中移动CRAN架构介绍

C-RAN技术简介及在移动网络中的应用场景作者：柴铁生来源：《中国新通信》2017年第12期【摘要】 C-RAN技术不同于之前的无线通信网络构造，它构建出新的网络技术形式，推进了无线通讯的发展。

但C-RAN技术仍然存在一些技术难关，这些都是运营商迫切解决的问题，怎样完美的解决这些技术上的难关，决定着未来C-RAN技术的发展。

【关键词】 C-RAN技术移动网络数据处理一、C-RAN技术简介C-RAN是现在人们在网络的需求和科技进步的推动下产生出来的一种新型接入网构架，能把数据信息进行综合处理，协调处置，是一种能够实现实时云计算的绿色无线接入网，能够减少机房使用数量，从而减少运营商投入成本，能提高计算效率，比以往的技术更快的完成数据计算，能使传输带宽变高，灵活度增强等等，C-RAN是新的网络时代的标志，通过这个技术，使人类发展互联网的速度有了极大的提升，为移动通讯网络运营商带来了新的发展机会。

C-RAN总的来说是通过三个具体部分构成：它是一种分布式的网格，是把RRU以及通讯天线互相结合；它是由光信号进行传输的一种网络，是由远端射频单元和基带单元连接，和以往传输的不同点在于，它有着更高的网络宽带和更低的网络延迟，更方便信息的传输。

它是通过一种方法把具有高性能的通用处理器和实时虚拟技术相互结合，最终形成一个集中式基带处理池。

C-RAN想要实现主要分为三部分：1.1 C-RAN基站部署在部署基站时，使用多个BBU互相连接，构建出一个有着更高的容量和更低延迟的架构。

远端的RRU经过这种构架，与基带池中BBU的其中一个进行数据交流，通过这种方法可以把DSP上的BBU集成，这不会造成对机房设备功能浪费，降低机房设备能耗，提高服务利润。

1.2可处理多种无线信号使用基带池高速调出信息，完成数据的交互，解决多点协作式信号。

这样可以缩小无线信号对它造成的干扰，从而增加系统的容量，使用软件无线电有两种办法且两种办法各有优点，信号处理器是一种相对而言比通用处理器在电信行业更加成熟的办法，通用处理器的功耗性能比信号处理器更差，但通用处理器的后向兼容更好。

Heterogeneous Cloud Radio Access Networks：Principle, Architecture, Techniques and Challenges 作者： 彭木根 艾元
作者机构： 北京邮电大学,北京100876
出版物刊名： 电信科学
页码： 41-45页
年卷期： 2015年 第5期
主题词： 异构云无线接入网 5G移动通信系统 云无线接入网络 云计算
摘要：为了缓解密集异构无线网络节点间严重的干扰,提高节点间分布式协作处理增益,同时解决云无线接入网络控制信息传输复杂、无法和已有移动通信网络融合等问题,提出了异构云无线接入网络（H-CRAN）作为5G移动通信系统的接入网解决方案。

所提H-CRAN的核心是将云无线接入网络与密集异构无线网络融合,将控制平面功能从云无线接入网络中抽离,通过已存的异构大功率节点实现控制平面功能和全网的无线覆盖,利用无线射频单元实现热点区域海量业务的大容量传输。

介绍了H-CRAN的系统架构、关键技术组织和研究技术挑战等。

CRAN组网介绍及勘察设计备忘录摘要：本文介绍了C-RAN组网的优势，三种前传的优缺点，规划建设的策略及要点，多专业紧急协作的必要性，针对多专业协作的方式重点结合设计勘察过程中的一些建议和勘察的要点备忘录。

