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1 DOI: /j.issn 网络出版地址 : Impact of 5G Wireless Network Architecture on Transport Network 许森 /XU Sen 高程 /GAO Cheng 卞宏梁 /BIAN Hongliang ( 中国电信股份有限公司北京研究院, 北京 ) (China Telecom Beijing Research Institute, Beijing , China) 5 G 无线网络的设计目标是为多种不同类型的业务提供满意的服务这些典型业务通常分为三大类 : 增强型移动宽带 (embb) 业务面向垂直行业的大规模机器类通信 (mmtc) 业务超可靠低时延 (urllc) [1] 业务不同的业务对于移动网络空口能力架构等存在一定的差异, 这些差异主要体现在时延空口传输以及回传能力等方面 : (1) 移动宽带业务主要包括大带宽和低时延类业务, 如交互式视频或者增强 / 虚拟现实 (AR/VR) 类业务, 相对于 3G/4G 时代的典型业务而言, 其对于用户体验带宽时延等都有明显的差异 (2) 大规模机器通信连接业务该类型业务是 5G 新拓展的场景, 重点解决传统移动通信无法很好地支持物联网及垂直行业应用的问题这类业务具有小数据包低功耗海量连接等特点这类终端分布范围广数量众多, 不仅要求网络具备超千亿连接的支持能力, 满足 10 5 /km 2 连接数密度指标要求, 而且还要保证收稿日期 : 网络出版日期 : 摘要 : 为了满足 3 种 5G 典型业务的覆盖和容量的需求,5G 网络中引入了非独立和独立部署 4G 和 5G 组网架构以及集中单元 (CU)/ 分布单元 (DU) 分离的设备形态新的无线网络架构对于未来传输网的部署也提出了新的挑战基于当前 5G 网络架构的标准进展, 从无线网络的角度分析了 5G 网络架构对传输网的影响和需求关键词 : 5G 网络 ; 非独立组网 ;CU/DU 分离 ; 传输网络 Abstract: To satisfy the coverage and capacity for 5G typical traffic, the nonstandalone and standalone deployment for 4G and 5G and a new base station type with centralized unit (CU) /distributed unit (DU) splitting have been introduced in future 5G network. The new wireless network architecture brings challenges to the transport network deployment. Based on the standardization progress of 5G network architecture, the impact and requirement of 5G wireless network architecture on transport network are analyzed from the perspective of wireless network. Key words: network 中图分类号 :TN929.5 文献标志码 :A 文章编号 : (2018) G network; non-standalone deployment; CU/DU splitting; transport 终端的超低功耗和超低成本因此 5G 网络中支持如此巨大的数目需要设计合理的网络结构, 以降低网络部署成本 (3) 低时延高可靠需求当前一些新兴业务对于时延和可靠性都提出严苛的要求这类业务最低要求支持小于 