Este documento describe cómo la compresión optimizada para el rendimiento puede mejorar significativamente la capacidad entre las unidades de radio y banda base en RAN heredadas, C-RAN emergentes y redes de acceso de celdas pequeñas.
prólogo
La visión de las celdas pequeñas y las redes de acceso de radio convergentes (C-RAN) ha atraído recientemente un gran interés entre la comunidad de investigación, los proveedores de dispositivos y los OEM (proyecto C-RAN). Se espera que la nueva arquitectura genere ahorros de energía significativos a través de varios esquemas, como el uso compartido de recursos de red, la descarga de tráfico y la gestión de interferencias. Los arquitectos de red pueden admitir diferentes topologías de red basadas en el concepto C-RAN. En particular, se espera que la implementación de arquitecturas de celdas pequeñas basadas en C-RAN junto con macro y micro redes celulares ofrezca ahorros significativos en CAPEX y OPEX, lo que podría generar ahorros para los usuarios finales.
Vinculación de requisitos y escenarios de implementación
Para mejorar la capacidad de la red y la QoE, tanto las arquitecturas tradicionales como las nuevas deben admitir los requisitos de velocidad de datos más altos que ofrece LTE, y el protocolo LTE-Advanced admite varios PHY, como portadores, y ofrece una eficiencia espectral significativamente mayor a través de la tecnología de capa MAC. Agregación (CA), MIMO, Multipunto Cooperativo (CoMP), Cancelación de Interferencias, etc. En particular, LTE-A ofrece agregación de hasta cinco portadoras LTE de 20 MHz. Combinada con MIMO, la tecnología CA tiene el potencial de generar hasta 100 Gbit/s entre unidades de radio y banda base (es decir, fronthaul). Una vez que las muestras I y Q cuantificadas están disponibles, el receptor puede aplicar varios algoritmos de cancelación de interferencia, decodificación MIMO y CoMP para mejorar la SNR de la red.
Para transferir datos a través del fronthaul, los operadores pueden usar conexiones de fibra o cable existentes. Alternativamente, los operadores pueden confiar en nuevas tecnologías como fronthaul sobre enlaces inalámbricos. Las decisiones de implementación suelen estar influenciadas por las limitaciones de la infraestructura. Por ejemplo, si es difícil implementar fibra nueva en áreas urbanas densas, o si se requiere una solución de huella cero, un enlace inalámbrico puede ser una mejor opción. Por otro lado, en las regiones que ya admiten enlaces de fibra, los operadores pueden aprovechar su infraestructura existente.
En cualquier implementación, los proveedores de equipos deben ofrecer soluciones rentables y energéticamente eficientes para ayudar a los operadores a realizar una transición sin problemas a sistemas de mayor capacidad. Tales soluciones eficientes generalmente resultan del uso de conectores ópticos de menor costo, ahorros en el número de enlaces y una mayor eficiencia espectral de la red fronthaul. Una forma posible de realizar estos ahorros es la compresión de datos. Por ejemplo, la compresión fronthaul 2:1 para C-RAN y redes de celdas pequeñas puede admitir velocidades de datos de hasta 4,9152 Gbps al usar conectores ópticos que solo admiten 2,5 Gbps. Los conectores ópticos de baja velocidad de datos y menos enlaces reducen tanto el costo como el consumo de energía. Además, dicha configuración puede lograr muestras I de hasta 15 bits y muestras Q de 15 bits utilizando MIMO 2×2 y dos portadoras de componentes LTE (una de 10 MHz y otra de 20 MHz) en el sistema. Transfiera fácilmente hasta 3 sectores . Esto brinda la oportunidad de aplicar técnicas avanzadas de cancelación de interferencias y gestión de carga basadas en muestras cuantificadas de I y Q, lo que genera ahorros de costos y energía a nivel de sistema en las redes de acceso de radio. La Figura 2 muestra una arquitectura de sistema de ejemplo basada en C-RAN y celdas pequeñas con compresión I2Q.
requisitos de desempeño
Los protocolos de radio no solo mejoran la eficiencia espectral, sino que también mantienen una cierta calidad de señal (por ejemplo, EVM) para que se pueda mantener una cierta QoE dentro de la red. Por otro lado, diferentes esquemas de modulación pueden tener diferentes requisitos de EVM.