O-RAN und Massive MIMO – funkzellenfreie Exploration
„Durch die Aufschlüsselung der Funktionalitäten in mehrere virtuelle Einheiten am KU Leuven Distributed Massive MIMO-Prüfstand profitieren wir von der Flexibilität der O-RAN-Architektur und der Kapazitätssteigerung des funkzellfreien Massive MIMO-Systems.“
Prof. Sofie Pollin, Networked Systems Group, KU Leuven
Die Aufgabe:
Die Integration von funkzellenfreiem und O-RAN fängt an, Aufmerksamkeit zu erregen, aber bisher fehlen experimentelle Ergebnisse.
Die Lösung:
Mit Hilfe von NI-Geräten hat die KU Leuven einen Massive-MIMO-Prüfstand entwickelt, der die Verteilung der Antennenelemente durch Anwendung verschiedener Vorkodierungsmatrizen auf bestimmte Antennen ermöglicht.
Die Vision von O-RAN
Die Vision von O-RAN ist die Aufschlüsselung des RAN in verschiedene funktionale Knoten, wie zentralisierte Einheit (O-CU), verteilte Einheit (O-DU) und Funkeinheit (O-RU). Diese Knoten werden von mehreren Anbietern bereitgestellt, und ihre Funktionen werden nahtlos und sicher integriert.
Parallel dazu werden skalierbare, zellfreie massive MIMO-Architekturen die Übertragungsrate mithilfe von verteilten, kooperativen Signalverarbeitungstechniken voraussichtlich verbessern. Die Integration von funkzellenfreiem und O-RAN fängt an, Aufmerksamkeit zu erregen, aber bisher fehlen experimentelle Ergebnisse.
Massive MIMO-Prüfstand von NI und der KU Leuven
Der flexible Massive MIMO-Prüfstand von NI und der KU Leuven ermöglicht eine Verteilung der Antenneelemente. Er kann virtuelle DUs (vDUs) und virtuelle RUs (vRUs) emulieren, indem verschiedene Vorkodierungsmatrizen auf ausgewählte Antennen angewendet werden. Darüber hinaus können die 64-Patch-Antennen des Testbeds auf mehrere Arrays übertragen und verteilt werden, um kleine funkzellfreie Szenarien zu emulieren.
Beim ersten Versuch, O-RAN- und funkzellfreie Systeme virtuell zu integrieren, betrachten wir den Fall der Aufteilung des Decoders über einen einzelnen vDU oder zwei vRUs, wobei der vRU das Signal von acht Antennen kohärent kombiniert.
Der flexible Massive MIMO-Prüfstand von NI und der KU Leuven ermöglicht eine Verteilung der Antenneelemente. Er kann virtuelle DUs (vDUs) und virtuelle RUs (vRUs) emulieren, indem verschiedene Vorkodierungsmatrizen auf ausgewählte Antennen angewendet werden. Darüber hinaus können die 64-Patch-Antennen des Testbeds auf mehrere Arrays übertragen und verteilt werden, um kleine funkzellfreie Szenarien zu emulieren.
Beim ersten Versuch, O-RAN- und funkzellfreie Systeme virtuell zu integrieren, betrachten wir den Fall der Aufteilung des Decoders über einen einzelnen vDU oder zwei vRUs, wobei der vRU das Signal von acht Antennen kohärent kombiniert.
In Abbildung 2 sehen Sie, dass die DU eine größere Verstärkung und somit eine größere Signalamplitude hat.
Diese ersten Ergebnisse zeigen, dass Echtzeit-Experimente zur Validierung mehrerer O-RAN-Splits und zur Steuerung der API möglich sind. Der nächste Schritt besteht darin, die relevanten Bausteine für die Skalierung zellfreier O-RAN-Experimente mit mehr RU, höheren Frequenzen und Bandbreiten zu bauen. Diese Arbeiten werden im Rahmen des Horizon Europe-Projekts 6G-BRICKS durchgeführt.
