​探索 O-RAN 與 Massive MIMO 無蜂窩

Bradley KeoghSofie Pollin,KU Leuven 網路系統事業部助理教授
Bradley KeoghAndrea P. Guevara,KU Leuven 網路系統事業部研究員
Robbert Beerten Msc.,KU Leuven 網路系統事業部研究員

MIMO Testbed 實驗室設定

「透過在 KU Leuven 的分散式 Massive MIMO 測試台,分解多個虛擬單元功能,即可獲得 O-RAN 架構靈活性,蜂窩大規模 MIMO 系統容量增加好處。」

KU Leuven 網路系統事業部 Sofie Pollin 教授如此說

挑戰:

​無蜂窩與 O-RAN 整合雖正逐漸受到重視,但至今仍缺乏實驗結果。​

解決方案:

​KU Leuven 使用 NI 設備,打造出 Massive MIMO 測試台,只要將不同的預編碼矩陣應用於天線選取,即可分配天線元件。

O-RAN 願景

O-RAN 的願景是將 RAN 分解為不同的功能節點,例如中央式單元 (O-CU)、分散式單元 (O-DU),與無線電單元 (O-RU)。這些節點將由多家廠商提供,且可將功能流暢安全地整合在一起。​

 

​此外,平行、可擴充的無蜂窩大規模 MIMO 架構,可透過分散式合作訊號處理技術,大幅提升傳輸速率。無蜂窩與 O-RAN 整合雖正逐漸受到重視,但至今仍缺乏實驗結果。

 

​NI 與 KU Leuven Massive MIMO 測試台

​靈活的 NI KU Leuven Massive MIMO 測試台可分配天線元件。透過將不同的預編碼矩陣應用至天線選取,即可模擬虛擬 DU (vDU) 與虛擬 RU (vRU)。此外,該測試台的 64 組天線可部署並分配至多個陣列,以模擬無蜂窩的小型情境。 ​

​在首次嘗試以虛擬方式整合 O-RAN 與無蜂窩系統時,我們考慮到以下研究案例:在單一 vDU 或 2 個 vRU 之間拆分解碼器,其中 vRU 可將 8 條天線的訊號協調地整合在一起。 

 

 

​靈活的 NI KU Leuven Massive MIMO 測試台可分配天線元件。透過將不同的預編碼矩陣應用至天線選取,即可模擬虛擬 DU (vDU) 與虛擬 RU (vRU)。此外,該測試台的 64 組天線可部署並分配至多個陣列,以模擬無蜂窩的小型情境。 ​

​在首次嘗試以虛擬方式整合 O-RAN 與無蜂窩系統時,我們考慮到以下研究案例:在單一 vDU 或 2 個 vRU 之間拆分解碼器,其中 vRU 可將 8 條天線的訊號協調地整合在一起。 

 

 

​在圖 2 可看到 DU 的增益較高,因此訊號振幅也較大。

​這些初步結果顯示,驗證數個 O-RAN 拆分與控制 API 的即時實驗是可行的。下一步是建立相關的基礎區塊,並使用更多 RU、更高頻率與頻寬,來擴大 O-RAN 無蜂窩實驗的規模。這將是 Horizon 歐洲 6G-BRICKS 專案的工作內容。​​

在 KU Leuven Massive MIMO 系統中,適用於上行資料傳輸的虛擬功能執行程式方塊圖
圖 1. 在 KU Leuven Massive MIMO 系統中,適用於上行資料傳輸的虛擬功能執行。
虛擬分散單元與虛擬無線電單元圖
圖 2. vRU 與 vDU 的 OFDM 符碼