什麼是 5G 中的無線接入網路 (RAN)?

2024.03.07



作為 5G 的支柱,無線接入網路不僅通過改進的寬頻和連接解決方案增強用戶體驗,而且還為全行業創新開闢了豐富的可能性,例如智慧城市、自動駕駛汽車和物聯網 (IoT) )。

隨著我們迎來 5G 時代,無線接入網路 (RAN) 成為下一代無線通信革命的關鍵推動者。 RAN 是連接的核心,彌合了無數設備和核心網路之間的鴻溝,對於釋放 5G 的變革潛力(閃電般的速度、接近零的延遲和無處不在的覆蓋範圍)至關重要。 本文旨在揭示RAN在5G網路中的作用,闡明其運行原理和優勢,幫助我們更好地理解RAN如何走在推動超連接未來的最前沿。

什麼是無線接入網?

RAN 是一個電信系統部分,通過無線電連接將智慧手機、筆記型電腦和物聯網設備等單個設備連接到網路的其他部分。 RAN 是移動電信系統架構中的關鍵元素,充當用戶設備 (UE) 和核心網路之間傳輸信息的管道。 該網路元件相當於提供各種環境中無線通信所需的必要基礎設施,包括密集的城市地區、郊區和偏遠的農村地區。

5G中的RAN由哪些部分構成?

與 4G 不同,5G RAN 包括天線、遠端無線電單元 (RRU) 和基帶單元 (BBU)。 相反,它被重建為三個操作單元,分別稱為集中單元 (CU)、有源天線單元 (AAU) 和分散式單元 (DU):

CU:CU負責資訊聚合、即時性要求不高的任務。 它還支援堆疊高層的協定,包括 RRC、PDCP 和 SDAP。

AAU:AAU是一種集成了RRU功能和天線陣列的無線通訊設備。 用於同時處理無線信號的發送和接收。 由於硬體集成,可以簡化基站架構,提高信號處理效率。

DU:DU支援協定棧的底層,包括MAC、RLC和物理層,負責必須即時完成的自主、高要求的任務。 CU 調節該邏輯節點的操作,該邏輯節點包含基於功能拆分選項的 eNB/gNB 功能子集。

RAN 是如何工作的?

無線接入網路是行動通訊系統的關鍵組成部分,負責管理使用者設備與網路之間的無線鏈路。 在RAN中,RRU起著至關重要的作用。 它直接連接到天線,負責發送、接收和轉換數位無線電信號。 RU收到信號后,通過CPRI(Common Public Radio Interface)與BBU進行通信。 BBU對信號進行進一步處理,保證資訊順利進入核心網,進行必要的調度和管理。 就像血液一樣,數據通過這種傳輸機制向前或向後流向使用者,完成通話和數據交換的過程。

RAN有哪些無線技術和優勢?

在5G RAN中,多項關鍵無線技術支撐5G網路的高速率、大容量、低時延。 讓我們看一下5G RAN中的重要技術。

Massive MIMO(大規模多輸入多輸出):通過在基站上安裝大量(有時幾十甚至上百)天線,可以同時服務更多使用者,大大提高頻譜效率和網路容量。

波束成形:這是一種信號處理技術,將無線通信集中到針對特定人員或物體的“波束”上。 波束成形和大規模MIMO結合在一起可以顯著增加傳輸範圍

網路切片:雖然不是純粹的無線技術,但網路切片允許運營商提供虛擬網路架構,以滿足不同使用者群的特殊需求,例如不同的速度、容量、連接數、延遲等。

超密集網路(UDN):5G 採用比 4G 更密集的基站佈局。 小基站的大量部署可以提高覆蓋範圍和容量,特別適合人口密集的城市環境。

這些技術共同構成了5G RAN的技術基礎,使5G網路能夠支援大量用戶設備併為各種應用提供服務,例如增強型行動寬頻(eMBB)和大規模機器類通信(mMTC)。 以及超可靠的低延遲通信 (URLLC)。

作為 5G 的支柱,無線接入網路不僅通過改進的寬頻和連接解決方案增強用戶體驗,而且還為全行業創新開闢了豐富的可能性,例如智慧城市、自動駕駛汽車和物聯網 (IoT) )。 憑藉其先進的功能,RAN 對於實現超互聯未來的整體願景至關重要,其中無縫和強大的通信已成定局,標誌著我們在邁向互聯世界的征程中邁出了重大飛躍。