5G 中采用了什么样的新型信号处理技术？

近日，腾讯无线网络与物联网技术负责人李秋香与高校科研教授、产业链、运营商等各行业的嘉宾一起参与了知乎「 科技共振之 5G+ 」活动，除了专业的5G探讨，也聊了不少和开发者们息息相关的问题。基于此，腾讯云开发者社区联手知乎科技，从知乎超过 10000 条 5G 相关问答中精选内容落地社区专题「 共探 5G 」。

本文为知乎用户甜草莓关于“ 5G 中采用了什么样的新型信号处理技术？”的问答内容分享。

最近有点累，写点最近看的非物理层的、有意思的技术吧[1]。

众所周知，远端无线射频单元（RRH）和基带处理单元（BBU）之间的分离是5G中云化无线接入网（C-RAN）为了降低投资和运营支出，增加软件灵活性，提高干扰控制效率非常重要的措施。BBU可以部署在通用的虚拟化服务器上，进行集中式管理。而这种传统基站的功能分离产生了新的网络结构----前传链路，在RRH和BBU之间需要有光纤来连接，传输来自基站的模拟或者数字信号，如下图：

那么前传光纤需要有多大带宽才能支持RRH和BBU之间的实时传输呢？

考虑多天线和载波聚合，答案是10Gbit/s[2]。

但是问题是，因为异构网络的存在，光纤有时候无法铺设专网，需要租赁已有的居民带宽，然而这不一定会有辣么宽。所以，前传链路的容量限制使RRH上进行信号压缩成为一种必然选择，这种压缩可能基于滤波、预测量化等等。但是有的时候，压缩也不足以解决链路容量问题，那么就出现了另一种方案：重新配置和分解RRH和BBU之间的功能。

这里可以重新配置的功能FFT/IFFT单元、解映射、信号同步、信道估计、预编码、信道编码和差错重传等信号处理模块。

那么问题就来了？ 在C-RAN里，我们应该在什么时候把什么模块放在RRH还是BBU中？或者我们换个问法，在C-RAN中，如何配置上述信号处理模块？特别的，我们如何处理massive MIMO中最重要的两个模块，信道估计和预编码？

信道估计：

• 传统的方式是RRH对信号量化，BBU估计信道
• 也有可能是RRH量化+估计[3]

第一个优点是基带信道估计这个功耗大户可以进入BBU，带来运维成本降低，第二个优点是量化可以和估计一起进行联合优化，做到自适应量化，提高量化精度，降低前传容量的依赖。

这个问题同样存在于下行链路的信道编码和预编码模块里：

• 传统的方式是在BBU预编码信道并量化，传输基带信号
• 也有可能是RRH来运行预编码[4]

当然这是一个值得讨论和考虑的问题，显然我们也能通过建模，计算两种场景下的信道容量得到一些精确的结论。这里就不多描述计算过程了。

总之最后的结果是与信道状态有关。当信道的相干周期和前传链路的容量较小时，上行链路信道估计在RRH中执行是最优的，当信道相干周期大时，下行链路预编码在RRH中是最优的。

所以，结论是信道估计和预编码最好不要同时放在RRH或者BBU中.

（逃：

参考

1. ^Signal processing for 5G: algorithms and implementations[M]. John Wiley & Sons, 2016.
2. ^Checko A, Christiansen H L, Yan Y, et al. Cloud RAN for mobile networks—A technology overview[J]. IEEE Communications surveys & tutorials, 2014, 17(1): 405-426.
3. ^Hassibi B, Hochwald B M. How much training is needed in multiple-antenna wireless links?[J]. IEEE Transactions on Information Theory, 2003, 49(4): 951-963.
4. ^Park S, Chae C B, Bahk S. Before/after precoded massive MIMO in cloud radio access networks[C]//2013 IEEE International Conference on Communications Workshops (ICC). IEEE, 2013: 169-173.

作者：甜草莓

链接：https://www.zhihu.com/question/356033115/answer/908311983

来源：知乎 著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。