3GPP R14 CU-DU分割选项内容摘录
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对于CU/DU的分割方式,3GPP R14中已经明确高层采用选项2作为R15的标准化工作了,而低层分割尚未明确。
为了更好地了解选项2和其它各种选项,本文基于R14的定稿版本TR38.801-e00,对其中RAN架构讨论章节中的相关内容进行摘录翻译,以便大家学习参考。
1. TR38.801中8中CU-DU分割选项
[1] 选项1(类似1A的切分方式):
类似于双连接中1A的切分方式。RRC位于中央单元CU中,PDCP、RLC、MAC以及物理层和RF都位于分布单元DU中。
[2] 选项2(类似3C的切分方式):
类似于双连接中3C的切分方式。RRC和PDCP位于中央单元CU中,RLC、MAC以及物理层和RF都位于分布单元DU中。
[3] 选项3(RLC内部切分):
RLC的低层(部分RLC功能)、MAC及物理层和RF都位于分布单元DU中,而PDCP和RLC的高层(部分RLC功能)位于中央单元CU中。
选项3-1:基于ARQ分割
选项3-2:基于TX RLC和RX RLC分割
[4] 选项4(RLC与MAC之间切分):
MAC、物理层和RF位于DU中,PDCP和RLC位于CU中。
[5] 选项5(MAC内部切分):
RF、物理层和部分MAC功能(如HARQ)位于DU中,MAC高层、RLC和PDCP位于CU中。
[6] 选项6(MAC和PHY切分):
RF和物理层(PHY)位于DU中,其余高层位于CU中。
[7] 选项7(物理层内部切分):
部分物理层功能和RF位于DU中,其余高层位于CU中。
选项7-1:上行方向上,FFT、CP去除以及PRACH过滤功能都在DU中,其他物理层功能在CU中。下行方向上,iFFT和CP添加功能在DU中,其他物理层功能在CU中。
选项7-2:上行方向上,FFT、CP去除以及资源解影射以及预滤波功能都在DU中,其他物理层功能在CU中。下行方向上,iFFT、CP添加和预编码功能都在DU中,其他物理层功能在CU中。
选项7-3:仅用于下行方向上。编解码位于CU中,其他物理层功能位于DU中。
[8] 选项8(物理层和RF切分):
RF功能位于DU中,其余高层位于CU中。
2.TR38.801中8中CU-DU选项优劣分析
针对上述8种CU-DU分割方式,TR38.801对每种方式进行了详细分析,原文翻译如下。
1.1 选项1(RRC/PDCP,类似1A的切分方式)
这种切分方式下,RRC在CU中实现,PDCP、RLC、MAC、物理层和RF都位于DU中,因此整个用户面都在DU中。其好处在于RRC/RRM集中处理,且与用户面分离,边缘计算和低时延场景下,用户数据与传输点之间的距离比较近,可能具有一定的好处。缺点是,由于RRC和PDCP分离,实际部署中对接口进行安全性保证时,有可能会影响性能,且需要具体分析此种方案是否可以支持双连接3C下的聚合功能。
1.2 选项2 (PDCP/RLC切分方式)
选项2类似X2的设计方式,因为其用户面类似,但是控制面一些功能有差异,如需要新的过程。
1.2.1 选项2-1:仅分离用户面(类似3C)
RRC、PDCP在CU中,RLC、MAC、PHY和RF在DU中。
这种方式下,NR和E-UTRA中的话务聚合功能可以集中实现。另外,可以对NR和E-UTRA之间的话务负荷进行管理。LTE双连接中对PDCP和RLC之间的3C分割方式已经标准化了,因此这种分割方式利于标准化,所需工作量较小。(目前用户面概念在研究中,控制面概念不包含在此研究工作中)。另外,从LTE迁移的角度看,LTE-NR与功能分割方式在用户面一致也是有好处的。
1.2.2 选项2-2:控制面与用户面分离
RRC、PDCP在CU中,RLC、MAC、PHY和RF在DU中。另外,可以将控制面的RRC和PDCP与用户面的PDCP放在不同的CU中来实现。
