二、未来无线网络演进的关键 技术MSA
随着无线网络的不断发展,MSA通过采用多制式、多载波和多层网络的深度融合,可以较好地解决当前网络所面临的移动性支持待提升、干扰问题突出和资源利用率不高等问题,从而极大地提升边缘吞吐量,真正实现无边界网络的理念。
未来无线网络通过采用网络分层和MSA的完美结合,可以使用户无论处于网络的任何位置,都能够享受到高速稳定的 数据接入服务,实现超宽带、零等待和无处不在的连接,从而带来高速、高质量以及简单自由分享的业务体验。其中,网络分层是指多层的网络架构,包括Host Layer和Boosting Layer,如图1所示。Host Layer主要用于确保网络覆盖,通过建立Host link来 为用户提供信令和数据的传输,提供无处不在的连接,保证可靠的基本用户体验;Boosting Layer主要用于提升网络容量,通过建立Boosting link来为用户提供数据的传输,达到最佳的用户体验。而MSA是有机聚合Host Layer和Boosting Layer的关键技术,通过多个节点为用户提供多流汇聚,进一步提升了用户感受和网络容量,该技术已经被业界广泛认可,并从3GPP R10版本开始逐步被支持,成为当前标准讨论的热点。
RAN侧的网络实体,如BBU pool或者SRC(Single Radio Controller),可作为MSA的集中控制节点,执行统一的控制功能,从而更好地实现网络分层、数据分流以及协调调度等。
Host Layer:保证可靠的基本用户体验
Host Layer能够有效地解决当前网络所面临的移动性和干扰问题。
在同频场景下,Host Layer可采用相同小区ID的网络部署方式,通过不同节点使用相同的物理小区标识(PCI,Physical Cell Identifier),从而避免同频切换;在异频场景下,例如多载波或者多制式场景,Host Layer可使用户总是附着在宏站上,即:无论用户在宏站覆盖范围内如何移动,始终保持用户和宏站之间的Host link存在,从而避免异频切换。
网络分层后,干扰进一步可分为层内干扰和层间干扰。协调调度可用于解决层内干扰,例如:针对干扰敏感用户,Host Layer可以通过协调邻区的调度,降低其所受干扰。时频资源分离可用于解决 层间干扰,例如:预留一部分时频资源在Host Layer的 不同节点间进行SFN(Single Frequency Network)传输,以达到最佳的覆盖,而其他的时频资源在节点间进行空间复用,以达到最佳的效率。换言之,不同层之间通过保证资源的相互独立,从而降低层间干扰。
Host Layer通过避免切换,保证了用户业务的连续性;通过降低干扰,提升了用户的吞吐量,从而保证了可靠的基本用户体验。
Boosting Layer:提供最佳的用户体验
MSA是有机聚合Host Layer和Boosting Layer的关键技术,针对不同的应用场景又进一步包括:Intra-frequency MSA、Inter-frequency MSA和Inter-RAT MSA。
·Intra-frequency MSA:利用多个同频节点为用户 提供多流汇聚
在传统HetNet场景下,用户仅能与其单个附着节点进行数据的传输,系统资源无法得到充分利用。而未来网络可通过采用Intra-frequency MSA技术,使得用户可以动态地实现与一个或者多个最佳节点进行数据传输,完成同频节点间的多流汇聚,达到最佳的用户体验。同频MSA中,数据传输节点对用户而言是透明的,即使是在不同小区ID的场景下,也不需要信令的开销,从而最大化利用系统资源,更好地解决当前网络存在的资源利用不充分问题,实现用户体验的一致性。
此外,Intra-frequency MSA还采用了一些先进的算法,可带来200%的边缘吞吐量提升,包括:CS-PC(Coordination Scheduling Power Control),通过协调调 度功率控制来实现干扰管理;CLB(Coordination Load Balance),通过自适应协调负载均衡提升频谱效率;CoMP(Coordinated Multi-Point),基于实时的信道变化进行动态节点选择或者联合传输,从而实现业务的负载均衡等。
·Inter-frequency MSA:利用多个异频节点为用户 提供多流汇聚
在传统HetNet场景下,当用户在宏站和小站之间移动过程中,异频切换将被触发,可能影响用户的体验。而未来网络可通过采用Inter-frequency MSA技术,使得用户总是附着在宏站上,即:始终保持用户和宏站之间存在Host link,并动态选择最佳小站,通过用户和最佳小站之间的Boosting link来对宏站进行数据分流。对用户而言,形成了不同载波间的多流汇聚,进一步提升了用户感受和网络容量。
