetNets）的部署，需要传统宏蜂窝和小                     跨层和共层干扰问题，同时保持最佳的无线资源利用率，公平
            蜂窝之间的协调，以减少相互干扰，如图1所示[1]。加拿大                         性和QoS。各种频率调度算法和频率复用技术增强了HetNets的
            曼尼托巴大学的研究人员，强调5G通信的多层网络和干扰升                          性能，并提供了一个绿色HetNets的整体框架，用于平衡能量
            级，讨论了5G混合网络中的各种干扰管理挑战。5GHetNets中                     效率和频谱效率。提出的两层异构网络，通过协同定位大规模
            宏蜂窝和第2层蜂窝间的干扰由反向时分双工（Time  Division                  MIMOBS和低功耗SCA来保证网络性能的提高。尽管大规模MIMO通
            Duplexing，TDD）协议解决，它有助于本地估算本层和跨层信                    过确保室外移动覆盖获得了传统优势，但具备认知和协作功能
            道。在反向TDD模式中，当小型蜂窝接入（Small-CellAcess，                 的SCA，可充当室内和室外低移动用户的主要容量驱动力。但在
            SCA）在上行链路中操作时，BS处于下行链路操作中，反之亦                        高密集SCA部署中，回程成为主要瓶颈之一。
            然。
                                                                     二、C-RAN和H-CRAN
                一、HetNets的现状                                         高密度5G网络的高效运作，新的空中接口需要重要的范
                高通公司和三星移动实验室的研究人员强调了网络和设                         例，改变了基带和射频[4]。最近液体蜂窝、软蜂窝和幻影蜂
            备端干扰管理技术[2]。具有利用干扰信号结构（包括调制                          窝正在成为新的潜在无线电接入架构。新兴的云无线接入网络
            星座，编码方案，信道和资源分配）优势的先进接收机被视                           （CloudRadioAccessNetwork，C-RAN）架构，以用户为中心的
            为主要驱动因素。不恰当的无线电接入技术（Radio  Access                    覆盖范围，降低了开销和能耗。云架构可以简化传统蜂窝站
            Technology，RAT）会产生不必要的信令开销。为了缓解多RAT                  点，并将所有处理转移到集中式云数据中心。传统的站点被转
            中的这些问题，提出了有效的RAT切换决策和优化的公共资源划                        换为节能的无线电头。尽管比较了各种C-RAN集成移动前传和回
            分。同时使用多个RAT可提高容量和连接性。然而，联合使用多                        程架构，但研究人员指出，数据中心的能源消耗和碳足迹预计
            个网络并没有得到很多研究的关注。多个RAT之间的智能耦合有                        会增加。伴随着工作量整合和资源过载，讨论了工作量预测，
            望实现HetNets容量和覆盖范围的提高。在文献[3]中，作者介                     虚拟机放置，以便对云中心进行节能管理。将更多数量的服务
            绍了毫微微蜂窝启用的HetNets的各种无线资源管理方案。解决                      器调整为低功耗状态，并增加已经活动的服务器的使用，实现


                                                       网络电信 二零一八年四月                                            33
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