这种方式下,NR和E-UTRA中的话务聚合功能可以集中实现。另外,可以对NR和E-UTRA之间的话务负荷进行管理。它利于PDCP层的集中化。它主要受用户面过程的影响,可随着话务负荷的增加来扩充(scale)。RRC/RRM集中处理,且与用户面分离,但是需要确保不同PDCP instance间的安全性配置。
1.3 选项3 (High RLC/Low RLC切分方式)
基于实时性和非实时性,采用2种功能分割方式:
1.3.1 选项3-1:基于ARQ分割
低层RLC包括分段(segmentation)功能,高层RLC包括ARQ和其他RLC功能。这种方式下,RLC分为高层和低层。RLC确认模式下,所有RLC功能由位于CU中的RLC高层子层来实现;分段(segmentation)功能由位于DU中的RLC低层子层来实现。高层RLC根据状态报告进行RLC PDU的封装,低层RLC将RLC PDU封装到可用的MAC PDU资源中。
优点和评估:
此选项可以集中实现NR和E-UTRA传输点的话务聚合。另外,它有助于实现NR和E-UTRA传输点间的话务负荷的管理工作。
此选项在切分点上能实现更好的流量控制。
集中化增益:位于CU中的ARQ可以提供集中化或者pooling增益。
传输网的失败可以使用CU中端到端的ARQ算法来恢复,从而对重要数据和控制面信令提供保护。
DU中没有RLC功能,可以处理更多的处于连接模式下的UE,因为不需要储存RLC状态信息,因此也不需要UE context。
此选项可以提供有效方法来实现综合接入和回传,以支持具有自回传功能(self-backhauled)的NR TRP。
此选项在非理想传输情况下会更为强壮,因为ARQ和包排序工作都在CU中实现。
因为没有ARQ协议,所以可以降低DU中的处理和缓存需求。
可在不同DU下的多个无线leg上使用,提供更高的可靠性(C面和U面)。
可以在gNB间实现基于RAN的移动性。
缺点是,相对而言,此切分比DU中ARQ切分更具有时延敏感性,因为在切分的传输网络上,重传更易受传输网络时延的影响。
1.3.2 选项3-2:基于TX RLC和RX RLC分割
描述:
低RLC层的组成部分包括:发送TM RLC实体、发送UM RLC实体、与下行传送相关的AM的发送侧和AM接收测的路由功能等。
高RLC层的组成部分包括:接收TM RLC实体、与上行传送相关的接收UM RLC实体、没有路由功能的AM接收和RLC状态报告的接收等。
发送:Tx RLC从PDCP接收RLC SDU,并将其根据MAC的格式指示符进行传送。RLC接收到MAC发送的PDU请求后,RLC必须根据MAC的格式指示符将MAC PDU进行封装,随后将MAC SDU发送到MAC。为了适配CU和DU间的传输网络,将Tx RLC放置在DU中非常关键。
接收:Routing接收到来自MAC的RLC PDU,并判断CONTROL PDU/DATA PDU,然后将DATA PDU发送到Rx RLC,将CONTROL PDU发送到Tx RLC。当触发PDCP/RLC重建过程时,将Rx RLC放置在CU中很关键,以便实时将数据包发送到PDCP。
选项3-2不仅对CU和DU间的传输网络的时延很敏感,也使用PDCP-RLC和MAC-RLC之间的传统接口格式。其好处在于:
此选项可以集中实现NR和E-UTRA传输点的话务聚合。另外,它有助于实现NR和E-UTRA传输点间的话务负荷的管理工作。
CU中实现流量控制,因此CU中需要有相应的缓存器。TX缓存放在DU中,因此,来自CU的数据流在发送前需要进行流量控制时,可以先在CU中缓存。另外,流量控制不考虑前传的情况。
由于Rx RLC放在CU中,因此当将RLC SDU发送给PDCP时,如果出现PDCP/RLC重建过程,则没有别的传送时延。
这个选项不会对传输产生任何影响,比如导致传输网络阻塞等。MAC将RLC PDU作为一个完整的包发送给RLC,而不是由RLC将RLC SDU发送给PDCP。
缺点:
相对于RLC不进行切分的情况来讲,AM Rx RLC的STATUS PDU可能产生额外的时延。因为在DU中的Tx RLC将STATUS PDU通过空口发送之前,STATUS PDU必须通过CU到DU的PDCP-Tx RLC接口进行发送,从而产生另外的传输时延。