根据宏站和小站之间backhaul link的时延特性, Inter-frequency MSA又分为两种场景:理想backhaul和非理想backhaul。 理想backhaul指的是宏站和小站之间 backhaul link的传输时延可以忽略不计,非理想backhaul指的是宏站和小站之间backhaul link的传输时延不可忽略。值得一提的是,非理想backhaul场景下将不同节点不同载波上的数据流进行灵活的汇聚,是3GPP Rel-12标准的核心热点之一,受到业界的广泛关注。
·Inter-RAT MSA:利用多个不同制式的节点为用 户提供多流汇聚
异制式的多流汇聚(Inter-RAT MSA)是实现不同制式融合方案的关键技术。其中,Host Layer可以是UMTS或者LTE,Boosting Layer可以是LTE或者Wi-Fi。
以LTE和Wi-Fi融合场景为例。LTE作为Host Layer,用于提供覆盖,保持用户和宏站之间的Host link始终存在,保证可靠的基本用户连接;Wi-Fi作为Boosting Layer,用于容量提升,通过用户和Wi-Fi之间的Boosting link提升传输速率,达到最佳的用户体验。
在网络部署时,大多数数据业务的下行业务量远超过上行,然而蜂窝网络的传输资源基本上是上下行对称的,所以蜂窝网络的下行数据传输更急需增强。此外,由于Wi-Fi网络的上行存在更为严重的接入冲突、隐藏终端以及QoS等问题,并且这些问题会随着用户数目的增加而急剧恶化。基于上述考虑,华为认为,最高效的传输方案是将Wi-Fi主要用于下行数据传输,即:根据信道、网络负载和干扰状况等因素,通过在RAN侧新定义的控制实体SRC,灵活地将蜂窝的Host link上的下行数据分流到Wi-Fi的Boosting link上,从而使得用户的峰值体验成倍提升,同时也可以极大地提升网络容量。
目前,基于上述方案和技术,华为已经利用现有的产品平台实现了MSA技术,并在外场成功地验证了网络分层与MSA技术融合所带来的用户体验提升,真正实现了未来无边界网络的理念。
来源:华为技术
二、未来无线网络演进的关键 技术MSA
随着无线网络的不断发展,MSA通过采用多制式、多载波和多层网络的深度融合,可以较好地解决当前网络所面临的移动性支持待提升、干扰问题突出和资源利用率不高等问题,从而极大地提升边缘吞吐量,真正实现无边界网络的理念。
未来无线网络通过采用网络分层和MSA的完美结合,可以使用户无论处于网络的任何位置,都能够享受到高速稳定的 数据接入服务,实现超宽带、零等待和无处不在的连接,从而带来高速、高质量以及简单自由分享的业务体验。其中,网络分层是指多层的网络架构,包括Host Layer和Boosting Layer,如图1所示。Host Layer主要用于确保网络覆盖,通过建立Host link来 为用户提供信令和数据的传输,提供无处不在的连接,保证可靠的基本用户体验;Boosting Layer主要用于提升网络容量,通过建立Boosting link来为用户提供数据的传输,达到最佳的用户体验。而MSA是有机聚合Host Layer和Boosting Layer的关键技术,通过多个节点为用户提供多流汇聚,进一步提升了用户感受和网络容量,该技术已经被业界广泛认可,并从3GPP R10版本开始逐步被支持,成为当前标准讨论的热点。
RAN侧的网络实体,如BBU pool或者SRC(Single Radio Controller),可作为MSA的集中控制节点,执行统一的控制功能,从而更好地实现网络分层、数据分流以及协调调度等。
Host Layer:保证可靠的基本用户体验
Host Layer能够有效地解决当前网络所面临的移动性和干扰问题。
在同频场景下,Host Layer可采用相同小区ID的网络部署方式,通过不同节点使用相同的物理小区标识(PCI,Physical Cell Identifier),从而避免同频切换;在异频场景下,例如多载波或者多制式场景,Host Layer可使用户总是附着在宏站上,即:无论用户在宏站覆盖范围内如何移动,始终保持用户和宏站之间的Host link存在,从而避免异频切换。
网络分层后,干扰进一步可分为层内干扰和层间干扰。协调调度可用于解决层内干扰,例如:针对干扰敏感用户,Host Layer可以通过协调邻区的调度,降低其所受干扰。时频资源分离可用于解决 层间干扰,例如:预留一部分时频资源在Host Layer的 不同节点间进行SFN(Single Frequency Network)传输,以达到最佳的覆盖,而其他的时频资源在节点间进行空间复用,以达到最佳的效率。换言之,不同层之间通过保证资源的相互独立,从而降低层间干扰。
