2.12 C-RAN
4G中广泛采用的还是传统蜂窝结构式的无线接入网，尽管采用了一些先进的技术，仍然无法满足不断增长的用户和网络需求，接入网络越来越成为影响用户体验的瓶颈。这迫使运营商在下一代移动通信网络中找到一种显著提高系统容量、减少网络拥塞、成本效益较高的接入网架构。结合集中化和云计算，新型的基于云的无线接入网架构（C-RAN）的提出能有效解决上述问题。
如图2-23所示，C-RAN架构主要看3个组成部分：由远端无线射频单元和无线组成的分布式无线网络；由高带宽低时延的光传输网络连接远端无线射频单元；由高性能处理器和实时虚拟技术组成的集中式基带处理池。分布式的远端无线射频单元提供了一个高容量广覆盖的无线网络，高带宽低时延的光传输网络需要将所有的基带处理单元和远端射频单元连接起来。基带池有高性能处理器构成，通过实时虚拟技术组合在一起，集合成异常强大的处理能力来为每个虚拟基站提供所需的处理性能需求。
图2-23 无线接入网架构
集中化的BBU池可以使BBU（Building Base band Unite，室内基带处理单元）高效的利用，从而减少调度与运行的消耗。C-RAN的主要优点如下所述。
适应非均匀流量。通常一天中业务量峰值负荷是非峰值时段的10倍多。由于在CRAN的架构下多个基站的基带处理是在集中BBU池进行，总体利用率可提高。所需的基带处理能力的池预计将小于单基站能力的总和。作为基站的布局功能，分析表明，相比传统的RAN架构，C-RAN架构下BBU的数量可以减少很多。
能量和成本节约。采用C-RAN使电力成本减少，如在C-RAN的BBU数量相比传统无线接入网减少了。在低流量期间（夜间），池中的一些BBU可以关掉，不影响整体的网络覆盖。此外，RRH（Remote Radio Head）是悬挂在桅杆上，能够自然冷却，从而减少电量消耗。
增加吞吐量，减少时延。BBU池的设计使基带资源集中化，网络可以自适应的均衡处理，同时可以对大片区域内的无线资源进行联合调度和干扰协调，从而提高频谱利用率和网络容量。有文献提出了一种下行链路天线选择优化方案，基于C-RAN表面比传统的天线选择方案的优点多。在时延方面，由于切换是在BBU池中进行的而不是基站之间进行的，这样可以减少切换时间。
缓解网络升级和维护。每当有硬件故障和升级需要时，人为干预也只需要在少数的几个BBU池进行，这刚好与传统无线接入网相反。由于硬件通常需要放在几个集中的地点，C-RAN与虚拟BBU池提出能够使新的标准方式平稳引入。
目前，C-RAN的研究和挑战有如下3个方向。
（1）基于光网络的无线信号传输。由于C-RAN架构由分布式RRH和集中式BBU组成，因此如何实现低成本、高带宽、低时延的光传输网络成为C-RAN的一个挑战。
（2）动态无线资源分配和协作式无线处理。C-RAN系统的一个主要目标就是显著提高频谱效率，并提高小区边缘用户吞吐量。C-RAN将采用有效的多小区联合资源分配和协作式的多点传输技术，可以提高系统频谱效率。
（3）云计算应用于虚拟化技术。通信硬件和软件的虚拟化都会为通信网络和协议带来新的挑战，特别是在大规模协作信号处理和云计算中。目前，致力于无线接入虚拟化方面的云计算得到的关注较少，包括物理层的信号处理，MAC层的调度和资源分配以及网络层的自组织无线资源管理等。因此，将云计算运用于无线接入虚拟化将是未来一个重要的研究方向。