1 ms 的空口时延以及在一些场景里达到较高的传输可靠性传统的蜂窝网络设计无法满足为这些特殊场景通信的可靠性需求, 因此为了满足此类业务的需求, 蜂窝网和传输网的可靠性和实时性都面临着极大的挑战基于上述需求, 第 3 代合作伙伴项目 (3GPP) 从 2017 年 3 月后正式展开了针对 5G 空口技术以及网络架构的标准化工作, 如图 1 所示当前 5G 下一代无线接入网 (-RAN) 中无线网络包括基于长期演进 (LTE) 空口的以及基于 5G 新空口的两种类 [2] 型的基站两种类型基站在覆盖容量时延新业务支持等方面都存在较大的差异 (1) 连接到 5G 核心网的下一代演进型节点 (-enb): 该类型基站是在现有的 4G 网络上进行升级以支持 5G 的相关特性, 因此通常可以认为 -enb 网络支持多数的业务的连续覆盖由于该类型基站的物理结构 ( 如天线帧结构等 ) 仍然采用 4G 空口, 因此其无法支持超低时延超高速率的业务, 无法满足 5G 定义的全部关键绩效指标 (KPI) 指标的要求这种类型的基站对于前传和回传网络的需求基本可以认为与当前的 4G 无线网络相同 (2) 基于 5G 新空口的下一代节点 (): 理论上可以满足 5G 定义的中兴通讯技术年 2 月第 24 卷第 1 期 Feb Vol.24 No. 1 D:\MAG\ /VOL23\F3.VFT 7PPS/P1

2 AMF/UPF AMF/UPF 5GC -RAN (NR) 独立组网的方案, 其架构的特点为 :(1)5G NR 连接到 5G 的核心网 ;(2)NR 基站连接到 5G 核心网在与现有的 4G 网络混合部署时,Option 1(Legacy LTE)+Option 2 形成了两张独立的网络, 为了保持业务连续性现网 LTE 和分组核心网 (EPC) 需要升级去支持跨核心网的移动性该方案计划于 2018 年 6 月完成标准冻结工作 Option 2 架构如图 3 所示 5GC:5G 核心网 AMF: 接入和移动管理功能图 1 -RAN 无线网络架构所有关键绩效指标 (KPI) 需求及支持所有 5G 典型业务, 相比于 -enb, 可以支持更高的空口速率, 因此这种类型的基站对于前传和回传的带宽和时延都提出了更高的需求因此针对 3GPP 新业务的需求以及现网实际情况, 运营商在未来的 5G 部署时需要充分考虑两网的能力特点来选择业务的支撑方案在标准中的形态包括了类似于 4G enb 的一体化基站以及集中单元 (CU)/ 分布单元 (DU) 分离两种基站类型图 2 给出了 5G 网络中不同类型的无线网元之间的架构和相 EPC -enb 5GC -enb : 下一代关接口在实际网络部署中,NR 及 CU/DU 不同部署位置对于传输网络都提出了不同的需求 1 SA/NSA 标准进展针对 4G 和 5G 网络之间的协作关系,3GPP 在 SI 阶段定义了独立部署 (SA) 和非独立部署 (NSA) 等不同类型的架构, 主要包括 Option 2 Option 3/3a/3x Option 4/4a Option 5 Option 7/7a/7x 其中 NSA 架构主要以 3GPP Rel-12/13 标准中双链接方案为参考进行设计 RAN: 无线接入网 UPF: 用户面功能 1.1 Option 2(NR SA) 该方案在标准中是一种新空口 1.2 Option 3/3a/3x 本架构在标准上是非独立组网方案之一, 也被称为 EN-DC 方案, 其特点是 :(1)LTE 基站作为控制面的锚点接入到 EPC 网络中,NR 不需要支持 - C 接口和协议 ;(2) 对于 Option 3,NR 作为 LTE 的一个新载波类型接入 ;(3)3a/3x 方案 NR 需要支持接口该方案已经在 2017 年 11 月美国召开的会议中完成标准的冻结 Option 3/3a/3x 架构如图 4 所示该方案中存在 3 个子方案 : 在 Option 3 中, 用户面承载锚点位于 LTE 侧, 采用类似于双链接 3C 方案, 该方案通常也被称为主小区组 (MCG) 分离承载, 其中该承载的分组数据汇聚协议 (PDCP) 采用 NR PDCP 协议以保证在承载转换过程中终端侧无需进行 PDCP 版本的变化 ; 在 Option 3a 中, 用户面承载通过进行发送, 采用类似于双链接 1A 方案, 该方案也被称为辅小区组 (SCG) 承载 ; 对于 Option 3x 的方案, 用户面承 -enb CU-C F1-C CU-U F1-U CU/DU 分离的 DU -C C -U (e)cpri (e)cpri AAU 5GC:5G 核心网 AAU: 有源天线单元 CPRI: 通用公共无线电接口 CU: 集中单元 AAU DU: 分布单元 EPC: 分组核心演进 : 下一代图 2 5G 网络中不同类型的无线网元之间的架构和相关接口 : 下一代 C: 下一代核心网图 3 Option 2 架构 2018 年 2 月第 24 卷第 1 期 Feb Vol.24 No 中兴通讯技术 D:\MAG\ /VOL23\F3.VFT 7PPS/P2

3 MCG 承载分离承载 SCG 承载 MCG 承载 SCG 分离承载 PDCP PDCP Xx NR PDCP PDCP Xx NR PDCP NR PDCP NR NR NR NR MAC NR MAC MAC NR MAC LTE enb LTE enb LTE: 长期演进 MAC: 媒体访问控制 MCG: 主小区组 NR: 新空口 PDCP: 分组数据汇聚协议 : 无线链路层控制协议 SCG: 辅小区组图 4 Option 3/3a/3x 架构载的锚点位于, 该方案也被称之为 SCG 分离承载其在 Rel-15 中引入的原因主要有两个 :(1) 减少 NR 和 LTE 之间的接口的前转流量 ( 基站间传输带宽需要满足 LTE 的峰值流量需求, 而 MCG 分离承载中基站间传输带宽需要支持 5G 的峰值需求 );(2) 考虑到 5G 高频段 ( 如毫米波 ) 上信号存在不稳定的现象, 在 NR 传输中一旦出现中断, 可以利用 LTE 的覆盖的连续性和稳定性保证用户速率的快速恢复 1.3 Option 7/7a/7x Option 7/7a/7x 方案与 Option 3/3a/ 3x 类似, 都是一种非独立组网的方案, 都采用 LTE 作为锚点进行控制面和用户面传输在标准中被称为 EN-DC 方案, 计划在 2018 年 6 月与 Option 2 一起完成标准的冻结工作与 Option 3 系列的主要差异在于 LTE 需要连接到 5G 核心网, 且 LTE 需要升级支持 -enb, 包括协议栈上需要支持新的服务质量 (QoS) 协议层服务发现应用规范 (SDAP) 支持 NR 的 PDCP 协议 / 协议等 1.4 Option 5 本架构为 - enb 独立连接到 5G 的核心网, 本架构可以认为是 Option 7 的一个子状态, 无论是网络还是终端若要支持 Option 7 系列必须要支持 Option 5 具体的架构特点为 :(1)-eNB 基站连接到无线接入 (NR) 核心网,5G 终端通过 -enb 连接到 5G 核心网 ;(2)-eNB 同时连接到 4G 的 EPC, 传统 4G 终端通过 -enb 连接到 4G 核心网 ;Option 5 需要升级现网 LTE 以支持其连接到 5G 核心网, 基站协议栈改动相对 Option 2 较多 1.5 Option 4/4a 该架构的特点是 NR 作为锚点接入到 5G 核心网中, 如图 5 所示 LTE 作为 NR 的一个特殊的载波类型接入, 其中对于 4a 方案 LTE 需要支持 -U 接口 Option 4/4a 采用了 NR 作为锚点, 因此通常应用在 NR 已经连续覆盖的场景中在当前的 3GPP Rel-15 