5G C-RAN部署场景和方式分析

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引入网络功能虚拟化(NFV)框架后，带来了无线资源灵活编排的优势，5G中基于集中/分布单元(CU/DU)的两级架构也已经被业界所认可。CU/DU架构与无线云化相结合，构成了5G C-RAN的两个基本要素。

1.2  总体技术目标 (摘录)

C-RAN 产业推进研究工作，首先需要考虑的就是CU 设备涉及软件功能、虚拟化技术和硬件三个维度。

目前确定了四个技术目标：

[1]  梳理 C-RAN 无线云化各组件基本功能切分和可编排力应用场景。

[2]  无线接入网络功能方案确定和软硬件解耦的通用设备硬件定义。

[3]  明确 RAN -VNF 对 NFVI 硬件层和虚拟化层的能力需求，制定针对虚拟化平台的测试方法与衡量标准。

[4]  应对 RAN 新增需求的 MANO 功能拓展与定义，并实现相关接口的标准化。

1.3  技术挑战简述 （摘录)

未来无线接入网的络功能技术挑战在于既满足基本功能/性能，又要满足多维度的灵活性需求。

RAN-NFVI需要增强网络性能，实时、高精度钟和不同虚拟化技术兼容等。

还需进一步实现硬件层、虚拟化和网络功能软三解耦，得到针对共享统一的虚拟资源共享池。

面向 5G CU 的更高吞吐量需求，通用平台数据分发效率和性能功耗比还有待于进一步提升。

由于现网机房的空间和功耗的约束限制，也还需进一步定义通用设备的硬件形态和规格。

还需研究在RAN NFV化过程中涉及的SDN编排需求和网络管理扩展。

2.    无线网云应用场景 (摘录)

2.1   面向客户需求的无线云化网络应用场景

2.1.1   业务驱动的场景

  未来三大类业务，即eMBB、URLLC、mMTC对网络架构的需求差异主要体现在时延、前传和回传的传输能力、业务数据处理的容量等方面。

2.1.1.1    增强移动宽带的业务需求

对于eMBB，无线方面主要考虑覆盖和容量，数据量高达数百Gbps，时延低至ms量级。

采用传统的网络架构，一方面时延要求和底层 I/Q数据传输对前的压力，不利于数据的集中处理；另一方面不利于网络虚拟化，无法有效对基站进行软硬件解耦，无法适应不同无线接入技术的信号处理。

因此作为一种通用的网络结构，无线云需要考虑 CU 和 DU 的分离的分离。一般来说， CU 处理非实时的信息，而DU 侧重于处理时延敏感的底层信息。

由于 CU 主要处理非实时的信息流和协议栈， CU 可以承载更多小区的管理和控制，同时由于 CU 和 DU 的分离，可以允许不同接入技术单元 DU 连入同一个连入同一个CU , 提高网络部署的灵活性。

根据实际网络的部署，下面列举C-RANRAN 网络对于支持eMBB业务的典型用例。

1) Case 1: 基于多连接的部署用网络容量和覆盖提升

为了有利于支持eMBB 业务的覆盖和容量需求，双连接或者多是一种有效的网络部署和技术实现手段。

2) Case 2: 基于基站协同管理的服务与小区间干扰协调和高密度业务的需求

当业务的容量需求变高，在密集部署情况下，基于理想前传条件，多个DU 可以聚合部署，形成基带池，优化站资源的利用率，并且可以多个小区协作传输和处理，以提高网络的覆盖和容量。

3) Case 3: 基于时延差异性的部署优化

对于语音业务，带宽和时延要求不高，实时功能 DU 可以部署在站点侧，非实时功能可以部署在中心机房。而对于大带宽低时延业务如视频或者虚拟现实，一般需要高速传输网络或者光纤直接连RRU 和中心机房，并在中心机房部署缓存服务器，以降低时延并提升用户体验。

 

2.1.1.2    垂直行业和机器通信需求

机器通信的特点：数据量少而且稀疏，数量多，覆盖距离可大小实时性要求不高。

在和 CloudCloud RAN 的结合中，可以考虑一个具体的use case :

物联网的集中化管控：可以让多个DU 或者 RRU RRU连接到一个CU ，由 CU 进行区域物联网的集中管控。由于业务实时性要求不高，可以将CU 和核心网进行共平台部署，减少无线网和核心的信令交互，减少机房的数量。

2.1.1.3    低时延高可靠需求

对于此类业务，可靠性和实时的主要技术需求容量并不高，因而面向这一业务， C-RAN 系统需要考虑时延的敏感性和传输可靠，对于效率没有严格求。

因此，针对这种业务需要考虑的前传理想输以保证时延，同时可采用多个小区信号的联合发送和接收以保证信号可靠性。

 

2.1.1.4    基于业务需求的C-RAN总结

在前面几节针对不同业务做了单独的分析，