5G渐行渐近,赛灵思携手中移动研究NGFI意义重大

作者:张国斌
一周前,国际电信联盟正式对外宣布,已制定发展第五代移动通信(5G)的总体路线图并将其命名为“IMT-2020”。预计5G将在2020年上市,ITU目前暂定的5G峰值速率目标值为20Gbps,新系统将在移动宽带无线系统中引入新的连通模式,以支持超高清视频业务、实时低时延应用并扩展物联网(IoT)的范围。目前5G各项技术接口技术还没有确定,因而中国主导的各项技术有望在5G时代成为主流。

昨天,赛灵思公司(NASDAQ:XLNX)宣布与中国移动研究院(CMRI)就下一代前传接口(NGFI)的开发签署合作备忘录(MOU),双方在中国移动研究院举办的NGFI研讨会上举行了隆重的签约仪式。随着5G宽带多天线系统的出现,Xilinx和CMRI正结合C-RAN、大型天线系统和3DMIMO等新兴技术,共同研究开发新型无线网络前传接口的关键技术和组件。个人认为这个合作意义重大。

下一代前传接口(NGFI)是什么技术?

NGFI是指下一代无线网络主设备中基带处理功能与远端射频处理功能之间的前传接口。如下图所示,下一代前传网络接口(NGFI:Next Generation Fronthaul Interface)的概念由中国移动研究院提出,NGFI有望解决移动通信前传网络在面向C-RAN及4.5G、5G演进过程中所面临的高带宽、低时延以及支持灵活交换等问题,目前IEEE,ITU-T等标准化组织已开始展开对此课题的相关研究。

NGFI是一个开放性接口,至少具备两大特征:一方面是重新定义了BBU和RRU的功能,将部分BBU处理功能移至RRU上,进而导致BBU和RRU的形态改变,重构后分别重定义名称为RCC(Radio Cloud Center,无线云中心)和RRS(Radio Remote System,射频拉远系统);另一方面是基于分组交换协议将前端传输由点对点的接口重新定义为多点对多点的前端传输网络。此外,NGFI至少应遵循统计复用、载荷相关的自适应带宽变化、尽量支持性能增益高的协作化算法、接口流量尽量与RRU天线数无关、空口技术中立RRS归属关系迁移等基本原则。NGFI不仅影响了无线主设备的形态,更提出了对NGFI承载网络的新需求。

赛灵思提供什么?

NGFI的设计需要联合考虑无线和传输两个层面。在无线层面,BBU和RRU需要进行功能重新划分,考虑数据总吞吐量随空口实际服务用户的数量变化而改变,利用分组包的统计复用效果降低总传输成本。在传输层面,NGFI要求接口分组化以便于利用以太网进行传输,进而实现灵活的RCC和RRS间的连接关系。如何实现对NGFI数据的支持,尤其是对时延、时延抖动及同步的支持,是设计以太网前传网络的主要挑战。

在目前的无线系统中,基带设备和射频单元通过CPRI前传网络协议连接,其带宽增速迅猛,需要运营商铺设越来越多的光纤电缆,导致部署成本的大幅增加。未来无线网络的发展趋向于集中式的基带架构,必然会对的前传网络提出更大的挑战,亟需新技术改进前传协议。赛灵思全可编程( All Programmable)器件和设计环境将作为一个重要的推动者,支持这个接口和未来无线系统的开发。

NGFI需要大量的算法实现,赛灵思通过其Zynq®SoC平台,正在为NGFI生态系统打造一个经验证的NGFI参考设计。这个参考设计可以很容易地迁移到其它Zynq和Zynq UltraScale+MPSoC器件上,有望成为4.5G/5G无线前传网络研究的基准框架。

合作意义

1、 助力中国NGFI 技术标准化,有了赛灵思的支持,中国移动可以尽早完成NGFI接口的演示和验证工作,这对于中国公司技术入主国际5G标准意义重大;

2、 当前的’硬’移动网络存在着一些严重的挑战,其中包括上市时间,服务创新,节能,成本控制和互操作性等。通过赛灵思合作,可以利用FPGA实现节能、成本控制等。

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