3GPP提出5G基站自回传替代光纤回传

　　ICCSZ讯  意义重大！有人说，这是5G的一次里程碑事件。

　　5G时代的Small Cells或拉远RRU将密集分布于城市，要将这些设备连接到中心机房，若按照传统的做法，必然会敷设大量光纤，如毛细血管般密密麻麻。这真是件头痛又花钱的事。怎么办?

　　一、理想很丰满

　　Facebook的Terragraph网络，将设备挂在城市路灯上，组成毫米波网状回传网络，以替代昂贵的光纤敷设。

　　at&t的AirGig项目，在电线杆上挂毫米波设备，信号沿着电力线传送，组成强大的无线回传网络，只要电力线能到达就能实现无线覆盖。无需敷设光缆，完美而廉价的计划。

　　贝尔实验室的F-Cell，利用Massive MIMO波束组成自组织的无线回传构架，以替代光纤，实现Small Cells灵活部署。

　　显然，在面对数据流量暴增、网络致密化的5G时代，网络前传和回传面临严峻的挑战，业界正在积极探索未来更低成本、更具灵活性的网络回传方式。

　　尽管理想很丰满，但当这个项目由3GPP提议后，我想现实不会再骨感。

　　二、5G：集成无线接入和回传链路

　　2017年3月6日至9日，3GPP RAN75#全会于克罗地亚的杜布罗夫尼克召开，这次会议不但通过了5G NR标准加速的提案，而且还提出了一个研究项目：5G NR集成无线接入和回传(Integrated Access and Backhaul for NR)。

　　全文如下：

　　要实现未来5G NR小区之灵活、密集部署，网络需支持无线回传和中继链路，以摆脱对有线传输网络的过度依赖。

　　5G NR(尤其是毫米波)比LTE带宽更大，加之Massive MIMO、多波束系统的部署，集成无线接入和回传方案应运而生。这一方案我们也可称之为“自回传(Self-backhauling)”，它使能密集的5G NR小区以一种更集成的方式来实现灵活部署，如下图所示，在一个集成了无线接入和回传链路的网络里，5G中继节点(rTRPs)在时域、频域和空域(波束)上支持多个无线接入和回传链路。

　　这一方式可工作于相同频段和不同频段，分别对应为带内(in-band)和带外(out-band)中继。尽管支持带外部署对某些5G NR场景很重要，但带内部署更为关键，因为工作于相同的频率意味着接入链路更加紧密相关互连，可避免和减轻干扰。

　　此外，工作于毫米波频段的5G NR将面临一些前所未有的挑战，这包括会遇到严重的short-term blocking，由于整个过程需较大的时间窗口，目前基于RRC的LTE切换机制无法缓解short-term blocking，因此，为了克服毫米波系统中的short-term blocking，需要在5G中继节点之间执行快速的、基于L2的切换，这就像动态点选择一样。

　　基于上述理由，一方面为了减轻毫米波的short-term blocking，另一方面为了更灵活的部署5G NR，这就需要一个允许无线接入和回传链路快速切换的集成的解决方案。

　　当然，也要考虑5G中继节点之间的Over-the-air (OTA) 协作，以减轻干扰，并支持端到端的路由选择和优化。

　　集成无线接入和回传对于5G网络部署初期非常重要，一旦5G NR设备推出，集成无线接入和回传技术必须同步跟上，否则，一旦集成无线接入和回传解决方案延迟，将对5G NR的及时部署产生不利影响。

　　三、最后一点感慨

　　关于自回传(Self-Backhauling)概念在LTE协议中已有，它利用LTE无线资源在eNB之间实现基于层三的点对点中继，要求中继eNB和锚定eNB之间协作调度。

　　不过，由于5G网络致密化，成本效益考量，以及传统CPRI前传无法持续支撑5G规模化，使得这一集成接入和回传的无线解决方案更具紧迫性和彻底性。

　　如果这一方案实现，可以想象，未来设计、维护和优化网络回传的方式将发生巨大的变化。而且，由于需优化路由选择、平衡无线接入和回传流量比，以及要实现网络回传的自配置、自愈能力等，必将会引入大量软件化、机器学习、人工智能等技术。