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目前5G无线接入网架构已经初步成型,相关工作重点转向具体的部署与应用,因此从接入网的架构演变出发,首先简要介绍了5G无线接入网CU-DU架构以及其主要优势,然后重点探讨了面向实用的CU-DU设备方案、部署方案和应用建议,并探讨了CU-DU架构面向未来的技术标准、设备以及结合MEC与人工智能等方面的演进方向,为业界理解5G接入网架构以及其长期发展趋势提供技术思路。
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5G 中 CU-DU 架构、设备实现及应用探讨
【摘要】目前 5G 无线接入网架构已经初步成型,相关工作重点转向具体的部署与应用,因
此从接入网的架构演变出发,首先简要介绍了 5G 无线接入网 CU-DU 架构以及其主要优势,
然后重点探讨了面向实用的 CU-DU 设备方案、部署方案和应用建议,并探讨了 CU-DU 架构
面向未来的技术标准、设备以及结合 MEC 与人工智能等方面的演进方向,为业界理解 5G
接入网架构以及其长期发展趋势提供技术思路。
【关键词】5G 无线接入网;接入网架构;集中式单元;分布式单元; 5G 组网;5G 网络部
署
doi:10.3969/j.issn.1006-1010.2018.01.000 中图分类号:TN929.5 文献标志码:A 文章
编号:1006-1010(2018)01-0000-00
引用格式:闫渊,陈卓. 5G 中 CU-DU 架构、设备实现及应用探讨[J]. 移动通信, 2017,42(1): 00-
00.
Discussion on CU-DU architecture, equipment implementation and application in 5G
YAN Yuan, CHEN Zhuo
(China Mobile Group Design Institute Co., Ltd., Beijing 100053, China)
[Abstract] 5G RAN architecture is to be finalized in standard and accordingly the emphasis of
wireless communication industry has changed to the development and deployment of products. This
paper focuses on the CU-DU architecture of 5G RAN in terms of product implementation,
deployment alternatives and application advices. Besides, the standard evolution of CU-DU
architecture and its potential combination with Big Data, AI and MEC are also discussed, which is
aimed to provide a long-term view for the industry.
[Key words] 5G RAN; RAN Architecture; CU; DU; 5G group; 5G deployment
1 引言
第 1 页 / 共13页
为了应对未来爆炸性的移动数据流量增长和海量的设备连接,满足不断涌现的各类新业务和
应用场景[1-2],全球范围内普遍认为 5G 将在 2020 年左右开始有效商用。就占据网络主体的
接入网而言,5G 接入网设计必须考虑满足 5G 关键性能指标需求、网络商业运营能力和具备
持续演进能力这三个方面的因素。正是基于这样的考虑,5G 接入网架构设计的焦点在于通
过增强基站间的协作控制、优化业务数据分发管理、支持多网融合与多连接、支撑灵活动态
的网络功能和拓扑分布,以及促进网络能力开放等几个方面,来提升网络灵活性、数据转发
性能以及用户体验和业务的有效结合。
当前,5G 无线接入网架构标准已经初步成型,相关工作重点转向具体的部署与应用。本文
从接入网的架构演变出发,首先简要介绍了 5G 无线接入网 CU-DU 架构以及其主要优势,
然后重点探讨了面向实用的 CU-DU 设备方案、部署方案和应用建议,并尝试探讨了基于现
有的 CU-DU 架构,在面向未来的技术标准、设备以及结合 MEC 与人工智能等方面的演进方
向。
2 CU-DU 架构标准介绍
无线接入网最主要的构成部分就是基站系统。从无线网络功能的角度而言,基站系统包括射
频和基带功能,而后者又由物理层、第二层(MAC、RLC、PDCP 等子层)以及第三层(如
RRC)等协议功能层构成。从接入网架构角度而言,3G 系统中接入网逻辑节点由 NodeB 和
RNC 组成,4G 逻辑架构设计更加扁平化,仅包含 eNB 节点。而 5G 接入网架构在设计之初,
相对于 4G 接入网而言,有了几个典型的需求[3],如下:
(1)接入网支持 DU(Distributed Unit,分布式单元)和 CU(Central Unit,集中单元)功
能划分,且支持协议栈功能在 CU 和 DU 之间迁移。
(2)支持控制面和用户面分离。
(3)接入网内部接口需要开放,能够支持异厂商间互操作。
(4)支持终端同时连接至多个收/发信机节点(多连接)。
(5)支持有效的跨基站间协调调度。
第 2 页 / 共13页
依托 5G 系统对接入网架构的需求,5G 接入网逻辑架构中,已经明确将接入网分为 CU 和
DU 逻辑节点[4],CU 和 DU 组成 gNB 基站,如图 1 所示。其中,CU 是一个集中式节点,对
上通过 NG 接口与核心网(NGC)相连接,在接入网内部则能够控制和协调多个小区,包含
协议栈高层控制和数据功能,涉及的主要协议层包括控制面的 RRC 功能和用户面的
IP、SDAP(业务数据应用单元)、PDCP(分组数据汇聚协议)子层功能;DU 是分布式单
元,广义上,DU 实现射频处理功能和 RLC(无线链路控制)、MAC(媒质接入控制)以及
PHY(物理层)等基带处理功能;狭义上,基于实际设备实现, DU 仅负责基带处理功能,
RRU(远端射频单元)负责射频处理功能,DU 和 RRU 之间通过 CPRI(Common Public
Radio Interface)[5]或 eCPRI[6]接口相连。在后文中,为了和具体设备对应,DU 采用狭义定
义。CU 和 DU 之间通过 F1 接口连接。CU/DU 具有多种切分方案,不同切分方案的适用场
景和性能增益均不同,同时对前传接口的带宽、传输时延、同步等参数要求也有很大差异。
图 1 接入网 CU-DU 逻辑架构
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