3GPP R14中有关CU/DU选项和接口传输需求的讨论过程概述

Drony

对于5G RAN新的云架构下的传输需求，3GPP R14讨论阶段有过很多的讨论，但是最终记录在TR38.801中的内容则只有BBU与RRU之间(对应原CPRI接口)的带宽需求，对于其它切分方式下的传输带宽信息未做记录。

3GPP TR 38.801 V14.0.0 (2017-03)版本中，第11.1.4一节即是相关内容。根据其文字描述，基带和射频之间的接口需求为每10MHz下每个天线端口的理论最大值是614.4Mbps。

即：614.4Mbps/10MHz/天线端口。

表11.1.4.2-1  RAN架构PHY/RF分离的最大传输带宽需求举例

峰值传输带宽需求 = 天线阵子数 x 采样频率 x 比特宽度(每个采样值) + 开销。计算是在20MHz带宽下，采样频率为每秒30.72MHz，比特宽度为30。

那么，上述结论是如何得到的哪？笔者查阅了RAN3自91bis以来的多次会议提案信息，在本文中简单整理了其讨论过程和重要提案。

至于表格中的结果是如何计算得到的，其它切分选项下是否有相应的讨论内容，后续会进一步整理总结。

1. RAN3各次会议中的切分方式汇总

以每次会议后成形的TR38.801文件为基础，提取各次会议对CU/DU切分选项的讨论结果，列表对比如下。

2. 各次会议中对于传输的结论汇总

对于各种切分方式下的带宽等信息，从RAN3 #92会议开始，就在TR38.801中有了相关讨论结果，后续经过修改和调整，最终形成了V14.0.0中的最终结论。

以下对各次会议中的架构选项和传输需求讨论过程和基本结论予以概述。

3. RAN3#91bis会议  (2016/5)

TR38.801-010中，7种切分选项是作为附录出现的，传输带宽方面没有内容。

3.1 切分选项

2016年5月进行的RAN3#91bis会议上，在Samsung提案的基础上提论形成的新提案“R3-160990 Function split between central and remote node”中，形成了38801-010中的7种切分方式。

3.2 传输信息

有提案对传输带宽进行讨论，并形成了基本结论。详细信息如下。

R3-160986中Mitsubishi提出了计算方法，在R3-161012中形成了目前TR38.801的文字雏形和图表，此图表内数据信息后续没有再改变过。

同时，ZTE提出了7种切分方式下的DL/UL带宽计算方法，其他厂家也有一些讨论稿。

相关提案信息如下：

但是，TR38801-010中还没有记录传输相关的结论和内容。

4. RAN3#92会议 (2016/8)

4.1 切分选项

在其后的RAN3#92会议中，CMCC的提案R3-161269-Additional function split option中，提出了RLC内部切分的方式，即选项3，从而增加到8种。

4.2 传输信息

中国移动在“R3-161272-Transport requirements for CU&DU functional splits options”中，对选项2/5/6a/6b/7进行了计算和对比。

基本假设为：100MHz带宽，天线数128，上行为64QAM，下行为256QAM，上下行峰值速率分别为3Gbps和4Gbps，最大UE数目为1000。

基本结论为：

NTT Docomo在R3-161192中对选项2/5/7进行了详细计算。基本假设为：200MHz带宽，天线数128，上行和下行都是256QAM，下行64TRX/8层，上行64TRX/4层。基本结论为：

最终，TR38801-020中的信息如下：

6.1.2.3.2       Transport network requirements for an example RAN architecture

According to TR 38.913 [5],the NR shall support up to 1GHz system bandwidth, and up to 256 antennas. A calculation relative to one of several possible transport deployments applied to a possible RAN architecture example shows that transmission between baseband part and radio frequency part requires a bit rate over the transport network of about 614.4Mbps per 10MHz mobile system bandwidth per antenna port.  (注意此处后续修改为“峰值传输需求”)

When the system bandwidthis increasing as well as the number of antenna ports, the required bitrate is linearly increasing. An example with rounded numbers is shown in the following table.

