你的網(wǎng)絡(luò)“調(diào)配員”上線(xiàn)！“基站功率共享”能否破解網(wǎng)絡(luò)建設(shè)難題？

本文針對(duì)傳統(tǒng)基站功率資源利用率不均衡、無(wú)法貼合業(yè)務(wù)需求動(dòng)態(tài)調(diào)整的問(wèn)題，介紹了基站功率共享技術(shù)。通過(guò)引入新功能模塊，該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了基站間功率的智能分配，提升了網(wǎng)絡(luò)性能。應(yīng)用在高鐵、地鐵和農(nóng)村等場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)了低損耗的功率與業(yè)務(wù)的精準(zhǔn)匹配。中國(guó)移動(dòng)創(chuàng)新提出5G基站功率共享架構(gòu)，聯(lián)合產(chǎn)業(yè)推動(dòng)產(chǎn)品研發(fā)，目前已在高鐵場(chǎng)景應(yīng)用。未來(lái)基站功率共享技術(shù)將持續(xù)助力無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，提高網(wǎng)絡(luò)效率，解決容量挑戰(zhàn)，支撐通信行業(yè)高效、可持續(xù)的發(fā)展。

1、背景與理念

在當(dāng)今數(shù)字社會(huì)中，隨著移動(dòng)通信技術(shù)的蓬勃發(fā)展，信息傳輸進(jìn)入了一個(gè)全新的階段，對(duì)于無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)提出了新要求。隨著帶寬的增加，網(wǎng)絡(luò)速率大幅提升。但由于頻段的提升，無(wú)線(xiàn)傳輸損耗增加，為了保證一定高速率，會(huì)增加基站建設(shè)數(shù)量，使得網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本高成為了突出的難題。

面對(duì)這個(gè)挑戰(zhàn)，提出了基站功率共享的理念，這一概念的核心思想是通過(guò)讓不同基站或單個(gè)基站的不同通道共享它們的發(fā)射功率，從而提升單個(gè)天線(xiàn)獲得的功率水平。并將這一調(diào)整過(guò)程與用戶(hù)所在位置和業(yè)務(wù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)智能而有效的功率分配，基站可以更加靈活地滿(mǎn)足用戶(hù)的需求，更好地適應(yīng)數(shù)字社會(huì)對(duì)通信資源日益增長(zhǎng)的需求。

2、功率共享技術(shù)簡(jiǎn)述

所謂功率共享主要指5G功率共享技術(shù)在傳統(tǒng)基站架構(gòu)基礎(chǔ)上，通過(guò)增加“功率合成單元，功率配置單元，聯(lián)合校準(zhǔn)單元”三部分功能模塊，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)RRU的功率動(dòng)態(tài)分配，將功率按需向用戶(hù)聚集的天線(xiàn)分配。具體方案包括：①下行鏈路信號(hào)處理，首先在數(shù)字域，將2路TRP基帶信號(hào)復(fù)制、移相、加和，形成僅有相位差異的“雙胞胎”信號(hào)，新信號(hào)被RRU放大，經(jīng)過(guò)功率合成單元后，實(shí)現(xiàn)兩路信號(hào)按需分配。②上行通過(guò)對(duì)稱(chēng)的信號(hào)復(fù)制、移相、加和的處理過(guò)程，將不同TRP承載的用戶(hù)信息分配到各自的物理層進(jìn)行處理。③通過(guò)業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)的RB級(jí)功率共享調(diào)配技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了細(xì)顆粒度的動(dòng)態(tài)靈活功率調(diào)度。該創(chuàng)新架構(gòu)具有能量分配集約化、資源調(diào)整實(shí)時(shí)化、跨域校準(zhǔn)歸一化和共享單元內(nèi)置化四大特點(diǎn)，使得部署更加靈活便捷、運(yùn)行更加綠色高效、感知保障更加精準(zhǔn)。

3、功率共享使用場(chǎng)景

功率共享技術(shù)相比傳統(tǒng)基站方案可以提高AAU等設(shè)備的使用效率，在多種場(chǎng)景有應(yīng)用潛力，總結(jié)歸納下來(lái)，功率共享應(yīng)用場(chǎng)景可分為如下三類(lèi)：

功率共享架構(gòu)率先在高鐵場(chǎng)景應(yīng)用，針對(duì)高鐵用戶(hù)的移動(dòng)性特征，列車(chē)用戶(hù)位于基站右側(cè)時(shí)，左右兩側(cè)RRU的功率全部集中到右側(cè)天線(xiàn)，列車(chē)用戶(hù)位于基站左側(cè)時(shí)，左右兩側(cè)RRU的功率全部集中到左側(cè)天線(xiàn)，在不增加任何輸出功率的條件下，最大提升單側(cè)天線(xiàn)的發(fā)射功率3dB。

功率共享架構(gòu)在地鐵場(chǎng)景應(yīng)用，同樣可以利用地鐵用戶(hù)的移動(dòng)性特征，最大提升單側(cè)漏纜的發(fā)射功率3dB。此外，在地鐵場(chǎng)景下，RRU內(nèi)不同制式的信號(hào)通過(guò)不同通道發(fā)射，功率無(wú)法在制式間靈活分配。而功率共享架構(gòu)支持單臺(tái)RRU內(nèi)不同通道的功率再分配，實(shí)現(xiàn)多種信號(hào)制式間的功率共享，最大提升單種制式的發(fā)射功率1dB，進(jìn)一步提升單側(cè)漏纜的最大發(fā)射功率。

功率共享架構(gòu)同時(shí)也可以在農(nóng)村低容量場(chǎng)景應(yīng)用，針對(duì)農(nóng)村場(chǎng)景用戶(hù)量比較少，單站利用率不高的特性，把A站空閑時(shí)頻資源對(duì)應(yīng)的功率，動(dòng)態(tài)的分配給B基站，同理也可以把B基站空閑功率資源對(duì)應(yīng)的功率分配給A基站，配合基帶A\B站之間的功率調(diào)整算法，單側(cè)天線(xiàn)的發(fā)射功率最大提升3dB。

4、功率共享技術(shù)應(yīng)用

中國(guó)移動(dòng)和通信設(shè)備制造商建立緊密的伙伴關(guān)系，共同推動(dòng)功率共享產(chǎn)品的研發(fā)和商用化。目前中國(guó)移動(dòng)已經(jīng)聯(lián)合華為、中興分別在河南、遼寧、江西、安徽、江蘇、廣東6個(gè)省份試點(diǎn)驗(yàn)證，并進(jìn)一步在多個(gè)省市落地應(yīng)用。

5、未來(lái)展望

一方面功率共享技術(shù)提高設(shè)備的利用效率。通過(guò)智能管理和優(yōu)化功率分配，最大程度地減少閑置時(shí)頻資源的功率浪費(fèi)，提升設(shè)備利用率，實(shí)現(xiàn)更可持續(xù)的發(fā)展。另一方面功率共享技術(shù)可以?xún)?yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能，突破設(shè)備固有發(fā)射功率上限，實(shí)現(xiàn)覆蓋與容量的雙提升。綜合而言，基站功率共享技術(shù)將助力通信行業(yè)實(shí)現(xiàn)更高效、更可持續(xù)的發(fā)展，為數(shù)字社會(huì)的建設(shè)提供重要支持。

作者：許康

單位：中國(guó)移動(dòng)研究院