本文版权为《邮电设计技术》所有，如需转载请联系《邮电设计技术》编辑部
摘要：总结了C-RAN架构将无线接入信息流的处理由分布孤立式向集中协同式的演进思路，进一步提出聚合计算的移动接入网络架构，并介绍了新型架构的协议栈、基本功能及主要流程，该架构可实现更多基站更大范围的聚合计算及资源管控，持续提升频谱资源效率，破解移动接入网络架构可持续发展的难题。
关键词：移动接入网络架构；协同计算；聚合计算
doi：10.12045/j.issn.1007-3043.2023.01.009
概述
随着移动通信的迅猛发展，无线通信网络中的数据流量激增，须在最小化成本和资源消耗下部署更大规模和容量的移动接入网络，这为移动通信接入网的系统架构设计带来了巨大挑战。基站是移动接入网的核心组成部分，它由 3 个部分组成：天线、射频单元（RRU）和基带处理单元（BBU）。1G 和 2G 时代，BBU、RRU和供电单元等设备放置于机房的机柜中，机房必须与天线共站点以减少 RRU 和天线间的馈线损耗。3G初期，基站的BBU和RRU开始正式分离，RRU不必与 BBU 集成在机房机柜中，RRU 通常部署于天线下方，有利于降低 RRU 到天线间射频传输损耗，是无线接入网设备形态的第一次重大变化，虽RRU与天线物理距离拉近，但受限于传输、计算与处理能力，BBU仍与RRU位置较近，通常在100 m以内，仍属于传统分布式接入架构（Distributed Radio Access Network，DRAN）。
随着移动互联网时代的到来，移动网流量呈爆炸式增长，若继续采用传统 D-RAN 架构，每一代移动通信的站址预估需增加 5 倍以上，面临寻址难、干扰大、功耗激增、站间协同困难等挑战。为克服以上问题，笔者及团队创新提出计算协同移动接入网架构（Centralized Radio Access Network，C-RAN）。C-RAN 架构围绕“集中化（Centralize）、池化（Cloud）、协作化（Coordination）、绿色（Clean）”设计理念，将多个无线站点的 BBU 集中于中心机房，形成 BBU 基带池，中心机房与 RRU 通过前传（光纤直驱）连接，距离可提升至10 km。对于 Massive MIMO 站点，为降低前传传输带宽，将 BBU 内物理层部分信息处理前移至 RRU，成为有 源 天 线 单 元（Active Antenna Unit，AAU），BBU 和 AAU 间的前传接口也从 CPRI（ Common Public Radio Interface）演进为eCPRI（Enhanced-CPRI）。
C-RAN 架构突破了“一基站一机房”全分布式架构下的站间协同处理限制，实现了多站一机房，为站间协同计算奠定了基础。同时C-RAN架构开启“计算协同提效能”的技术方向，破解“资源堆砌式”的发展难题，有利于提升系统频谱效率，同时节省了物理机房，减低了能耗及维护代价，已逐渐成为移动通信接入网部署新模式（见图1）。
图1 移动接入网集中部署架构（C-RAN）