的标准研究过程中, Option 4/4a 被列为较低的优先级 2 CU/DU 分离的标准进展 2.1 分离的需求对于 5G, 当前标准中支持 CU/DU 合设和分离的两种部署方案在合设方案中, 一个基站实体上实现的全部的协议栈功能这个架构可以适用于密集城区和室内热点场景对于 CU/DU 分离架构,5G 协 elte enb C 图 5 Option 4/4a 架构 -C -U 议栈中的上层功能位于 CU 中, 而底层协议栈位于 DU 中引入 CU/DU 分离的动机, 在 3GPP 的标准研究过程 [3] 中主要有如下几个方面 : 成本 ; (1) 硬件实现灵活, 可实现节省 (2)CU 和 DU 分离的架构下可以实现性能和负荷管理的协调实时性能优化, 并易于实现 SDN/NFV 功能 ; (3) 功能分割可配置能够满足不同应用场景的需求, 如传输时延的多变性在实际部署中采用合适或者分离部署, 主要取决于网络部署场景业务类型以及传输网性能等因素此外 5G 网络高速低时延的特点也对传输网提出了挑战 : (1) 前传接口带宽需求考虑到毫米波将支持 1 GHz 系统带宽以及 256 通道天线根据现有射频拉远单元 (BBU)/ 远端射频模块 (RRU) 的功能划分, 前传接口带宽要求随着载频频率带宽以及天线通道数量成线性增长的关系即便在考虑使用 64 通道 20 MHz 带宽, 仍需要近 64 Gbit/s 的前传接口带宽 LTE: 长期演进 C: 下一代核心网 (2) 传输时延考虑到当前 LTE -U elte enb C -C -U 中兴通讯技术年 2 月第 24 卷第 1 期 Feb Vol.24 No. 1 D:\MAG\ /VOL23\F3.VFT 7PPS/P3

4 RRC PDCP 高低高 MAC 低 MAC 高 PHY 低 PHY RF 数据 Option 1 Option 2 Option 3 Option 4 Option 5 Option 6 Option 7 Option 8 RRC PDCP 高低高 MAC 低 MAC 高 PHY 低 PHY RF 数据 MAC: 媒体接入控制 PDCP: 分组数据汇聚 PHY: 物理层 RF: 射频 : 无线链路控制 RRC: 无线资源控制图 6 8 种 CU/DU 划分方案协议要求用户 UE 侧与系统侧的混合自动重传请求 (HARQ) 交互时间是固定的, 若将 CU/DU 功能划分点仍放在 HARQ 过程中, 对 CU 芯片处理时延和传输设备时延的挑战依然很大 ; 若 CU/DU 功能切分点放置于 HARQ 以外, 对 CU 芯片处理时延和传输设备时延的要求有所放宽, 但会有过多功能前置于远端位置, 将会影响多载波的协作化性能在 CU 和 DU 之间新定义了一个 F1 的新接口, 用于传输控制面配置信息用户信令以及用户面数据等信息在 CU 内部控制面和用户面在部署时也可以分离, 以满足不同类型业务对于时延和集中管理的差异标准中定义 CU 控制面 (CU-CP) 和 CU 用户面 (CU-UP) 之间的接口为 E1 一个逻辑 DU 可以支撑多个物理小区, 但是逻辑上只能属于一个 CU, 为了可扩展性考虑能分别为 CU-CP 和 CU-UP 提供多个传输点在 5G 的 SI 阶段, 针对 CU/DU 划分共有 8 种大的划分方案其中 Option 1 4 被定义为高层划分方案, 而 Option 5 8 被定义为底层的划分方案这 8 种划分方案从实现的角度来看都是可行的, 但是为了减少后续开发的复杂度, 无法同时支持上述 8 种方案, 如图 6 所示因此在 Rel-15 WI 开始时确定了 Option 2-1 作为高层划分方案的标准化对象 ; 而对于底层切分方案, 考虑到各个厂家在物理层实现上差异较大较为难以标准化, 因此在 2017 年 11 月完成底层切换方案的研究中确定不会标准化任何一种划分方案, 由厂家在部署中实现决定 2.2 