关键词：C-RAN组网介绍规划建设策略多专业协调勘察备忘录。

一C-RAN组网介绍C-RAN是基于集中化处理，协作式无线电和实时云计算构架的绿色无线接入网构架。

C-RAN本质是通过实现减少基站机房数量，减少能耗，采用协作化、虚拟化技术，实现资源共享和动态调度，提高频谱效率，以达到低成本，高带宽和灵活度的运营。

5G网络有前传（AAU到DU）、中传（DU到CU）和回传（DU到核心网）三部分，初期采用CU、DU合设的模式，需要通过传输解决的主要是前传和回传两个部分。

回传部分仍然采用PTN/SPN技术，前传实现方式有光纤直驱、无源波分、半有源波分、有源波分4种方式。

前传方案（AAU-BBU）介绍：根据AAU-BBU机房的光缆情况，合理选取光纤直驱、无源波分、有源波分三种前传方案；对新建光缆、有源波分、无源波分三种造价分析，如果单站BBU-AAU补建光缆小于1KM的场景站点，光缆直驱造价较优，前传方案优先选择光缆直驱；三种前传的优缺点二CRAN规划建设策略2.1 CRAN规划建设策略1.5G新建C-RAN策略：5G基站优先考虑C-RAN集中，面向未来5G目标网架构，按照“以终为始”的原则，实现“规划一步到位、能力分步部署”2.4G改造C-RAN策略：以降本增效为核心目标，综合建设投资、运维成本等因素，统筹兼顾、注重效益；重点针对高电价、高租费、物业纠纷4G站点进行CRAN改造3.分场景C-RAN策略：市区、县城、重点乡镇（用户密集，机房、光缆资源丰富）优先进行C-RAN部署，原则上一般乡镇、农村区域不规划C-RAN4.C-RAN区划分策略：以综合业务接入区为单位划分C-RAN区，综合业务区内基站归属至综合业务区汇聚机房，避免跨综合业务区归属的情况。

5G前传光模块全面解析蓬勃发展的5G市场2019年5G推出，在亚洲，北美和欧洲迅速发展。

GSMA预测，未来5年5G连接将持续增长。

GSMA预计，到2025年，这一数字将达到5亿。

图1-1 5G连接预测2020年至2025年，全球运营商将在移动通信领域投资约1.1万亿美元，其中约80％将用于5G资本支出。

图1-2移动通信中的资本支出5G无线前传接口要求最低速率为25Gbit/s5G无线通信需要比4G更多的频谱资源，以增强移动宽带（eMBB），超高可靠与低时延通信（URLLC）以及大规模物联网（mMTC）。

