5G 基礎設施大賽鳴槍起跑

作者 : Nir Shapira,CEVA行動寬頻事業部門業務開發總監

5G再度成為基礎設施開發者群雄逐鹿的市場,對基頻解決方案的需求令人望而生畏──效能和平行性、彈性和調適性,以及對5G未來發展的符合性,在在都需要解決方案。

一段時間以來,華為(Huawei)似乎於全球行動網路上許多初期的5G基礎設施建設定於一尊。但地緣政治的介入使得情況改觀。各種跡象顯示,大家只要快速追趕無線通訊技術的水準,就能回到同一競爭水準,通往龐大5G基頻系統的大門已經在我們眼前敞開。

說明5G基頻需求的複雜性絕非易事。當然,在支援多個高頻帶寬的大量MIMO頻道中有著龐大的處理需求,基頻還必須支持範圍廣泛的服務,從eMBB到URLLC,在sub-6 GHz及mmWave頻譜中,也持續支持原有LTE。這是一個廣泛且高度多樣化的架構、演算法及模式。

為避免見樹不見林的迷思,我們改為用集中式行動接入網路(C-RAN)配置作為說明。遠端無線單元(RRU)進行基本處理、低階PHY在天線旁進行處理及波束成型,同時將大部分處理作業轉到交換局;RRU同時還必須提供可觀的聚合,為各種通訊連接處理大量的MIMO、波束成型、以及不同的行動接入技術(RAT)。

在交換局端,越來越多更快地連接到所有這些RRU也需要大量的聚合以提供高階平行性及基頻單元(BBU)共用支援,以便處理器在多個連接的RRU間共享,而降低網路業者的固定和變動成本。

這只是挑戰之一;第二個考量是行動接入網路還必須快速地演進,從傳統的分散式RAN (D-RAN,大部分處理在個別基地台完成)到集中式(C-RAN,大部分處理在交換局或邊緣局完成),再到完全虛擬化的V-RAN,所有這些都是為了降低成本和提高彈性。私有網路是另一個新出現的選項。另一個熱門趨勢是開放式RAN (O-RAN),使RAN中的硬體和軟體脫鉤。服務這些選項的每一個都需要在運算的分散性及最佳化ROI方面,提供更多的彈性。

第三個考量因素是對多使用者及多重運算作業的支持。以一個上限為100MHz的5G訊號為例,你可以把這個分配給單一使用者,其擁有好幾個GB的連接,或者你可以分配給同一頻寬中聚合多個使用者,而每個使用者得到較小的頻寬?AR/VR新增另一個難題,因其超低延遲,這需要短期的資源需求。在這種多使用者環境下,高效率向量運算難度極高,標準的大向量支持(對單個用戶非常有效)是不夠的,同時底層的硬體架構必須精密設計以配合有大量小空隙的環境。

最後,必須切記5G是個不停變動的目標。3GPP已經核准支援初期eMBB使用案例的版本15。在預期幾個月內發布的版本16中,將導入處理超短延遲的URLCC。版本17則可能在2021年問世。純硬體式解決方案不可能跟上這樣的變化,只有以軟體定義為操作著眼點而打造的高速硬體平台,才能滿足應付各種不同的新挑戰。

這個市場值得一搏嗎?分析師預估,儘管市場上對5G推出速度有各種疑慮,但從2022年起,每年RAN持續的資本投入將達美金300億,其中5G基地台的投資將佔大部分。

規模化滿足這些需求需要奠基於新的DSP架構、針對基頻應用的最佳化、以及與設備製造商龍頭的密切合作。其核心的速度必須足以配合5G的最高效能需求、超高的彈性以提供動態資源分配所需的多核心、多線程支援及各種應用所需之大型核心叢集的高效率支援。

(本文由CEVA提供)

發表評論