高层划分方案 (Option 2-1) 在 Option 2-1 中,CU 完成无线资源控制 (RRC) PDCP 层的功能和小区调度, 在 DU 中完成无线链路层控制协议 () 多媒体接入控制 (MAC) 物理层 (PHY) 的功能和单小区调度在标准讨论过程中, 高层划分方案采用 Option 2-1 还是 Option 3-1 是存在争议的其中 Option 3-1 是基于自动重传请求 (ARQ) 进行的划分, 其特点为 : 低包含分段和拼接功能, 位于 DU; 高包含 ARQ 以及重排序功能, 位于 CU 其中 Option 2-1 的优势在于 : PDCP- 划分方案可以复用 3GPP Rel- 12 标准化方案中已有的 LTE 双连接架构和接口 ; LTE-NR 紧互操作的对齐以及功能划分至少在用户面上对 4G 向 5G 的迁移有利 ; 与 Option 3-1 相比 (ARQ 在 CU 侧 ),Option 2-1 没有 PDU 重传的时延如图 7 所示,CU/DU 之间传输时延较大时,Option 2-1 可以有效提升用户吞吐量认为 Option 3 更优的观点如下 : 在非理想传输条件下, 由于 ARQ 和重排序在 CU 侧,Option 3-1 具有更好的传输可靠性 ; ARQ 在 CU 侧可以提供集中化以及池化增益 ; 传输网络的错误可以通过 CU 端到端的 ARQ 机制进行修复, 这种机制可以给重要数据以及控制面信令提供保护 ; 由于没有状态信息, 因此没有 UE 上下文, 没有功能的 DU 可以处理更多连接态的 UE; 由于没有 ARQ 协议,DU 可以减少运算和缓冲的需求最终 3GPP 选择了标准化相对简单且性能更佳的 Option2-1 方案作为高层划分的最终方案 2.3 底层划分方案底层划分方案主要集中在 Option 7, 即物理层的划分方案标准讨论初期根据实现方式的不同, 又划分出 3 个子方案, 如图 8 所示其中允许对上下行分别使用不同的 Option( 如 Option 7-1 用于上行, Option 7-2 可用于下行 ) CU 和 DU 间的传输带宽可以使用一定的压缩技术进行减少在 2017 年 11 月的美国会议中根据 RAN1 的相关结论, 标准中认为所有的划分方案仅仅是一个参考方案, 主要考虑到标准和实现上顺序可能无法按照图中所示进行设计, 并且不同类型的业务如 mmtc 等其物理层处理功能和过程与 embb 可能会存在差异相对于其他划分方案, 物理层划分方案的技术优势包括 : 此 Option 能够使得 NR 以及演 2018 年 2 月第 24 卷第 1 期 Feb Vol.24 No 中兴通讯技术 D:\MAG\ /VOL23\F3.VFT 7PPS/P4

5 1.00 进的 UMTS 陆面无线接入 (E-UTRA) 0.95 集中化的传输点获得流量聚合此外, 此 Option 也能够便于管理 NR 与 TCP 吞吐效率 E-UTRA 之间的流量负载 ; CU 侧可使用集中调度, 如多点协作 (CoMP); CU 侧可使用联合处理同时该方案在实现和部署上也 0.75 非理想 Option 2 非理想 Option 3-1 方案存在着一定的挑战, 如需要 CU 侧 PHY 层和 DU 侧 PHY 层子帧级别时间误块率 /% TCP 吞吐效率 ( 非理想 Option 2 ) TCP 吞吐效率 ( 非理想 Option 3-1) 交互, 对传输网络时延也有着较高的要求对传输网的影响分析 a) 非理想前传时延下的吞吐效率 (5 ms) 3.1 SA/NSA 架构对于和接口带宽的影响 0.80 (1)Option 3/3a/3x TCP 吞吐效率 Option 3/3a 是激进运营商急于部署 5G 业务时的过渡场景 ( 如 DoCoMo AT&T 等 ), 其架构本质上仍然是一个 4G+ 增强网络, 需要 LTE 硬 0.40 误块率 /% 