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5G 系统中 BBU 与 RRU 之间前传接口 (CPRI) 带宽计算
发布时间: 2017-08-22 10:22:57
来源: 5G 通信技术
标签: 5G 资源复用
1 5G 系统中前传 (Fronthaul)的含义及考虑因素 (R3-160754)
在 RAN3 #91bis 会议的 R3-160754:Fronthauling: Motivations and Constraints中,
Mitsubishi Electric 分析了 Fronthauling 的基本概念,对其动因和局限进行了简单分析。
5G 系统中采用 C-RAN 架构,它可以通过网络功能虚拟化实现硬件资源的共用和扩展。 C-
RAN 下,小区间的移动性多在 CU 内部完成,而不再需要通过外部接口。如果传输网提
供路由和复用特性,则 BBU 和 RRU 之间不再是 1 对 1 的关系了,它们之间可以动态影射,
实现资源的动态复用。
C-RAN 下,通过 CU/DU 功能切分,实现 BBU 资源的集中化,可以降低 OPEX 和 CAPEX。
具体体现在以下几个方面:
降低站址需求
降低安全风险
共享机房资源 (空调/电源)
Mitsubishi 认为 Fronthualing 包括 CU 与 DU 之间的接口,以及支撑该接口的底层网络。
“Fronthauling is a mean enabling to split RAN functions and locate them partly in a Central
Office and partly distribute them. It includes the interfaces between central and distributed
functions, and the underlying network that transports the interfaces. ”
需要说明的是,早期规范讨论过程中, CU/DU 切分考虑高层和底层等多种选项。目前高
层(1~3层)确定选用选项 2,底层仍需进一步讨论,但是物理层 BBU 与 RRU 之间的带宽
资源需求最大,因此 Fronthaul 多集中在分析 BBU 与 RRU 之间的传统的 CPRI 接口。
举例来说,目前 LTE 系统中, 2x2 MIMO ,20MHz 小区带宽,峰值速率 170Mbps,所需
的 CPRI 带宽约为 2.5Gbps。随着载波数和 MIMO 流数的增加, CPRI 带宽资源也几乎成倍
增长。
5G 系统中,峰值速率增加 n x100 倍,会导致 CPRI 链路的带宽需求高达 250Gbps。虽然
可以采用传输压缩,但是毋庸置疑的是, C-RAN 模式下 RAN 功能切分对接入网带宽资源
的要求相当高。
2 5G 系统中前传 (Fronthaul)带宽计算 (R3-160986/ R3-161012)
在 RAN3 #91bis 会议上, Mitsubishi 在 R3-160754及其修改稿 R3-160986中,对前传提供
了明确的计算方法,提出了 “614.4Mbps/10MHz/天线端口 ”的基本结论,并在此基础上对
不同天线端口和带宽进行了估算分析。具体说明如下。
R3-160986中提到,如果在 BBU 与 RRH 之间进行切分,则其接口上传送的是 I/Q 信号。
5G 系统中如果也采用同样的切分方式,则计算表明,每个天线端口下,每 10MHz 就需要
614.4Mbps 的传输资源。当频率带宽和天线端口都增加时,所需的传输带宽线形增加,如
下表所示。
RAN 架构 PHY/RF 分离的最大传输带宽需求举例
R3-160986附录 A 中提供了计算方法,整理如下:
天线阵子数 (编者注:原文是 antenna elements,如上图所示 )
CPRI 采样比特宽度:按 15 比特考虑。
每个子帧中的 OFDM 符号数: 20MHz 下为 14,如果考虑 CP,则为 15。
FFT 数目: 2048 (原文注:每个子帧中的 OFDM 符号数和 FFT 数目的乘积与系统带宽成
比例 ) 。
同时考虑 I/Q 支路时,传输带宽需乘以 2。
传输带宽计算方法:
下行:
接口带宽峰值比特率 = 基站天线阵子数 x 比特宽度 x 每个子帧中的 OFDM 符号数 x FFT
数目 X 2(I/Q 支路) ? 1ms
上行:
接口带宽峰值比特率 = 基站天线阵子数 x 比特宽度 x 每个子帧中的 OFDM 符号数 x FFT
数目 X 2(I/Q 支路) ? 1ms
在后续 R3-161012修改稿中,在表格下方明确标注了计算方法:
接口带宽峰值比特率 = 基站天线阵子数 x 采样频率 (与系统带宽成比例 ) x 比特宽度 (每个
采样 ) + 开销
3 5G 系统中前传 (Fronthaul)带宽结论 (R3-162102)
在 RAN3 #92 会议上, Ericsson在 R3-162422 Clarifications on fronthaul bit rate requirements
中提议,传输部分强调为最大理论值,且建议明确增加采样率等备注信息,即:
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- qq_207581432019-07-11内容挺多了的
- lxyan20032019-05-09非常好,专业很强的技术说明的很详细,而且易懂
qq_38897800
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