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浅谈面向绿色无线通信的基站体系结构
无线网络的耗能主要来自于基站系统。对无线通信系统中的基站系统结构进行有效地规划和部署,能达到降低能源消耗、实现绿色通信的目的。软件无线电技术的发展为无线基站的绿色演进提供了途径。基于软件无线电技术,文章提出一种可以有效提高通信系统能效、更为绿色环保的基站体系结构,能够更好地实现无线通信系统的绿色演进。
  绿色通信;软件无线电;云计算;协作式无线电
  [Abstrat]:This paper exaines green netrk tehnlgies using perative verage. Energy nsuptin in ireless netrks priarily derives fr base statin netrks. Therefre, t derease energy nsuptin in line ith green bjetives, areful planning and deplyent f base statin infrastruture is neessary. Radi sftare has develped rapidly in reent years, and prvides a ay f evlving netrks in a green diretin. This paper intrdues a high energy effiient slutin fr base statin systes that als failitates green netrk evlutin.
  green uniatin; sftare radi; lud putatin; perative radi
  
  随着无线通信技术的不断演进,新的通信制式的不断出现和升级以及移动通信宽带化的不断发展,无线通信网面临越来越大的能耗挑战。为了满足不断增长的无线宽带业务及空中流量需求,移动通信运营商不断增加空中接口带宽和基站的数量。随之而来,无线接入网的能源消耗问题变得日益严重。如今,中国3G网络设施正大规模建设,2G网络仍将长期存在并继续增长,伴随而来的是持续不断的网络能源消耗。据统计,无线通信系统中,约80%的能耗来自基站系统。网络规模的快速膨胀带来了基站耗能的快速上升,年增长为30%~40%[1]。
  因此,在提倡绿色通信、建设集约型社会的今天,有必要提出一种新的基站体系架构,在满足不断发展的无线通信业务的基础上,提高基站设备的能效,降低基站的建设和维护成本,实现无线通信能耗的最小化。
  
  1 绿色无线通信的新型基站架构
  
  1.1 基于高性能通用处理器的软件
  无线电技术
  软件无线电(SDR)技术是目前最新的也是发展较快的无线通信技术之一。SDR诞生于1992年,由Je itla正式提出[2]。SDR技术采用了开放的模块化结构,基带处理功能可以通过不同的软件模块来实现。软件可以随着器件和技术的发展不断更新或扩展。当前,软件无线电主要通过现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、通用处理器(GPP)实现。与传统的基于FPGA以及DSP的SDR相比,基于高性能GPP的SDR系统可以降低通信系统开发和调试的复杂度,具有更好的灵活性和可扩展性。基于高性能GPP的SDR系统能极大地节省系统的硬件成本和人力成本[3]。在倡导绿色节能的今天,基于高性能GPP的SDR技术将在无线通信中占据越来越重要的地位。
  
  1.2 基于软件无线电的新型基站架构
  基于高性能GPP的SDR技术的发展,为基站的绿色演进提供了一条有效途径。针对无线系统大发展带来的能耗挑战,我们认为,降低能耗的最有效最直接的方式是降低基站机房的数量和面积。基于高性能GPP的SDR技术的发展使得这种方式成为可能。
  图1所示为基于高性能通用处理器的新型基站架构。在无线通信系统的绿色演进过程中,为更好地实现基站处理资源的共享,并提高基站系统的集成度,降低基站的占地面积,我们将整个无线通信网络的接入网系统与基站子系统分离开来。覆盖一定区域的全部基站设备集中起来,形成一个统一的基带处理池。这样不仅减小了基站的数量和占地面积,节约建设成本,也方便了动态灵活地进行基站处理资源的调度。此外,远端无线射频单元(RRU)和天线形成一个高容量广覆盖的分布式无线接入网络。RRU灵巧轻便,便于安装和维护,可以大范围高密度地使用,能有效地降低接入网成本。

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浅谈面向绿色无线通信的基站体系结构

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