CCSA5GCUDU设备应用研究2019141页

版权声明本研究报告版权属于中国通信标准化协会，并受法律保护。转载、摘编或利用其它方式使用本研究报告文字或者观点的，应注明“来源：中国通信标准化协会”。违反上述声明者，本协会将追究其相关法律责任。II研究报告要点5G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：增强的移动宽带业务、面向垂直行业的大规模机器通信业务、低时延高可靠业务。不同的业务对于移动网络空口能力、架构等的设计和部署需求存在一定的差异，其差异性主要体现在时延、空口传输以及回传能力等方面。在Rel-15的NR标准中gNB的形态已经支持了类似于4GeNB的一体化基站以及CU/DU分离两种基站类型以满足不同类型业务和部署场景的需求。本课题以3GPPRel-15中CU/DU所涉及的相关规范和研究报告为基础，本研究报告首先介绍了5G中CU/DU的标准进展，在此基础上分析了CU/DU的适用场景以及对于操作维护的需求。随后针对CU-CP/UP分离架构以及基于CU/DU底层切分两个场景进行了研究，主要围绕着标准化进展，适用场景及主要功能和过程等方面开展了相关的分析。在全文的最后给出了CU/DU架构和部署方式的总结。研究单位：中国电信集团有限公司、中国信息通信研究院、中国联合网络通信集团有限公司、中国移动通信集团公司、大唐电信科技产业集团（电信科学技术研究院）、华为技术有限公司、上海诺基亚贝尔股份有限公司、爱立信（中国）通信有限公司、中兴通讯股份有限公司、高通无线通信技术(中国)有限公司、烽火科技集团有限公司、联发博动科技（北京）有限公司项目参加人：许森、黄蓉、刘珊、刘子实，闫渊、张乐、李俊杰、旷婧华、李小龙、唐春梅、全海洋、陈栋、贺敬、姚春海、王友祥完成日期：2018年10月III目次1范围..................................................................12参考文献..............................................................13缩略语................................................................34CU/DU分离架构概述...................................................54.1CU/DU引入的背景介绍.................................................54.1.15G多样的业务需求.....................................................54.1.2组网和性能需求........................................................74.1.3差异化的商业需求和ICT融合需求........................................84.2CU/DU分离架构面临的挑战.............................................94.3标准化进展情况概述....................................................94.3.1基于控制面和用户面分离的CU/DU架构..................................114.3.2基于底层切分的CU/DU架构............................................124.4CU/DU合设和分离的适用场景..........................................134.5CU/DU对于操作维护的需求............................................135基于控制面和用户面分离的CU/DU架构和部署研究........................145.1部署场景分析.........................................................145.1.1部署场景分析.........................................................145.1.2引入CP/UP分离的利弊分析.............................................155.2主要的信令过程.......................................................175.2.1空闲态和连接态间的转换...............................................175.2.2Xn切换过程..........................................................195.2.3CU-UP变更过程.......................................................205.3架构及接口研究.......................................................225.4安全性分析...........................................................245.4.1对于CU-CP影响分析..................................................245.4.2对于CU-UP的影响分析................................................255.4.2.1密钥推导............................................................................................................................255.4.2.2PDCPCOUNT翻转..........................................................................................................255.4.2.3计数值检查........................................................................................................................266基于底层切分方案的CU/DU架构研究....................................266.1引入背景.............................................................266.2潜在RAN侧划分方案介绍..............................................276.2.1方案1：物理层划分方案1..............................................276.2.2方案2：物理层划分方案2..............................................286.2.3方案3：物理层划分方案3..............................................296.3底层切分方案面临的一些挑战...........................................296.4接口划分方案对比.....................................................306.4.1前传带宽计算参数集合.................................................306.4.2带宽计算方法.........................................................30IV6.4.2.1下行方向计算方法............................................................................................................306.4.2.2上行方向计算方法............................................................................................................336.4.3评估结果.............................................................357总结与展望...........................................................3615GCU/DU设备应用研究1范围本课题以3GPPRel-15中CU/DU所涉及的相关规范和研究报告为基础，主要考虑在SA场景中展开针对CU/DU部署方案以及设备技术要求的研究工作。结合上述两个方向以及R15的WI/SI标准进展，本研究课题涉及的内容如下：[1]CU/DU分离与合设的适用场景研究：研究CU与DU部署场景与规模，研究不同业务对于CU和DU的规模和部署位置的需求，分析CU/DU架构对于不同业务性能的影响（如控制面和用户面时延、系统容量等）[2]CU/DU以及DU和AAU的同步方式、同步以及抖动等要求的分析和研究[3]F1（CU-DU）和E1（CU的CP-UP）接口对于传输、关键过程的需求研究[4]DU和AAU前传接口需求分析：研究对于前传接口的需求，包括传输距离、时延、光纤容量等需求[5]CU/DU的操作维护要求的分析和研究：研究CU/DU对于网管的需求2参考文献下列文件中的条款通过本研究课题的引用而成为本研究课题的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本研究课题，然而，鼓励根据本研究课题达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本研究课题。[1]3GPPTR38.913,StudyonScenariosandRequirementsforNextGenerationAccessTechnologies;v14.3.0[2]3GPPTR38.801,Studyonnewradioaccesstechnology:Radioaccessarchitectureandinterfaces[3]R3-160766,NEC,KDDI,MotivationofFunctionalitySplittinginRANarchitecture,RAN3#91bisBangalore,India,11th–15thApril20162[4]R3-160622,Intel,FronthaulandRANFunctionalSplitAspectsoftheNextGenerationRadioAccessNetwork,RAN3#91bisBangalore,India,11th–15thApril2016[5]R3-160670,ATT,FlexibleSplitofNextGenerationRANArchitectureFunctions,RAN3#91bisBangalore,India,11th–15thApril2016[6]R3-160775,CATT,Considerat