5 軟基帶

從各制式看，除CDMA2000核心技術(shù)基本為Qualcomm壟斷，基帶調(diào)制解調(diào)采用專(zhuān)用集成電路(ASIC)之外，其他各種通信制式基帶實(shí)現(xiàn)均呈現(xiàn)多樣化，各設(shè)備廠商形成了包括ASIC、數(shù)字信號(hào)處理(DSP)、DSP+ASIC、數(shù)字信號(hào)處理+現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(DSP+FPGA)等多樣的實(shí)現(xiàn)方式，這些方式各存在優(yōu)缺點(diǎn)。

經(jīng)過(guò)FPGA、DSP技術(shù)，以及基帶處理實(shí)現(xiàn)技術(shù)多年的發(fā)展，通過(guò)更換軟件（包括現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列網(wǎng)表）、更換制式的軟基站已經(jīng)不是天方夜譚。在 FPGA中實(shí)現(xiàn)硬加速器，DSP陣列中實(shí)現(xiàn)復(fù)雜算法，并采用高速的SRIO交換平面實(shí)現(xiàn)DSP陣列、FPGA之間的互聯(lián)，就可以提供強(qiáng)大的基帶處理能力，實(shí)現(xiàn)多種制式的處理。軟基帶技術(shù)在各個(gè)制式應(yīng)用主要的制約因素是實(shí)現(xiàn)成本。例如對(duì)于全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)(GSM)這樣成熟的、成本非常敏感的市場(chǎng)，對(duì)基帶處理能力要求不高，能夠承載長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)業(yè)務(wù)的基帶硬件應(yīng)用于全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)將存在極大的資源浪費(fèi)。另外，統(tǒng)一的大基帶處理資源池在不同制式之間如何靈活的分配處理能力，并實(shí)現(xiàn)靈活的資源擴(kuò)展，也是亟待研究的課題。

隨著業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)的固化，在成本壓力的驅(qū)動(dòng)下設(shè)備廠商會(huì)從全軟基帶到半軟基帶、并向ASIC遷移，同時(shí)也就逐步失去了隨標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)的能力和業(yè)務(wù)遷移的靈活性。

6 基帶射頻接口

基帶射頻接口標(biāo)準(zhǔn)中，由于實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性好、帶寬利用率高等一系列優(yōu)點(diǎn)，CPRI得到了廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用。OBRI或歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)ETSI的ORI也借用了CPRI的底層定義。

CPRI規(guī)范分成兩個(gè)層次，如圖4所示。層一包括了物理層傳輸、I/Q數(shù)據(jù)的時(shí)分復(fù)用(TDM)映射等，層2包括了控制信令等的定義。CPRI組織對(duì)UMTS/LTE 等的I/Q格式進(jìn)行了規(guī)定，但是對(duì)GSM、CDMA2000的I/Q數(shù)據(jù)，可能是基于碼片速率的原因，沒(méi)有進(jìn)行規(guī)范。協(xié)議二層劃分原理上是能夠承載多業(yè)務(wù)的，但是在層一進(jìn)行過(guò)于細(xì)節(jié)的定義，其實(shí)并不利于實(shí)現(xiàn)多模式的軟基站。相對(duì)而言，OBSAI RP03的四層結(jié)構(gòu)就更加能夠適應(yīng)。如表1所示，在OBSAI RP03中，保證數(shù)據(jù)點(diǎn)到點(diǎn)傳輸?shù)膮f(xié)議層，均能做到與制式無(wú)關(guān)。

如果要使得CPRI適于傳輸多種不同制式，就需要考慮細(xì)化分層，并在底層的空口數(shù)據(jù)容器AxC(Antenna Carrier)大小定義上考慮I/Q數(shù)據(jù)的容量適配，但在使用上要做到與制式無(wú)關(guān)，在傳輸過(guò)程中只考慮無(wú)制式AxC的傳輸，而不關(guān)心I/Q向AxC映射的方式、制式、采樣的信息等。只在無(wú)法忽略制式差異的兩端（也就是基帶調(diào)制解調(diào)和中頻處理）才看到制式數(shù)據(jù)。這樣在部分情況下可能會(huì)犧牲一點(diǎn)承載效率，也可能會(huì)提高一些復(fù)雜度，但是從無(wú)線產(chǎn)品演進(jìn)以及靈活性的角度看，這樣的代價(jià)還是非常值得的。

7 軟基站未來(lái)的趨勢(shì)

軟基站的架構(gòu)形態(tài)，會(huì)走向多模，扁平化架構(gòu)，尤其是多模軟基站，對(duì)“軟”技術(shù)提出了更高的要求，需要提供更為豐富的軟件服務(wù)。軟件服務(wù)內(nèi)容從單純的傳統(tǒng)基站業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)向集成傳輸，集成控制器，集成路由器等多種功能角色為一體，并從固定功能服務(wù)轉(zhuǎn)向了可配置的，可選擇定制的服務(wù)方向。

目前的軟基站硬件架構(gòu)已基本能夠滿足多業(yè)務(wù)共存的需要。未來(lái)軟基站將繼續(xù)向集成度更高、基帶資源調(diào)配更靈活、傳輸方式更豐富、成本更低、節(jié)能更環(huán)保幾個(gè)方向發(fā)展。

未來(lái)軟件技術(shù)將堅(jiān)定地走向IP化、IT化?；緦⒆呦蜷_(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)?；窘尤腴_(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)后，未來(lái)的IP網(wǎng)絡(luò)安全性將受到更多的關(guān)注；未來(lái)軟基站將更多地提供智能化、分布式以及虛擬化的相關(guān)技術(shù)，通過(guò)此類(lèi)技術(shù)靈活地組合基站功能，并逐步完成基站的負(fù)載均衡：

(1) SON等技術(shù)的橫空出世，對(duì)于基站的管理方式是一種革新。自發(fā)現(xiàn)、自下載、自配置，使接入網(wǎng)能夠便利地加入或刪除網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，并能夠自動(dòng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。隨著未來(lái)幾年內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的逐步完善，及在基站設(shè)備中的實(shí)現(xiàn)，軟基站的智能化能力將會(huì)大幅提高。

(2) 分布式數(shù)據(jù)處理模型及技術(shù)的應(yīng)用，可以解決以往基站模型中存儲(chǔ)空間及處理資源瓶頸，將不均衡的業(yè)務(wù)處理分布化，形成均衡負(fù)載處理。最近熱門(mén)的“云計(jì)算” 技術(shù)也是分布式計(jì)算、并行計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算等演變而來(lái)[10]，通過(guò)大型服務(wù)器的集中運(yùn)算能力來(lái)提供云服務(wù)，并將這些概念走向商業(yè)化。盡管最終走向云服務(wù)尚需時(shí)日，但是對(duì)于云計(jì)算的基本理論可以在基站中借鑒和應(yīng)用。

(3)虛擬化技術(shù)的應(yīng)用，會(huì)進(jìn)一步抽象基站的功能劃分，形成處理器資源池和數(shù)據(jù)處理池的二層簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。各個(gè)功能業(yè)務(wù)能夠動(dòng)態(tài)地分配到具有空閑處理能力的單板上，甚至對(duì)實(shí)現(xiàn)跨基站的分布式處理提供技術(shù)支撐，實(shí)現(xiàn)資源配置的優(yōu)化并降低能耗，實(shí)現(xiàn)綠色基站。