由于在CU中执行流量控制,且RLC Tx在DU中,因此需要2个缓存来进行发送。CU中的缓存允许流量控制数据发送到RLC Tx,DU中的缓存则用于执行RLC Tx。
1.4 选项4 (RLC-MAC切分方式)
RRC、PDCP和RLC在CU中,MAC、物理层和RF在DU中。
从LTE协议栈的角度看,此选项没有明显的好处,还需要结合NR协议栈深入研究。
1.5 选项5 (intra MAC切分方式)
选项5中:
DU中包含RF、物理层和MAC低层(Low-MAC)。
CU中包含MAC高层(High-MAC)、RLC和PDCP层。
将MAC层分为2个实体(High-MAC和Low-MAC),则MAC提供的服务和功能将可能分布在CU中、DU中,或者同时分布在CU和DU中。
优点举例分析如下:
High-MAC子层中,集中调度负责多个Low-MAC子层的控制,它进行高层集中调度决策。
High-MAC子层中的小区间干扰协调负责干扰协调,如JP/CS CoMP。
Low-MAC子层中,时间严格功能包括时延需求迫切的HARQ等功能,以及性能与时延成比例的功能(如来自PHY的无线信道和信号测量、随机接入控制等)。它降低了前传接口上的时延需求。
Low-MAC子层中无线相关的功能可用于执行调度相关的信息处理和上报,它也可以测量/评估所配置的操作的activities,或者所服务的UE到High-MAC子层的的统计和周期或事件报告。
根据intra-MAC功能分割的不同实施方法,优劣分析如下:
优点:
此选项可以集中实现NR和E-UTRA传输点的话务聚合。另外,它有助于实现NR和E-UTRA传输点间的话务负荷的管理工作。
根据RAN-CN接口上的负荷来降低前传的带宽需求。
降低前传的时延需求(如果HARQ处理和小区相关的MAC功能在DU中实现的话)。
多个小区间的有效的干扰管理以及增强的调度技术,如多小区间的CoMP和CA等。
缺点:
CU和DU间接口的复杂性。
难以在CU和DU上定义调度操作。
CU和DU间的调度决策取决于前传时延,在非理想前传和短TTI下,可能影响性能。
一些CoMP算法可能受到限制(如UL JR)。
1.6 选项6 (MAC-PHY切分方式)
MAC和高层在CU中,PHY层和RF在DU中。CU和DU间的接口承载数据、测量、配置和调度相关的信息(如MCS、层影射、波束赋形、天线配置、资源块分配等)。
优点:
此选项可以集中实现NR和E-UTRA传输点的话务聚合。另外,它有助于实现NR和E-UTRA传输点间的话务负荷的管理工作。
选项6的有效载荷是传输块比特,所以基带比特率的吞吐量较低,利于降低前传的需求。
MAC在CU中,便于实现联合传输。
MAC在CU中,便于实现集中调度。
可以实现MAC层或者MAC上层的layer间的资源pooling。
缺点:此分割需要在CU中的MAC层和DU中的PHY层间进行子帧级的定时交互,前传环路时延可能影响HARQ定时(timing)和调度。
1.7 选项7 (intra PHY切分方式)
此选项包括多个子选项,包括DL和UL独立进行分割的异步选项(如7-1用于UL,7-2用于下行),并可使用压缩技术来降低CU和DU间所需的传输带宽。
上行方向上,FFT、CP去除都位于DU中,2个子选项描述如下,剩余部分位于CU中。
下行方向上,iFFT和CP添加位于DU中,3个子选项描述如下,PHY的剩余部分位于CU中。
优势和评估(选项7-1、7-2和7-3的共性部分):
这些选项可以集中实现NR和E-UTRA传输点的话务聚合。另外,它有助于实现NR和E-UTRA传输点间的话务负荷的管理工作。
这些选项能够降低吞吐量对前传带宽的需求。
MAC位于CU中,可以实现集中调度,如CoMP。
MAC位于CU中,发送和接收都可以实现联合处理。
缺点:
这种分割需要CU内的PHY层和DU中的PHY层实现子帧级定时交互。
选项7-2:
