面向绿色无线通信的基站体系结构

　　随着无线通信技术的不断演进，新的通信制式的不断出现和升级以及移动通信宽带化的不断发展，无线通信网面临越来越大的能耗挑战。为了满足不断增长的无线宽带业务及空中流量需求，移动通信运营商不断增加空中接口带宽和基站的数量。随之而来，无线接入网的能源消耗问题变得日益严重。如今，中国3G网络设施正大规模建设，2G网络仍将长期存在并继续增长，伴随而来的是持续不断的网络能源消耗。据统计，无线通信系统中，约80%的能耗来自基站系统。网络规模的快速膨胀带来了基站耗能的快速上升，年增长为30%～40%[1]。

　　因此，在提倡绿色通信、建设集约型社会的今天，有必要提出一种新的基站体系架构，在满足不断发展的无线通信业务的基础上，提高基站设备的能效，降低基站的建设和维护成本，实现无线通信能耗的最小化。

　　1 绿色无线通信的新型基站架构

　　1.1 基于高性能通用处理器的软件无线电技术

　　软件无线电(SDR) 技术是目前最新的也是发展较快的无线通信技术之一。SDR诞生于1992年，由Joe Mitola正式提出[2]。SDR技术采用了开放的模块化结构，基带处理功能可以通过不同的软件模块来实现。软件可以随着器件和技术的发展不断更新或扩展。当前，软件无线电主要通过现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、通用处理器(GPP)实现。与传统的基于FPGA以及DSP的 SDR相比，基于高性能GPP的SDR系统可以降低通信系统开发和调试的复杂度，具有更好的灵活性和可扩展性。基于高性能GPP的SDR系统能极大地节省系统的硬件成本和人力成本[3]。在倡导绿色节能的今天，基于高性能GPP的SDR技术将在无线通信中占据越来越重要的地位。

　　1.2 基于软件无线电的新型基站架构

　　基于高性能GPP的SDR技术的发展，为基站的绿色演进提供了一条有效途径。针对无线系统大发展带来的能耗挑战，我们认为，降低能耗的最有效最直接的方式是降低基站机房的数量和面积。基于高性能GPP的SDR技术的发展使得这种方式成为可能。

　　图1所示为基于高性能通用处理器的新型基站架构。在无线通信系统的绿色演进过程中，为更好地实现基站处理资源的共享，并提高基站系统的集成度，降低基站的占地面积，我们将整个无线通信网络的接入网系统与基站子系统分离开来。覆盖一定区域的全部基站设备集中起来，形成一个统一的基带处理池。这样不仅减小了基站的数量和占地面积，节约建设成本，也方便了动态灵活地进行基站处理资源的调度。此外，远端无线射频单元(RRU)和天线形成一个高容量广覆盖的分布式无线接入网络。RRU灵巧轻便，便于安装和维护，可以大范围高密度地使用，能有效地降低接入网成本。