非理想 Option 2 非理想 Option 3-1 方案 TCP 吞吐效率 ( 非理想 Option 2 ) TCP 吞吐效率 ( 非理想 Option 3-1) 件改造或升级 EPC 实现特殊的会话管理功能, 和其他场景不兼容当采用 Option 3 时, 由于 LTE 侧需要聚合 LTE 和 NR 的空口速率, 因此的带宽需要大幅度提升, 并且 LTE 和 NR b) 非理想前传时延下的吞吐效率 (15 ms) TCP: 传输控制协议图 7 Option 2 与 Option 3 在非理想前传时延下 (5 ms 和 15 ms) 的吞吐效率之间若不采用合设部署方案, 则基站接口之间的带宽也需要大幅度提升, 在 LTE 中 X2 接口通常用于传输 X2 信令以及切换时数据前传, 一般规划带 Option 7-3 Option 7-2 Option 7-1 每码字的加扰过程调制层映射解码资源映射 IFFT/CP DA 每码字的加扰过程解调 CE& 均衡前置滤波资源解映射 FFT/CP SRS 过程 AD 模拟波束赋形峰值探测相关性 PRACH 滤波器 AD: 模拟到数字 CE: 客户侧边缘 CP: 循环前缀 DA: 数字到模拟 FFT: 快速傅里叶变换 IFFT: 快速傅里叶反变换 PRACH: 物理随机接入信道 SRS: 探测参考信号图 8 Option 7 的不同划分子方案中兴通讯技术年 2 月第 24 卷第 1 期 Feb Vol.24 No. 1 D:\MAG\ /VOL23\F3.VFT 7PPS/P5

6 宽为接口的 5%~10%, 因此一般也就是几兆比特每秒到十几兆比特每秒的量级若支持 Option 3 则需要提升吉比特每秒的量级, 因此该方案多数运营商缺乏足够兴趣而 3a/3x 方案无需改变现有接口的传输带宽, 其中考虑到 3x 方案可以支持更好和更稳定的用户体验, 受到一些运营商和芯片商的支持, 相对于现有 X2 带宽需要升级基站间接口的带宽至百兆比特每秒量级 (2)Option 4/4a 和 Option 7/7a/7x Option 7/7a 利用 LTE 作为基础覆盖, 当前计划支持的运营商也较多 ; Option 4/4a 利用 5G 作为锚点, 通常应用在 5G 部署中后期, 对于 5G 连续覆盖有一定要求, 支持的运营商相对 7/ 7a 较少其中对于 Option 4 和 7/7x 而言有如下优缺点优点 : 用户面汇聚效果好, 针对 5G 高频闪断情况可以保持承载的连续发送 ; 缺点 :Option 7 用户面锚定点在 LTE,LTE 的 PDCP 需要支持 NR 的大容量汇聚, 提供大容量的 buffer, 从而要升级 LTE 硬件设备 ;Option 7 需要增加的传输容量 ; 不利于异厂家组网其中, 对于 Option 4a 和 7a 而言有如下的优缺点优点 :LTE 硬件改造需求相对较小, 利于异厂家组网 ; 缺点 :LTE 和 NR 之间用户面切换的中断时延较大其中 Option 7/7a/7x 对于传输带宽的需求与 Option 3/3a/3x 类似 (3)Option 2 和 Option 5 Option 2 支持 5G 全业务,5G 网络演进的最终形态, 在部署上有着如下结论 : 非移动类超低时延和高容量业务可以考虑通过纯 5G 网络支持 ; 为了改善部分低时延类业务的体验, 可以下沉部分核心网功能, 减少基站与核心网之间的传输时延 ; 5G 成规模连续覆盖时, 可以考虑采用纯 5G 网络支持 ; 相比于 4G 网络, 接口传输带宽需要提升至吉比特每秒量级以满足 5G 高速空口的需求 Option 5 本身是 Option 7/7a/7x 的一个特例, 从需求角度有如下结论 : 纯 -enb 网络难以支持 5G 全业务, 特别是低时延类业务为了改善部分低时延类业务的体验, 可以下沉部分核心网功能, 减少基站与核心网之间的传输时延基站到核心网 (4G 和 5G 核心网 ) 之间的总传输带宽 (+ 接口 ) 与改造前相同 3.2 CU/DU 划分对于前传和中传带宽的需求我们把高层划分中 F1 接口所需要的传输网称之为中传, 把 DU 到有源天线系统 (AAU) 之间的接口所需的传输网称之为前传对于高层划分方案 (Option 2-1), 其适用部署场景包括综合业务接入区室分系统等综合业务接入区场景下的下一代前传接口应用是指以综合业务接入区为单位, 对区内的分布式基站, 利用接入区内原有的光缆网连接, 选择合适的传输技术如波分复用 (WDM)/ 光传送网 (OTN)/ 下一代无源光网络 (-PON)/ 分组传送网 (PTN), 连接 CU 和 DU, 实现 BBU 的集中部署, 原有光缆网承载中传接口数据 ; 在室分系统部署中, 可以考虑利用楼内预先部署的丰富网线资源承载下一代前传接口数据, 实现 CU 与 DU 间的通信对于中传的带宽和时延需要满足如下条件 : (1) 传输带宽对于 5G 情况, 以 6 GHz 以下频带 100 MHz 带宽为例, 假设在基站 128 天线配置下, 上下行端口数为 8, 上行满负载时最高调制阶数为 64 QAM, 下行满负载时最高调制阶数为 256 QAM, 最大用户数为 1 000, 上下行峰值速率为 3 Gbit/s 和 4 Gbit/s 下行接口信息带宽跟预选 UE/Bearer 的数量相关根据前面假设每载波个 UE, 假定 10% 的 UE 被预选, 每 UE 一个无限承载, 每个 UE 包含 20 B 信息这样所需的带宽为 % 20 B 8 = bit/ms, 即 16 Mbit/s 上行接口信息带宽与需要上报信息的用户数量和上报的内容相关前面假设每载波个 UE, 假定 10% 的 UE 有信息上报, 每个 UE 上报的信息为 30 Bytes 这样以来所需的带宽为 % 30 B 8= bit/ms, 即 24 Mbit/s 因此, 在基于调度的 L2 划分方案下, 每载波下行和上行总带宽分别为 : 下行为 Mbit/s, 上行 Mbit/s (2) 传输时延由于将 HARQ 部分处理放到 DU 侧, 本方案中的前传接口传输将不受 LTE 最大混合自动重传请求 (HARQ) 响应时间 4 ms 的时序限制基于当前 LTE 业务端到端的时延要求, 对 FI 接口的时延按照当前接口的传输时延要求即可经初步仿真和评估, 在只考虑 CS/CB 协作增益的情况下,FI 接口最大单向端到端时延要求为 1.5~10 ms 如果未来业务对端到端时延的要求变化, 则此时延要求需要从新评估对于前传接口的需求, 本节以 Option 7-2 为例, 从以下两个维度进行分析 : (1) 传输带宽考虑到 5G 场景时, 以 6 GHz 以下频带 100 MHz 带宽 0.2 mstti 为例, 假设在基站 128 天线配置下, 上行端口数为 32, 下行为 8 上行数据带宽都将增至 4G 的 20 倍, 下行为 20 倍下行控制信道按端口数 4, 上行按数据信道端口数进行带宽需求计算而根据 MAC 层信息相关假设, 该方案所需的带宽为 : 下行 9.2 Gbit/s, 上行 60.4 Gbit/s (2) 传输时延基于 4G 场景, 该划分方案在物理层进行划分, 受 LTE 最大单向时延 4 ms(harq 周期 4 TTI) 的时序限制, 假设空口时延需要 1 ms, 其余部分将需要在剩下的 3 ms 完成这其中主要包含 DU 的处理时延 CU 上的处理时延 ( 物理层和上层 2018 年 2 月第 24 卷第 1 期 Feb Vol.24 No 中兴通讯技术 D:\MAG\ /VOL23\F3.VFT 7PPS/P6

处理 ) 和 CU-DU 之间的传输时延因此刨除了两端处理时延后, 前传接口传输最大单向端到端时延需要控制在 250 us 以内由于 5G 将比 4G 有着更严格的端到端时延要求, 比如在 0.

