​O-RAN大规模MIMO探索

Zhizhong Wang
Sofie Pollin,鲁汶大学网络系统组助理教授Zhizhong Wang
Andrea P. Guevara,鲁汶大学网络系统组研究员Robbert Beerten理学硕士,鲁汶大学网络系统组研究员

建立MIMO测试平台实验室

“​通过大学分布大规模MIMO测试台上功能分解多个虚拟单元,我们O-RAN架构灵活大规模MIMO系统容量增加受益。”

Sofie Pollin教授,大学网络系统组

挑战:

​无蜂窝与O-RAN的集成开始受到关注,但到目前为止还缺乏实验结果的验证。​

解决方案:

​鲁汶大学使用NI设备建立了一个大规模MIMO测试台,支持通过对选择的天线应用不同的预编码矩阵来实现天线单元的分布。

O-RAN愿景

O-RAN的愿景是将RAN分解为不同的功能节点,例如集中式单元(O-CU)、分布式单元(O-DU)和无线电单元(O-RU)。这些节点由多家供应商提供,它们的功能可无缝、安全地集成在一起。​

 

​同时,可扩展的无蜂窝大规模MIMO架构可以通过分布式协作信号处理技术来提高传输速率。无蜂窝与O-RAN的集成开始受到关注,但到目前为止还缺乏实验结果的验证。

 

​NI-大学大规模MIMO测试台

​灵活的NI-鲁汶大学大规模MIMO测试台可实现天线元件的分布。该测试台可以将不同的预编码矩阵应用于所选的天线,以此来仿真虚拟DU (vDU)和虚拟RU (vRU)。此外,测试台的64个贴片天线可以部署并分布到多个阵列中,以仿真小型无蜂窝场景。 ​

​在首次尝试O-RAN和无蜂窝系统的虚拟集成时,我们在研究中将解码器拆分为单个vDU或两个vRU,其中vRU将八个天线的信号进行了相干组合。 

 

 

​灵活的NI-鲁汶大学大规模MIMO测试台可实现天线元件的分布。该测试台可以将不同的预编码矩阵应用于所选的天线,以此来仿真虚拟DU (vDU)和虚拟RU (vRU)。此外,测试台的64个贴片天线可以部署并分布到多个阵列中,以仿真小型无蜂窝场景。 ​

​在首次尝试O-RAN和无蜂窝系统的虚拟集成时,我们在研究中将解码器拆分为单个vDU或两个vRU,其中vRU将八个天线的信号进行了相干组合。 

 

 

​在图2中可看到DU的增益较大,因此,信号幅度较大。

​这些初步结果表明,可以通过实时实验来验证多个O-RAN的拆分和控制API。因此,下一步是建立相关的构建模块来扩大O-RAN无蜂窝实验的规模,进行更多RU、更高频率和带宽的实验。这将是Horizon Europe项目6G-BRICKS中要做的工作。​

鲁汶大学大规模MIMO系统中上行链路数据传输虚拟功能的实现框图
图1. 鲁汶大学大规模MIMO系统中上行链路数据传输虚拟功能的实现。
虚拟分布式单元和虚拟无线电单元图
图2. vRU和vDU上的OFDM符号