Table 6.1.2.2.2-1 Examples of required bitrate on a transmission link for one possible PHY/RF based RAN architecture split

NOTE 1:  Peak bitrate requirement on a transmission link = Number of BS antenna elements *Sampling frequency (proportional to System bandwidth) * bit width (per sample)+ overhead.  (注意：此处后续有内容补充)

5. RAN3#93会议  (2016/10)

5.1 切分选项

RAN3 #93会议上产生了一些新的选项提案：

Intel在R3-161571中提出了7-1和7-2。

CATT在R3-161695中引入了3-1和3-2。

CMCC在R3-161811中对选项7采用7a/7b/7c的分法。


5.2 传输信息

典型的就是CMCC对8种选项的带宽的计算方法。

基本结论如下：

NEC也做了带宽计算。

ZTE也对各接口上的带宽和时延进行了估算，详细内容请参见R3-161784。

由于仅涉及基带与射频之间的接口传输需求，因此TR 38801-040中内容与TR38801-020相同，没有变化。

6. RAN3#93bis  (2016/11)

6.1 切分选项

RAN3 #93bis会议上：

ZTE在R3-162343中提出了7-3和7-4的分离方法。

CMCC提出了选项7的asymmetrical split。


6.2 传输信息

NTT Docomo在R3-162102中，对上次会议上CMCC的R3-161813/R3-162005的结论进行了修正，并获得了通过。(R3-162102   CU-DU split:Refinement for Annex A (Transport network and RAN internal functional split))

Ericsson在R3-162422 Clarifications on fronthaul bitrate requirements中提议，传输部分强调为最大理论值，且增加采样率等备注信息，如The calculation is made forsampling frequency of 30.72 Mega Sample per second for each 20MHz andfor a Bit Width equal to 30。此建议被采纳并在TR 38801-060中体现了出来。

TR 38801-060中，表格题目和文字描述都有部分变化。参见下面标黄部分。

值得注意的是，此版定型后一直没再变过。

11.1.4.2 Transport network requirements for an example New RAN architecture

According to TR 38.913 [5], the NR shall support up to 1GHz system bandwidth, and up to 256 antennas. A calculation relative to one of several possible transport deployments applied to a possible RAN architecture example shows that transmission between base band part and radio frequency part requires a theoretical maximum bit rate over the transport network of about 614.4Mbps per 10MHz mobile system bandwidth per antenna port.
When the system bandwidth is increasing as well as the number of antenna ports, the required bitrate is linearly increasing. Anexample with rounded numbers is shown in the following table. Note that the figuresin Table 6.1.2.2.2-1 are a maximisation of the needed bandwidth per number ofantenna ports and frequency bandwidth.

Table 6.1.2.4.2-1 Examplesof maximumrequired bitrate on a transmission link for one possible PHY/RF based RAN architecture split

NOTE 1:  Peak bitrate requirement on a transmission link = Number of BS antenna elements *Sampling frequency (proportional to System bandwidth) * bit width (per sample)+ overhead. The calculation is made for sampling frequency of 30.72 Mega Sample per second for each 20MHz and for a Bit Width equal to 30.

7. 最终版本  (V14.0.0)  (2017/3)

在R14关于TR38.801的最终版本中，切分选性和传输相关内容如下。

7.1 切分选项

7.2 传输信息

与#93bis会议的38801-060中的内容相同。

8. 结论

关于5G RAN云架构下不同的切分方式和传输需求，RAN3从91bis开始就进行了多次讨论，其中中国移动的一些提案相当关键，比如在TR38.801中列为Reference的R3-161813, "Transport requirement for CU&DU functional splitsoptions", CMCC。

另外，重要的是，读完本文，记住TR38.801中基带与射频之间传输需求的基本结论了吗？

614.4Mbps/10MHz/天线端口

希望能记住啊，这样通过简单换算就可以得出不同端口数和带宽下的CPRI传输带宽需求了啊。

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