上行方向上,FFT、CP去除、资源去影射以及可能的预过滤功能都位于DU中,其余PHY功能位于CU中。
下行方向上,iFFT、CP添加、资源影射和预编码功能位于DU,其余PHY功能位于CU中。
好处和评估:
两个选项都需要先进接收机的优化使用。
选项7-3(仅用于下行):
只有编解码位于CU中,PHY层其他功能位于DU中。
此选项的有效载荷是编码后的数据,所以基带比特率的吞吐量较低,利于降低前传的需求。
1.8 选项8 (PHY-RF切分方式)
选项8允许对RF和PHY层进行分割。这种分割能够进行所有协议层的集中处理,使得RAN具有高度协调功能,从而能够有效支持CoMP、MIMO、负载均衡以及移动性等功能。
好处和评估:
这些选项可以集中实现NR和E-UTRA传输点的话务聚合。另外,它有助于实现NR和E-UTRA传输点间的话务负荷的管理工作。
在整个协议栈上进行高层集中和协调,能够获取高效的资源管理和无线性能。
对RF和PHY进行分割,使得RF单元与PHY的升级没有关系,从而增强RF/PHY的可扩展性。
RF和PHY分离可以将RF单元复用来对不同无线接入技术的物理层提供服务(如GSM、3G和LTE等)。
RF和PHY分离允许多PHY资源进行pooling,从而对物理层进行更有效的规划(dimensioning)。
RF和PHY分离允许进行RF单元共享操作,从而降低系统和站点成本。
缺点:
前传时延需求高,会对网络部署造成限制,如网络拓扑和可用传输选项。
前传带宽需求高,意味着资源消耗更高、传输配置(dimensioning)的成本高(链路容量和设备等)。
3. TR38.801中8中CU-DU选项对比
每种切分方式特点对比如下。
注1:本总结表是基于LTE协议栈进行的,后续将根据NR协议栈予以更新。
注2:本总结表不能用于分析目前的切分方式。
注3:本总结表头用于对各种CU/DU切分方式提供高层总结,因此集中在一些主要,不是非常全面和详尽。
注4:对URLCC/MEC也许有好处。
注5:由于调度器和物理层处理分开了,所以增加了复杂性。
注6:由于调度器和HARQ分开了,所以增加了复杂性。
注7:在研究阶段(SI)未加以明确和澄清。
为了更好地了解选项2和其它各种选项,本文基于R14的定稿版本TR38.801-e00,对其中RAN架构讨论章节中的相关内容进行摘录翻译,以便大家学习参考。
1. TR38.801中8中CU-DU分割选项
[1] 选项1(类似1A的切分方式):
类似于双连接中1A的切分方式。RRC位于中央单元CU中,PDCP、RLC、MAC以及物理层和RF都位于分布单元DU中。
[2] 选项2(类似3C的切分方式):
类似于双连接中3C的切分方式。RRC和PDCP位于中央单元CU中,RLC、MAC以及物理层和RF都位于分布单元DU中。
[3] 选项3(RLC内部切分):
RLC的低层(部分RLC功能)、MAC及物理层和RF都位于分布单元DU中,而PDCP和RLC的高层(部分RLC功能)位于中央单元CU中。
选项3-1:基于ARQ分割
选项3-2:基于TX RLC和RX RLC分割
[4] 选项4(RLC与MAC之间切分):
MAC、物理层和RF位于DU中,PDCP和RLC位于CU中。
[5] 选项5(MAC内部切分):
RF、物理层和部分MAC功能(如HARQ)位于DU中,MAC高层、RLC和PDCP位于CU中。
[6] 选项6(MAC和PHY切分):
RF和物理层(PHY)位于DU中,其余高层位于CU中。
[7] 选项7(物理层内部切分):
部分物理层功能和RF位于DU中,其余高层位于CU中。
选项7-1:上行方向上,FFT、CP去除以及PRACH过滤功能都在DU中,其他物理层功能在CU中。下行方向上,iFFT和CP添加功能在DU中,其他物理层功能在CU中。
选项7-2:上行方向上,FFT、CP去除以及资源解影射以及预滤波功能都在DU中,其他物理层功能在CU中。下行方向上,iFFT、CP添加和预编码功能都在DU中,其他物理层功能在CU中。
