Les architectes réseau peuvent prendre en charge diverses topologies de réseau basées sur le concept C-RAN. Plus précisément, déployées conjointement aux réseaux macrocellulaires et microcellulaires, les architectures de petites cellules basées sur le C-RAN devraient permettre de réaliser d'importantes économies sur les dépenses d'investissement et les coûts d'exploitation, ce qui pourrait se traduire par des économies pour les utilisateurs finaux.
Exigences de liaison et options d'installation :
Afin d'améliorer la capacité du réseau et la qualité de service, les architectures traditionnelles et émergentes doivent répondre aux exigences de débit de transmission de données plus élevées offertes par les protocoles LTE et LTE-Advanced. Ces protocoles offrent une efficacité spectrale nettement supérieure grâce à un ensemble de techniques de couche physique (PHY) et de couche MAC, telles que l'agrégation de porteuses (CA), le MIMO, la transmission multipoint coordonnée (CoMP), l'annulation d'interférences, etc. Plus précisément, LTE-A permet l'agrégation de jusqu'à cinq porteuses LTE de 20 MHz. Combinées au MIMO, les techniques d'agrégation de porteuses peuvent atteindre des débits de plusieurs centaines de gigabits par seconde entre les unités radio et bande de base (c'est-à-dire la liaison locale ou d'accès). Une fois la quantification des signaux I et Q disponible, le récepteur peut appliquer différents types d'algorithmes d'annulation d'interférences, de décodage MIMO et de CoMP afin d'améliorer le rapport signal/bruit du réseau. Le tableau 1 présente un exemple de calcul pour un système LTE-A à trois secteurs avec cinq porteuses de 20 MHz.
Pour le transport de données sur la liaison locale, les opérateurs peuvent utiliser les connexions fibre optique ou câble existantes. Ils peuvent également recourir à des technologies émergentes telles que le réseau d'accès sans fil. Le choix de ces technologies est généralement influencé par les limitations de l'infrastructure. Par exemple, dans les zones urbaines densément peuplées, l'installation de nouvelles fibres optiques est complexe, ou une solution compacte est nécessaire ; dans ce cas, une liaison sans fil est plus appropriée. En revanche, dans les zones déjà couvertes par la fibre optique, les opérateurs peuvent exploiter l'infrastructure existante.
Quel que soit le déploiement, les fournisseurs d'équipements doivent proposer une solution efficace et basse consommation, facilement adaptable aux systèmes de grande capacité. Ces solutions efficaces se traduisent généralement par l'utilisation de connecteurs optiques économiques, une réduction du nombre de liaisons et une amélioration de l'efficacité spectrale du réseau local. La compression des données est un moyen d'y parvenir. Par exemple, avec une compression 2:1 sur la liaison locale dans les réseaux C-RAN et les réseaux de petites cellules, il est possible d'atteindre des débits de transmission de données jusqu'à 4,9152 Gbit/s avec un connecteur optique limité à 2,5 Gbit/s. L'utilisation de connecteurs optiques à débit inférieur et d'un nombre réduit de liaisons permet de réduire les coûts et la consommation d'énergie. De plus, cette configuration facilite le transport d'échantillons 15 bits I<sub>I</sub> et 15 bits Q<sub>Q</sub> sur trois secteurs maximum, avec la technologie MIMO 2x2 et deux porteuses LTE (une à 10 MHz et l'autre à 20 MHz), au sein d'un même système. Ceci permet d'appliquer des techniques avancées d'annulation des interférences et de gestion de la charge, basées sur la quantification des échantillons I et Q, ce qui réduit le coût et la consommation d'énergie du système dans le réseau d'accès radio. La figure 1 illustre un exemple d'architecture système basée sur C-RAN et une petite cellule avec compression I2Q.
Exigences de performance :
Outre une efficacité spectrale améliorée, les protocoles sans fil maintiennent une certaine qualité de signal (par exemple, l’amplitude du vecteur d’erreur ou EVM) afin de garantir une qualité de service spécifique sur le réseau. De plus, les exigences en matière d’EVM peuvent varier selon les techniques de modulation. Le tableau 2 récapitule les exigences d’EVM de la norme LTE-A pour différentes techniques de modulation. D’autres protocoles sans fil, tels que WCDMA et GSM, ont des exigences similaires.
Exemple de performance :
Pour atteindre un niveau de qualité de service supérieur, la technologie de compression utilisée sur le réseau d'accès doit respecter les exigences EVM spécifiées par les protocoles sans fil. De plus, les méthodes de compression choisies doivent maintenir une marge de sécurité suffisante pour les autres modules de la chaîne de signal, afin que les opérateurs puissent optimiser les performances EVM tout en améliorant le débit du réseau. La figure 2 illustre un exemple typique de spectre de signal dans la liaison descendante 3GPP E-TM3.1 et les performances EVM correspondantes avec la technologie de compression de données I2Q. Dans cet exemple, un signal LTE-A de 20 MHz est compressé et décompressé avec une EVM inférieure à 1 % RMS pour un taux de compression de 2:1. Ceci laisse une marge de sécurité suffisante pour que les autres modules de la chaîne de signal respectent les exigences EVM du système.
Résumé :
Les organisations et les opérateurs évaluent différentes techniques de compression pour une évolution simplifiée vers des systèmes à plus haute capacité dans les réseaux d’accès radio traditionnels et émergents. Grâce à un niveau plus élevé d’EVM (Enhanced Value Management), il est possible de compresser les données dans les réseaux sans fil tout en conservant une marge suffisante pour les autres modules de la chaîne de signal. À partir des échantillons I et Q disponibles dans une solution compatible avec la compression, les architectes système et les équipementiers pourront optimiser les performances du système grâce à un ensemble de techniques avancées de traitement du signal et de partage des ressources réseau dans les réseaux C-RAN (Computer-Aided Rank-to-Radio) et les réseaux de petites cellules émergents.
Auteur:
Par : Mohammad Akhter, architecte en chef, Integrated Device Technology, Inc.
