5G前传接口eCPRI分析.pdf

1、5G前传接口eCPRI分析 CPRI接口及带宽分析 CPRI 1 2 3 4 5 6 7 7A 8 9 10 Date rate（Mbit/s）614.4 1228.8 2457.6 3072.0 4915.2 6144.0 9830.4 8110.08 10137.6 12165.12 24330.24 2G 3G LTE LTE-A LTE-A Pro 根据NGMN2.3.5节定义，前传CPRI接口带宽计算公式：RIV=2*Nant,IV*Ns*Nres,IV*Novhd*N8B/10B 线路速率=2230.721516/1510/8=2.4576G 注1 注1：根据20M频宽、2天线数、

2、15比特位宽计算 通道 2T2R 4T4R 8T8R 64T64R 20MHz 2.4576Gbps 4.9152Gbps 9.8304Gbps 78.6432Gbps 100MHz 12.288Gbps 24.576Gbps 49.152Gbps 393.216 CPRI接口带宽正比于 （天线通道数载波带宽）对于大规模MIMO天线，带宽急剧增加 CPRI压缩技术及其影响 根据NGMN2.3.5节定义，前传CPRI接口带宽计算公式：RIV=2*Nant,IV*Ns*Nres,IV*Novhd*N8B/10B CPRI带宽可以通过算法优化实现压缩 4G 20M 2T2R 100M 64T64R

3、100M 16T16R 100M 8T8R 不压缩 2.5Gbps 注1 400Gpb 100Gbps 50Gbps 2：1压缩 1.25Gbps 2100Gbps 50Gbps 25Gbps 压缩算法原理：通过降低采样率和比特位宽，降低带宽 压缩影响：影响基站EVM指标，需要有支持实时、增强压缩算法 注1：根据20M频宽、2天线数、15比特位宽计算 厂商CPRI压缩技术简介 诺基亚：原先CPRI接口：传输天线端口数据(64T64R)，约400G 现将beamforming部分上移到AAU设备中 现有CPRI接口：传输流数据(16layers)单扇区2个QSFP+接口(80G)，具体计算如下：

4、按照75KHz子载波间隔，1200子载波，2048 FFT points计算，采样频率为153.6MHz 每流数据=2153.61516/15=4.9152Gbps 单扇区数据=164.915266/64=81.1Gbps 华为：原先CPRI接口：约320G(注：由于部分参数不同较400G小)现有CPRI接口：通过自研芯片支持实时增强压缩算法，实现3.2：1的压缩，单扇区1个100G接口 eCPRI技术简介 相对于3GPP TR 38.801 V14.0.0 中Option7的切割方式，eCPRI也秉持 在物理层内部切分的思路 eCPRI Specification V1.0规范 定义eCPR

5、I也支持灵活的功能分解，存在多种切割方式。目前标准 给出了ID、IID、IU等多种切割方式 eCPRI接口采用分组化以太网接口，带宽与天线数解耦，相对于CPRI传输带宽大幅降低 eCPRI功能分解 eCPRI规范给出的功能分解示例，以及设备厂商现行规划 eCPRI功能分解 诺基亚对称切割方案 下行频域波束赋形功能移到AAU中，天线预编码位于DU中，预编码权值可以通过控制面从DU发送到CU 上行信道估计在DU中实现 该方案预编码在DU中，DU和CU之间的层数是空间层的数目(反之则为接收机的数据，而接收机数远大于空间层数)eCPRI功能分解 华为非对称切割方案 下行：编码后数据 下行流数子载波数调

6、制bit数每TTI符号数/每TTI时长+下行控制信息 上行：天线数据转换到波束数据 波束数子载波数比特位宽每TTI符号数/每TTI时长 eCPRI功能分解 中兴非对称切割方案 采用intra-PHY切分，带宽需求基本与AAU支持的流数成线性关系 以64QAM调制为例，每流数据带宽约为1.6Gbps100MHz；当采用64天线时，可采用1个25G的eCPRI光模块 eCPRI优势将前传带宽降低到25G 无论是采用对称切割还是非对称切割的方案，eCPRI方案可以将前传带宽降低到25G 切分方式 前传带宽 光模块 时延要求 eCPRI 1025Gbps 25Gbps SFP 100150us CPR

7、I 100Gbps 2*40G/100G QSFP+100150us eCPRI优势前传基于Ethernet协议 eCPRI基于Ethernet协议，因此在实际应用中可以实现流量带宽的复用 目前主要分为光纤直驱和设备承载两种方案，其中设备承载方案中，又可以分为无源WDM、有源WDM和WDM-PON三种方案 无源WDM方案：彩光模块安装在AAU和DU设备上，通过外置的无源合/分波板卡或设备完成WDM功能 有源WDM方案：采用WDM/OTN设备 WDM-PON方案：延续FTTx点到多点组网拓扑 兼顾4G承载网选择合适的前传接口(CPRI or eCPRI)CPRI eCPRI CPRI eCPRI

8、 备注 光模块 QSFP SFP 容量 80G or 100G 25G 承载方式 点对点光纤直驱 点对点光纤直驱 WDM设备承载 AAU重量 A A+7kg 两者均在4047kg量级 AAU功耗 B 1.1*B 增加的射频部分功耗相对于基带功耗可忽略 容量性能 全量信息无损 下行:全量信息无损 上行:天线数据转波束数据有损 上行8流时有20%性能损失；下行在24流时有10%性能损失 协议演进 AAU更换风险小 可能AAU存在更换风险 部分基带功能上移AAU，如果采用FPGA完成BBL功能，未来协议演进可能存在硬件升级风险 运行维护 无OAM缺乏维护手段 基于以太网协议运维手段丰富 成本 高 低 eCPRI劣势协议演进风险待进一步评估 数据面是否采用NOMA，标准目前尚未定义 DPC是提高MU-MIMO配对概率的选项，带来更大复杂性 需要更高效的AMC/HARQ以提高可靠性 部分基带功能上移射频模块，导致向非OFDM演进困难 目前情况：AAU设备中有FPGA，部分功能通过FPGA实现 CPRI方案：射频与基带解耦，与协议无关，虽然也需要通过FPGA软件升级，但是硬件更换很小 eCPRI方案：部分基带功能移到射频模块中，未来协议演进需要对FPGA进行软件升级，一旦FPGA预留不足，存在AAU硬件更换风险(待进一步评估)谢谢指正！