选项7-3:仅用于下行方向上。编解码位于CU中,其他物理层功能位于DU中。
[8] 选项8(物理层和RF切分):
RF功能位于DU中,其余高层位于CU中。
2.TR38.801中8中CU-DU选项优劣分析
针对上述8种CU-DU分割方式,TR38.801对每种方式进行了详细分析,原文翻译如下。
1.1 选项1(RRC/PDCP,类似1A的切分方式)
这种切分方式下,RRC在CU中实现,PDCP、RLC、MAC、物理层和RF都位于DU中,因此整个用户面都在DU中。其好处在于RRC/RRM集中处理,且与用户面分离,边缘计算和低时延场景下,用户数据与传输点之间的距离比较近,可能具有一定的好处。缺点是,由于RRC和PDCP分离,实际部署中对接口进行安全性保证时,有可能会影响性能,且需要具体分析此种方案是否可以支持双连接3C下的聚合功能。
1.2 选项2 (PDCP/RLC切分方式)
选项2类似X2的设计方式,因为其用户面类似,但是控制面一些功能有差异,如需要新的过程。
1.2.1 选项2-1:仅分离用户面(类似3C)
RRC、PDCP在CU中,RLC、MAC、PHY和RF在DU中。
这种方式下,NR和E-UTRA中的话务聚合功能可以集中实现。另外,可以对NR和E-UTRA之间的话务负荷进行管理。LTE双连接中对PDCP和RLC之间的3C分割方式已经标准化了,因此这种分割方式利于标准化,所需工作量较小。(目前用户面概念在研究中,控制面概念不包含在此研究工作中)。另外,从LTE迁移的角度看,LTE-NR与功能分割方式在用户面一致也是有好处的。
1.2.2 选项2-2:控制面与用户面分离
RRC、PDCP在CU中,RLC、MAC、PHY和RF在DU中。另外,可以将控制面的RRC和PDCP与用户面的PDCP放在不同的CU中来实现。
这种方式下,NR和E-UTRA中的话务聚合功能可以集中实现。另外,可以对NR和E-UTRA之间的话务负荷进行管理。它利于PDCP层的集中化。它主要受用户面过程的影响,可随着话务负荷的增加来扩充(scale)。RRC/RRM集中处理,且与用户面分离,但是需要确保不同PDCP instance间的安全性配置。
1.3 选项3 (High RLC/Low RLC切分方式)
基于实时性和非实时性,采用2种功能分割方式:
1.3.1 选项3-1:基于ARQ分割
低层RLC包括分段(segmentation)功能,高层RLC包括ARQ和其他RLC功能。这种方式下,RLC分为高层和低层。RLC确认模式下,所有RLC功能由位于CU中的RLC高层子层来实现;分段(segmentation)功能由位于DU中的RLC低层子层来实现。高层RLC根据状态报告进行RLC PDU的封装,低层RLC将RLC PDU封装到可用的MAC PDU资源中。
优点和评估:
此选项可以集中实现NR和E-UTRA传输点的话务聚合。另外,它有助于实现NR和E-UTRA传输点间的话务负荷的管理工作。
此选项在切分点上能实现更好的流量控制。
集中化增益:位于CU中的ARQ可以提供集中化或者pooling增益。
传输网的失败可以使用CU中端到端的ARQ算法来恢复,从而对重要数据和控制面信令提供保护。
DU中没有RLC功能,可以处理更多的处于连接模式下的UE,因为不需要储存RLC状态信息,因此也不需要UE context。
此选项可以提供有效方法来实现综合接入和回传,以支持具有自回传功能(self-backhauled)的NR TRP。
此选项在非理想传输情况下会更为强壮,因为ARQ和包排序工作都在CU中实现。
因为没有ARQ协议,所以可以降低DU中的处理和缓存需求。
可在不同DU下的多个无线leg上使用,提供更高的可靠性(C面和U面)。
可以在gNB间实现基于RAN的移动性。
缺点是,相对而言,此切分比DU中ARQ切分更具有时延敏感性,因为在切分的传输网络上,重传更易受传输网络时延的影响。
1.3.2 选项3-2:基于TX RLC和RX RLC分割
描述:
低RLC层的组成部分包括:发送TM RLC实体、发送UM RLC实体、与下行传送相关的AM的发送侧和AM接收测的路由功能等。
