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中国移动无线接入网演进路径：从C-RAN到Nanocell

作为全球最大的移动通信运营商，中国移动现网中基站保有量已经超过了92万个基站，WLAN热点的数量也达到了280万。这些快速增长的网络基础设施背后，是为了应对500倍到1000倍的流量增长；但遗憾的是，流量与收入增长完全不成线性关系。
那么我们又应该如何面对这样的流量，并且把网络高流量的负载变成收入增长的一个契机呢？在一方面，是要创造出更多更有价值的业务应用，让管道具有更多的价值；而在另一方面，则是打造一个节能高效率的网络，这张网络具有更强的频谱利用效率，让管道具有更低的成本。
总体来看，对于普遍缺乏互联网基因的电信运营商而言，开发新业务的难度会更大一些，而聚焦于一些更加实用、实际的改良技术，来降低单位比特的传输成本，可能会更现实一些。中国移动显然正在这条道路上快速前行，通过对现有网络技术的革新与改良，以期重新获得竞争优势。
当然，这是一个全面系统性的工程，涵盖了无线接入网、传送网、核心网和业务支撑平台各个方面。在这篇文章中，我们将会重点论述中国移动在无线接入网方面的革新之举。因为接入网不但投资规模最大、环境最复杂、直接关系到用户感知，而且也是几个平面中现网压力最大改变最迫切的。
绝境
这是一个令很多人沮丧的词语，但事实就是如此。
首先是频谱资源的缺失，3GHz以下可以用于无线通信的频段越来越少；最大的单一频段也就是国内普遍讨论的D频段，我国政府还没有最终确定划分方式。如果采用高频段组网，则意味着巨大的资本投入和难以保障的用户感知，运营商是没有多少兴趣的。
其次是频谱的使用效率，我们已经走过了四代技术。每代技术的革新最核心的使命就是提升频谱利用效率，就以目前的LTE（包括TD-LTE）技术而言，在Release 10中，将下行支持的天线数目将扩展到8个，传输峰值速率也就是30bit/s/Hz，提升的效率依然并不是很高。
第三是如何保障用户的感知，频谱与技术只是一个方面，如果保持现有的蜂窝组网技术不变，中国移动就需要加大基站密度。现在在某些城区环境下，单基站的覆盖面积已经不足500米，这对网规网优的挑战非常大。同时，高密度组网只是考虑到了覆盖容量能力，而没有考虑到分享，网络潮汐效应明显投入回报低。
同时，有超过70%的能耗出现在接入网层面上，在能源成本和社会责任的双重压力之下，网络架构必须要绿色。方法只有一个，那就是对现有的蜂窝通信系统进行系统革新，引入雨伞状的多层次的网络平面，有宏蜂窝也有微蜂窝，甚至包括现在的纳米蜂窝Nanocell。
正如中国移动总裁李跃所说的，中国移动希望在频谱密度、使用效率等方面最大利用率最大化，将网络效能成百上千倍的提升，但要保持现有的能耗水平。而C-RAN和Nanocell则是能否成功的关键。
C-RAN
业界关于C-RAN的讨论已经非常多。从本质上讲，在C-RAN是为了实现网络更加集约化、简单化、绿色化和更富效率，可以有效应对潮汐效应，有效提高全网利用率。
在第一个阶段，是实现小范围内的中心化、一体化的部署，将数十个至100个基站部署在一个基带节点上。据笔者所了解的情况，中国移动目前已经在7个城市进行了部署，其中有三个是聚焦于GSM网络，有两个聚焦于TD—SCDMA，另外两个还在建设之中，到今年年底会有2G/3G/4G的多模。
在第二个阶段，是大幅度提升这种整合处理的能力。从中国移动目前在做的一个项目来看，它计划将一万个TD-LTE载波聚合在一个平台上，打造一个超级平台。大幅度降低每载波能耗，目标是每载波在5瓦之内，单位用户成本控制在一美元，对于CAPEX的降低非常明显。
整体来看，第一个和第二个阶段还是物理空间方面的集中，但在第三阶段，却是从根本上去重写产业格局，实现IT和CT的深度融合。在这个阶段，中国移动需要实现用基于IT的开放式平台，实现基站虚拟化和软件定义网络，进行按需提供网络资源。可以预见，在即将到来的TD-LTE网络建设浪潮中，基于C-RAN这种架构的分布式基站将会成为重点。
Nanocell
当然，C-RAN更多的可以看出同等平面网络的整合处理，考虑到网络热盲点、室内覆盖以及特殊场景，中国移动还需要部署大规模、高密度的接入点，但这并不完全是我们之前广泛讨论的small cell（Femto形态）。
从中国移动对于网络技术的判断来看，这种节点应该称之为纳米蜂窝Nanocell，它的一个关键特征是一体化的芯片，不但要兼容3GPP还要兼容WiFi，在成本方面甚至可以和消费电子相匹敌。从中国移动目前关注的焦点来看，首先要将TD—LTE和WiFi整合到一个纳米节点上。
面对如何海量的接入点，能耗和自动化控制是非常关键的。比如如何实现网络对业务的良好感知，如果在覆盖范围内有业务需求，则会建立业务信道；如果没有需求，网络则处于休眠状态，最大可能的降低能耗。
C—RAN和Nanocell是两个相辅相成的技术，将共同帮助中国移动实现多层网络的架构。C—RAN在NGMN的框架下，已经在六月份完成了第一阶段工作，目前正在最后确定第二步的内容，包括成本分析以及难点技术解决方案，比如RRU-BBU传输数据压缩、网络处理加速软硬件界定以及界面的开放性标准性。与C-RAN相比，Nanocell则还是个新生儿，但这是全球移动通信产业链都迫切需要的技术，在成本控制和网络需求的双向推动下，Nanocell这种高集成、低成本、自动化、智能化的网络技术，前景肯定是美好的。

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