3GPP提出5G基站自回傳替代光纖回傳

　　ICCSZ訊  意義重大！有人說(shuō)，這是5G的一次里程碑事件。

　　5G時(shí)代的Small Cells或拉遠(yuǎn)RRU將密集分布于城市，要將這些設(shè)備連接到中心機(jī)房，若按照傳統(tǒng)的做法，必然會(huì)敷設(shè)大量光纖，如毛細(xì)血管般密密麻麻。這真是件頭痛又花錢的事。怎么辦?

　　一、理想很豐滿

　　Facebook的Terragraph網(wǎng)絡(luò)，將設(shè)備掛在城市路燈上，組成毫米波網(wǎng)狀回傳網(wǎng)絡(luò)，以替代昂貴的光纖敷設(shè)。

　　at&t的AirGig項(xiàng)目，在電線桿上掛毫米波設(shè)備，信號(hào)沿著電力線傳送，組成強(qiáng)大的無(wú)線回傳網(wǎng)絡(luò)，只要電力線能到達(dá)就能實(shí)現(xiàn)無(wú)線覆蓋。無(wú)需敷設(shè)光纜，完美而廉價(jià)的計(jì)劃。

　　貝爾實(shí)驗(yàn)室的F-Cell，利用Massive MIMO波束組成自組織的無(wú)線回傳構(gòu)架，以替代光纖，實(shí)現(xiàn)Small Cells靈活部署。

　　顯然，在面對(duì)數(shù)據(jù)流量暴增、網(wǎng)絡(luò)致密化的5G時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)前傳和回傳面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，業(yè)界正在積極探索未來(lái)更低成本、更具靈活性的網(wǎng)絡(luò)回傳方式。

　　盡管理想很豐滿，但當(dāng)這個(gè)項(xiàng)目由3GPP提議后，我想現(xiàn)實(shí)不會(huì)再骨感。

　　二、5G：集成無(wú)線接入和回傳鏈路

　　2017年3月6日至9日，3GPP RAN75#全會(huì)于克羅地亞的杜布羅夫尼克召開，這次會(huì)議不但通過(guò)了5G NR標(biāo)準(zhǔn)加速的提案，而且還提出了一個(gè)研究項(xiàng)目：5G NR集成無(wú)線接入和回傳(Integrated Access and Backhaul for NR)。

　　全文如下：

　　要實(shí)現(xiàn)未來(lái)5G NR小區(qū)之靈活、密集部署，網(wǎng)絡(luò)需支持無(wú)線回傳和中繼鏈路，以擺脫對(duì)有線傳輸網(wǎng)絡(luò)的過(guò)度依賴。

　　5G NR(尤其是毫米波)比LTE帶寬更大，加之Massive MIMO、多波束系統(tǒng)的部署，集成無(wú)線接入和回傳方案應(yīng)運(yùn)而生。這一方案我們也可稱之為“自回傳(Self-backhauling)”，它使能密集的5G NR小區(qū)以一種更集成的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)靈活部署，如下圖所示，在一個(gè)集成了無(wú)線接入和回傳鏈路的網(wǎng)絡(luò)里，5G中繼節(jié)點(diǎn)(rTRPs)在時(shí)域、頻域和空域(波束)上支持多個(gè)無(wú)線接入和回傳鏈路。

　　這一方式可工作于相同頻段和不同頻段，分別對(duì)應(yīng)為帶內(nèi)(in-band)和帶外(out-band)中繼。盡管支持帶外部署對(duì)某些5G NR場(chǎng)景很重要，但帶內(nèi)部署更為關(guān)鍵，因?yàn)楣ぷ饔谙嗤念l率意味著接入鏈路更加緊密相關(guān)互連，可避免和減輕干擾。

　　此外，工作于毫米波頻段的5G NR將面臨一些前所未有的挑戰(zhàn)，這包括會(huì)遇到嚴(yán)重的short-term blocking，由于整個(gè)過(guò)程需較大的時(shí)間窗口，目前基于RRC的LTE切換機(jī)制無(wú)法緩解short-term blocking，因此，為了克服毫米波系統(tǒng)中的short-term blocking，需要在5G中繼節(jié)點(diǎn)之間執(zhí)行快速的、基于L2的切換，這就像動(dòng)態(tài)點(diǎn)選擇一樣。

　　基于上述理由，一方面為了減輕毫米波的short-term blocking，另一方面為了更靈活的部署5G NR，這就需要一個(gè)允許無(wú)線接入和回傳鏈路快速切換的集成的解決方案。

　　當(dāng)然，也要考慮5G中繼節(jié)點(diǎn)之間的Over-the-air (OTA) 協(xié)作，以減輕干擾，并支持端到端的路由選擇和優(yōu)化。

　　集成無(wú)線接入和回傳對(duì)于5G網(wǎng)絡(luò)部署初期非常重要，一旦5G NR設(shè)備推出，集成無(wú)線接入和回傳技術(shù)必須同步跟上，否則，一旦集成無(wú)線接入和回傳解決方案延遲，將對(duì)5G NR的及時(shí)部署產(chǎn)生不利影響。

　　三、最后一點(diǎn)感慨

　　關(guān)于自回傳(Self-Backhauling)概念在LTE協(xié)議中已有，它利用LTE無(wú)線資源在eNB之間實(shí)現(xiàn)基于層三的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)中繼，要求中繼eNB和錨定eNB之間協(xié)作調(diào)度。

　　不過(guò)，由于5G網(wǎng)絡(luò)致密化，成本效益考量，以及傳統(tǒng)CPRI前傳無(wú)法持續(xù)支撐5G規(guī)模化，使得這一集成接入和回傳的無(wú)線解決方案更具緊迫性和徹底性。

　　如果這一方案實(shí)現(xiàn)，可以想象，未來(lái)設(shè)計(jì)、維護(hù)和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)回傳的方式將發(fā)生巨大的變化。而且，由于需優(yōu)化路由選擇、平衡無(wú)線接入和回傳流量比，以及要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)回傳的自配置、自愈能力等，必將會(huì)引入大量軟件化、機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能等技術(shù)。