高RLC层的组成部分包括:接收TM RLC实体、与上行传送相关的接收UM RLC实体、没有路由功能的AM接收和RLC状态报告的接收等。
发送:Tx RLC从PDCP接收RLC SDU,并将其根据MAC的格式指示符进行传送。RLC接收到MAC发送的PDU请求后,RLC必须根据MAC的格式指示符将MAC PDU进行封装,随后将MAC SDU发送到MAC。为了适配CU和DU间的传输网络,将Tx RLC放置在DU中非常关键。
接收:Routing接收到来自MAC的RLC PDU,并判断CONTROL PDU/DATA PDU,然后将DATA PDU发送到Rx RLC,将CONTROL PDU发送到Tx RLC。当触发PDCP/RLC重建过程时,将Rx RLC放置在CU中很关键,以便实时将数据包发送到PDCP。
选项3-2不仅对CU和DU间的传输网络的时延很敏感,也使用PDCP-RLC和MAC-RLC之间的传统接口格式。其好处在于:
此选项可以集中实现NR和E-UTRA传输点的话务聚合。另外,它有助于实现NR和E-UTRA传输点间的话务负荷的管理工作。
CU中实现流量控制,因此CU中需要有相应的缓存器。TX缓存放在DU中,因此,来自CU的数据流在发送前需要进行流量控制时,可以先在CU中缓存。另外,流量控制不考虑前传的情况。
由于Rx RLC放在CU中,因此当将RLC SDU发送给PDCP时,如果出现PDCP/RLC重建过程,则没有别的传送时延。
这个选项不会对传输产生任何影响,比如导致传输网络阻塞等。MAC将RLC PDU作为一个完整的包发送给RLC,而不是由RLC将RLC SDU发送给PDCP。
缺点:
相对于RLC不进行切分的情况来讲,AM Rx RLC的STATUS PDU可能产生额外的时延。因为在DU中的Tx RLC将STATUS PDU通过空口发送之前,STATUS PDU必须通过CU到DU的PDCP-Tx RLC接口进行发送,从而产生另外的传输时延。
由于在CU中执行流量控制,且RLC Tx在DU中,因此需要2个缓存来进行发送。CU中的缓存允许流量控制数据发送到RLC Tx,DU中的缓存则用于执行RLC Tx。
1.4 选项4 (RLC-MAC切分方式)
RRC、PDCP和RLC在CU中,MAC、物理层和RF在DU中。
从LTE协议栈的角度看,此选项没有明显的好处,还需要结合NR协议栈深入研究。
1.5 选项5 (intra MAC切分方式)
选项5中:
DU中包含RF、物理层和MAC低层(Low-MAC)。
CU中包含MAC高层(High-MAC)、RLC和PDCP层。
将MAC层分为2个实体(High-MAC和Low-MAC),则MAC提供的服务和功能将可能分布在CU中、DU中,或者同时分布在CU和DU中。
优点举例分析如下:
High-MAC子层中,集中调度负责多个Low-MAC子层的控制,它进行高层集中调度决策。
High-MAC子层中的小区间干扰协调负责干扰协调,如JP/CS CoMP。
Low-MAC子层中,时间严格功能包括时延需求迫切的HARQ等功能,以及性能与时延成比例的功能(如来自PHY的无线信道和信号测量、随机接入控制等)。它降低了前传接口上的时延需求。
Low-MAC子层中无线相关的功能可用于执行调度相关的信息处理和上报,它也可以测量/评估所配置的操作的activities,或者所服务的UE到High-MAC子层的的统计和周期或事件报告。
根据intra-MAC功能分割的不同实施方法,优劣分析如下:
优点:
此选项可以集中实现NR和E-UTRA传输点的话务聚合。另外,它有助于实现NR和E-UTRA传输点间的话务负荷的管理工作。
根据RAN-CN接口上的负荷来降低前传的带宽需求。
降低前传的时延需求(如果HARQ处理和小区相关的MAC功能在DU中实现的话)。
多个小区间的有效的干扰管理以及增强的调度技术,如多小区间的CoMP和CA等。
缺点:
CU和DU间接口的复杂性。
难以在CU和DU上定义调度操作。