无线网络架构部署方案, 特别针对传输网的需求进行了分析分析结果表明 : 5G 无线网络对于传输网的带宽和时延都提出了严苛的要求, 后续在部署过程中需要根据业务需求和网络发展需要合理规划传输网络以保证 5G 用户的体验参考文献 [1] Study on Scenarios and Requirements for Next Generation Access Technologies:

801 V14.0.0[S]. 2017 [4] Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network(E-UTRAN); Overall Description: 3GPP TS 36.300 V14.2.0[S]. 2017 [5] IAESI, Thales, Fairspectrum, VTT, Option 2 Split with Performant and Reliable CU-DU Connection: R3-170973[S].

7 处理 ) 和 CU-DU 之间的传输时延因此刨除了两端处理时延后, 前传接口传输最大单向端到端时延需要控制在 250 us 以内由于 5G 将比 4G 有着更严格的端到端时延要求, 比如在 0.2 mstti 假设下, 整个 HARQ 响应时间估计在 600 us 左右, 留给数据传输的时间将进一步减小, 因此对传输网络时延和抖动的要求会更高 4 结束语 5G 无线网络为了满足不同业务以及运营商的部署需求, 引入了 NSA 和 SA 两种 4G 和 5G 网络部署方案, 以及 CU/DU 分离的基站架构本文介绍了当前 5G 无线网络的标准进展, 并结合现有架构分析了 5G 无线网络架构部署方案, 特别针对传输网的需求进行了分析分析结果表明 : 5G 无线网络对于传输网的带宽和时延都提出了严苛的要求, 后续在部署过程中需要根据业务需求和网络发展需要合理规划传输网络以保证 5G 用户的体验参考文献 [1] Study on Scenarios and Requirements for Next Generation Access Technologies: 3GPP TR V14.0.0[S] [2] NR; NR and -RAN Overall Description; Stage 2 (Release 15): 3GPP TS , V1.0.1 [S] [3] Study on New Radio Access Technology: Radio Access Architecture and Interfaces: 3GPP TR V14.0.0[S] [4] Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network(E-UTRAN); Overall Description: 3GPP TS V14.2.0[S] [5] IAESI, Thales, Fairspectrum, VTT, Option 2 Split with Performant and Reliable CU-DU Connection: R [S]. USA: 3GPP TSG- RAN WG3 Meeting#95bis, 2017 [6] CATT. Further Clarification of CU-DU Split Option 3-1: R [S]. Greece : 3GPP TSG RAN WG3 Meeting, 2017 [7] Nokia. Conclusion on Higher Layer Split Option: R [S]. Greece: 3GPP TSG- RAN WG3 Meeting #95, 2017 [8] ZTE. Clarification on CU-DU Split Options: R [S]. USA: GPP TSG RAN WG3 Meeting#94, 2016 [9] Ericsson. Network Deployments Based on Option 2: R [S]. Greece: 3GPP TSG- RAN WG3 Meeting #95, 2017 [10] Ericsson. Performance Evaluation of Option 3: R [S]. Greece: 3GPP TSG-RAN WG3 Meeting #95, 2017 [11] X2 Interface User Plane Protocol:3GPP TS V [S] 作者简介许森, 中国电信股份有限公司北京研究院网络技术与规划部技术总监高级工程师 ; 主要研究方向为 3GPP 标准化 5G 新技术研究和测试 ; 已发表论文 10 余篇高程, 中国电信股份有限公司北京研究院工程师 ; 主要研究方向为 3GPP 标准化 5G 新技术研究和测试等卞宏梁, 中国电信股份有限公司北京研究院工程师 ; 主要研究方向为频率标准化 5G 新技术研究和测试等中兴通讯技术年 2 月第 24 卷第 1 期 Feb Vol.24 No. 1 D:\MAG\ /VOL23\F3.VFT 7PPS/P7

出國報告電子檔規格

出國報告電子檔規格會議報告 ( 會議類別 : 其他 ) 3GPP RAN #69 Meeting 會議報告出席人員 : 陳瓊璋 / 陳弘仁派赴地區 : 美國 / 鳳凰城會議期間 :104 年 9 月 14 日至 9 月 18 日報告日期 :104 年 10 月 15 日 1 摘要本次 3GPP RAN #69 會議於 9 月在美國的