5G系统中BBU与RRU之间前传接口(CPRI)带宽计算

6.5     CPRI带宽计算总结

根据上述分析和计算结果可知，LTE带宽为20MHz时，采用15bit的I/Q采样位宽每AxC上I/Q采样数据流为921.6 Mbps，添加控制字后为983.04Mbps，采用8b/10b编码后为1.2288Gbps，对应CPRI速率选项2，亦即每个AxC可以影射到CPRI选项2模式下进行传送。而采用2天线端口(即2x2 MIMO模式)时，则需要2.4576Gbps的CPRI带宽。

-        基带带宽： 20MHz

每AxC上I/Q采样数据流： 921.6Mbps  (=30 bits*30.72MHz)

添加控制字(W0)：983.04Mbps (= 16/15*921.6Mbps)

添加8B/10B线路编码的开销：1.2288Gbps  (=983.04*10/8)

2x2 MIMO：2.4576Gbps  (= 2 x 1.2288Gbps)

8x8 MIMO：9.8304Gbps   (= 8 x 1.2288Gbps)

如果考虑10MHz带宽，则CPRI速率需求降低一半，对应TR38.801的结论：

"每个天线端口下，每10MHz就需要614.4Mbps的传输资源"。

另外，不同采样位宽条件下，各个CPRI选项下所能承载的天线端口x载波(AxC)的数目有所不同。比如，CPRI选项7速率为9830.4Mbps，9/12/15比特采样位宽下，对应的AxC分别为13/10/8。

上述计算结果中，LTE 20MHz下，2天线端口对应的CPRI带宽为2457.6Mbps，对应选项3，亦即2个AxC可以影射到此模式中。

7 5G 新空口下CPRI接口带宽估算

5G系统新空口中，采用新的无线参数集。2017年3月中国移动在巴塞罗那通信展上发布的样机规范中，对5G新空口的参数规定如下：

采用与LTE类似的计算方法，计算5G系统CPRI带宽如下：

基带带宽：100MHz

IFFT点数： 4096

子载波间隔：30KHz

基带I/Q采样率：122.88MHz  (=4096 * 30KHz)

采样位宽：15bit     (I和Q样点)

每AxC上I/Q采样数据流：3686.4 Mbps  (=30bits*122.88MHz)

添加控制字(W0)：3932.16Mbps  (= 16/15*3686.4Mbps)

添加8B/10B线路编码的开销：4915.2Mbps (= 3932.16Mbps*10/8)

64TRX MIMO：314.57Gbps   (= 64 x 4915.2Mbps)

采用5G新空口参数计算，100MHz下，单天线端口所需CPRI带宽为4.9Gbps。LTE系统中，10MHz下，单天线端口所需CPRI带宽为614.4Mbps。进行对比可知，5G系统频带宽度为LTE系统的10倍，但是5G所需的CPRI带宽却只有LTE系统的8倍。这和5G系统中采用新的载波间隔和IFFT点数都有关系。

更为重要的是，5G系统中采用64TRX，其CPRI速率要求更高，如100MHz下约需320Gbps。

8 TR38.801中BBU与RRU之间CPRI接口带宽计算

TR38.801提供了不同天线端口和带宽下的CPRI最大带宽信息，如下表所示。

可以根据TR38.801中提供的结果"每个天线端口下，每10MHz就需要614.4Mbps的传输资源"进行验证，也可以采用5G新空口结果进行验证。

采用LTE计算结果估算，则10MHz下单天线端口需求614Mbps的CPRI带宽，则2端口10MHz约需1Gbps，2端口20MHz约需2Gbps，依次类推，粗略估算。

根据5G新空口计算验证上述结果，100MHz单天线端口下对应4915.2Mbps，则对应结果的准确信息如下，接近但绝不超过TR38.801中表格中所提供的最大值。

上表希望理解正确，如有错误，还请大家多加指正，多谢。

附录：

TR38.801(V14.0.0)中BBU与RRU之间传输带宽需求的描述：

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 bit rate is linearly increasing. An