CU和DU间的调度决策取决于前传时延,在非理想前传和短TTI下,可能影响性能。
一些CoMP算法可能受到限制(如UL JR)。
1.6 选项6 (MAC-PHY切分方式)
MAC和高层在CU中,PHY层和RF在DU中。CU和DU间的接口承载数据、测量、配置和调度相关的信息(如MCS、层影射、波束赋形、天线配置、资源块分配等)。
优点:
此选项可以集中实现NR和E-UTRA传输点的话务聚合。另外,它有助于实现NR和E-UTRA传输点间的话务负荷的管理工作。
选项6的有效载荷是传输块比特,所以基带比特率的吞吐量较低,利于降低前传的需求。
MAC在CU中,便于实现联合传输。
MAC在CU中,便于实现集中调度。
可以实现MAC层或者MAC上层的layer间的资源pooling。
缺点:此分割需要在CU中的MAC层和DU中的PHY层间进行子帧级的定时交互,前传环路时延可能影响HARQ定时(timing)和调度。
1.7 选项7 (intra PHY切分方式)
此选项包括多个子选项,包括DL和UL独立进行分割的异步选项(如7-1用于UL,7-2用于下行),并可使用压缩技术来降低CU和DU间所需的传输带宽。
上行方向上,FFT、CP去除都位于DU中,2个子选项描述如下,剩余部分位于CU中。
下行方向上,iFFT和CP添加位于DU中,3个子选项描述如下,PHY的剩余部分位于CU中。
优势和评估(选项7-1、7-2和7-3的共性部分):
这些选项可以集中实现NR和E-UTRA传输点的话务聚合。另外,它有助于实现NR和E-UTRA传输点间的话务负荷的管理工作。
这些选项能够降低吞吐量对前传带宽的需求。
MAC位于CU中,可以实现集中调度,如CoMP。
MAC位于CU中,发送和接收都可以实现联合处理。
缺点:
这种分割需要CU内的PHY层和DU中的PHY层实现子帧级定时交互。
选项7-2:
上行方向上,FFT、CP去除、资源去影射以及可能的预过滤功能都位于DU中,其余PHY功能位于CU中。
下行方向上,iFFT、CP添加、资源影射和预编码功能位于DU,其余PHY功能位于CU中。
好处和评估:
两个选项都需要先进接收机的优化使用。
选项7-3(仅用于下行):
只有编解码位于CU中,PHY层其他功能位于DU中。
此选项的有效载荷是编码后的数据,所以基带比特率的吞吐量较低,利于降低前传的需求。
1.8 选项8 (PHY-RF切分方式)
选项8允许对RF和PHY层进行分割。这种分割能够进行所有协议层的集中处理,使得RAN具有高度协调功能,从而能够有效支持CoMP、MIMO、负载均衡以及移动性等功能。
好处和评估:
这些选项可以集中实现NR和E-UTRA传输点的话务聚合。另外,它有助于实现NR和E-UTRA传输点间的话务负荷的管理工作。
在整个协议栈上进行高层集中和协调,能够获取高效的资源管理和无线性能。
对RF和PHY进行分割,使得RF单元与PHY的升级没有关系,从而增强RF/PHY的可扩展性。
RF和PHY分离可以将RF单元复用来对不同无线接入技术的物理层提供服务(如GSM、3G和LTE等)。
RF和PHY分离允许多PHY资源进行pooling,从而对物理层进行更有效的规划(dimensioning)。
RF和PHY分离允许进行RF单元共享操作,从而降低系统和站点成本。
缺点:
前传时延需求高,会对网络部署造成限制,如网络拓扑和可用传输选项。
前传带宽需求高,意味着资源消耗更高、传输配置(dimensioning)的成本高(链路容量和设备等)。
3. TR38.801中8中CU-DU选项对比
每种切分方式特点对比如下。
注1:本总结表是基于LTE协议栈进行的,后续将根据NR协议栈予以更新。
注2:本总结表不能用于分析目前的切分方式。
注3:本总结表头用于对各种CU/DU切分方式提供高层总结,因此集中在一些主要,不是非常全面和详尽。
注4:对URLCC/MEC也许有好处。
注5:由于调度器和物理层处理分开了,所以增加了复杂性。
注6:由于调度器和HARQ分开了,所以增加了复杂性。
注7:在研究阶段(SI)未加以明确和澄清。