Host Layer通过避免切换,保证了用户业务的连续性;通过降低干扰,提升了用户的吞吐量,从而保证了可靠的基本用户体验。
Boosting Layer:提供最佳的用户体验
MSA是有机聚合Host Layer和Boosting Layer的关键技术,针对不同的应用场景又进一步包括:Intra-frequency MSA、Inter-frequency MSA和Inter-RAT MSA。
·Intra-frequency MSA:利用多个同频节点为用户 提供多流汇聚
在传统HetNet场景下,用户仅能与其单个附着节点进行数据的传输,系统资源无法得到充分利用。而未来网络可通过采用Intra-frequency MSA技术,使得用户可以动态地实现与一个或者多个最佳节点进行数据传输,完成同频节点间的多流汇聚,达到最佳的用户体验。同频MSA中,数据传输节点对用户而言是透明的,即使是在不同小区ID的场景下,也不需要信令的开销,从而最大化利用系统资源,更好地解决当前网络存在的资源利用不充分问题,实现用户体验的一致性。
此外,Intra-frequency MSA还采用了一些先进的算法,可带来200%的边缘吞吐量提升,包括:CS-PC(Coordination Scheduling Power Control),通过协调调 度功率控制来实现干扰管理;CLB(Coordination Load Balance),通过自适应协调负载均衡提升频谱效率;CoMP(Coordinated Multi-Point),基于实时的信道变化进行动态节点选择或者联合传输,从而实现业务的负载均衡等。
·Inter-frequency MSA:利用多个异频节点为用户 提供多流汇聚
在传统HetNet场景下,当用户在宏站和小站之间移动过程中,异频切换将被触发,可能影响用户的体验。而未来网络可通过采用Inter-frequency MSA技术,使得用户总是附着在宏站上,即:始终保持用户和宏站之间存在Host link,并动态选择最佳小站,通过用户和最佳小站之间的Boosting link来对宏站进行数据分流。对用户而言,形成了不同载波间的多流汇聚,进一步提升了用户感受和网络容量。
根据宏站和小站之间backhaul link的时延特性, Inter-frequency MSA又分为两种场景:理想backhaul和非理想backhaul。 理想backhaul指的是宏站和小站之间 backhaul link的传输时延可以忽略不计,非理想backhaul指的是宏站和小站之间backhaul link的传输时延不可忽略。值得一提的是,非理想backhaul场景下将不同节点不同载波上的数据流进行灵活的汇聚,是3GPP Rel-12标准的核心热点之一,受到业界的广泛关注。
·Inter-RAT MSA:利用多个不同制式的节点为用 户提供多流汇聚
异制式的多流汇聚(Inter-RAT MSA)是实现不同制式融合方案的关键技术。其中,Host Layer可以是UMTS或者LTE,Boosting Layer可以是LTE或者Wi-Fi。
以LTE和Wi-Fi融合场景为例。LTE作为Host Layer,用于提供覆盖,保持用户和宏站之间的Host link始终存在,保证可靠的基本用户连接;Wi-Fi作为Boosting Layer,用于容量提升,通过用户和Wi-Fi之间的Boosting link提升传输速率,达到最佳的用户体验。
在网络部署时,大多数数据业务的下行业务量远超过上行,然而蜂窝网络的传输资源基本上是上下行对称的,所以蜂窝网络的下行数据传输更急需增强。此外,由于Wi-Fi网络的上行存在更为严重的接入冲突、隐藏终端以及QoS等问题,并且这些问题会随着用户数目的增加而急剧恶化。基于上述考虑,华为认为,最高效的传输方案是将Wi-Fi主要用于下行数据传输,即:根据信道、网络负载和干扰状况等因素,通过在RAN侧新定义的控制实体SRC,灵活地将蜂窝的Host link上的下行数据分流到Wi-Fi的Boosting link上,从而使得用户的峰值体验成倍提升,同时也可以极大地提升网络容量。
目前,基于上述方案和技术,华为已经利用现有的产品平台实现了MSA技术,并在外场成功地验证了网络分层与MSA技术融合所带来的用户体验提升,真正实现了未来无边界网络的理念。
来源:华为技术
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