当前，5G使用低于6GHz FR1频谱，该频谱支持100Mbit/s的最大带宽，是4G LTE的五倍。

当有64个信道且带宽为100MHz时，公共无线电接口（CPRI）协议要求前传信道至少达到100Gbit/s。

但是，在2017年，业界尚未为100Gbit/s的光模块做好准备。

因此，开发了增强型CPRI（eCPRI）协议。

图2-1 eCPRI的不同拆分模式eCPRI协议定义了多种拆分模式。

较高协议层的接口需要较低的传输带宽。

在主流拆分方案中，一些物理层信号处理功能从基带传输到天线侧，仅需从前传接口获得25Gbit/s的速率。

近年来，对主流前传光模块的需求已从4G时代的10Gbit/s演变为5G时代的25Gbit/s。

考虑到无线频谱中的中低频段已经很拥挤，3GPP为5G分配了更高的频段。

但是，这导致更高的信号损耗。

因此，为了确保良好的通信质量，5G基站密度要比4G更高，以及更高的光模块要求。

LightCounting预测，在未来五年内出售的所有光模块中，用于5G前传的25G 光模块将超过50％。

图2-2无线前传光模块销量25G光模块主要用于无线前传。

因此，重用25GE以太网行业中的现有资源可以帮助电信运营商大幅降低成本并提高光学解决方案的效率。

典型的5G无线前传场景无线前传的典型体系结构是分布式RAN（DRAN）或集中式RAN（CRAN）。

基于传输与冗余可靠性的CRAN规划探讨摘要CRAN技术可有效提升4G网络性能，解决边缘覆盖与干扰问题。

本文首先分析了CRAN无线侧关键技术，其次介绍了CRAN的新功能，最后综合分析机房规划，提出现阶段CRAN规划思路。

关键词CRAN；规划；新功能1 CRAN无线侧关键技术和功能1.1 CRAN无线侧关键技术（1）基站设备集中化。

基站设备集中化是指集中基站设备，利用千兆级交换机实现BBU之间X2接口互联，实现协同功能。

但在建设初期由于传输成本的原因，并未为X2接口建立直接的物理连接，因此基站间并不具备协议要求的通信能力。

（2）基带射频传输复用技术。

BBU与RRU之间一般通过光纤进行信号传输。

业界存在两种主要传输方式，光路非复用形式和光路复用形式。

光路非复用形式一般通过两端设备的光模块组件实现，如果需要BBU下挂多个RRU，通常使用级联方式，节约传输资源。

但一个机房如果有多个BBU，每个BBU下带3个以上的RRU链，对机房配套的传输资源需求会激增。

光路复用指的是在一条链路上传输多个信号，以提升光路的利用效率。

一般有无源方式（应用彩光模块）和有源方式（应用灰光模块）两种方案。

随着站址加密，必然会带来传输手段的巨大改变。

1.2 CRAN的新功能（1）基带资源云池化。

将BBU基带单元独立出来集中化，形成基带池，进而形成基带云，减少资源闲置，提高基带资源利用率。

（2）基站级协同工作。

BBU站间协同硬件连接打通，为基站级的协同创造了条件。

上下行站间CoMP，将干扰变为有用的覆盖信号，解决了多基站密集组网条件下的上行干扰问题。

（3）实时云计算。

由于增强了BBU之间协同功能，在各基站互联上增加专用设备，在保证基站间通信畅通的同时也提供了强大的计算能力。

2 CRAN规划关键因素2.1 机房规划（1）机房选址要求。

由于大部分基站资源已移交铁塔公司，各运营商只留有少部分信源机房。

CRAN对机房的动力配套、传输资源的需求较高，同时铁塔公司机房由于多运营商共同使用造成资源紧张，传输配套改造难度较大，更重要的是CRAN属于运营商重要设备，首选应部署在自有机房。

中国移动面向5G传送网规划建设指导意见（2018版）中国移动通信集团公司2018年11月编制说明本指导意见是面向5G传送网规划建设的总体指导性文件，主要目的是明确规划建设策略、建设节奏和建设重点，制定建设目标、建设方案、具体措施，为5G传送网建设做好准备。

传送网规划建设管理体系及文件更新情况如下：目录一、总体要求.................................................. - 4 -二、技术要求.................................................. - 4 -（一）5G应用场景.......................................................................................................... - 4 -（二）5G总体架构.......................................................................................................... - 5 -（三）5G核心网.............................................................................................................. - 5 -1.技术方案 ................................................................................................................... - 5 -2.部署位置 ................................................................................................................... - 7 -（四）5G无线网.............................................................................................................. - 7 -1.整体架构 ................................................................................................................... - 7 -2.前传结构 ................................................................................................................... - 8 -3.部署位置 ................................................................................................................... - 9 -（五）对5G传送网需求................................................................................................. - 9 -三、对基础资源的要求......................................... - 10 -（一）汇聚机房 ............................................................................................................. - 10 -（二）管道 ..................................................................................................................... - 11 -（三）综合业务接入区和微网格（需无线确认） ..................................................... - 11 -四、建设原则................................................. - 11 -（一）规划建设策略 ..................................................................................................... - 12 -（二）规划建设原则 ..................................................................................................... - 13 -五、建设方案................................................. - 14 -（一）网络结构 ............................................................................................................. - 14 -（二）各功能部分的基本要求 ..................................................................................... - 15 -（三）5G前传建设方案................................................................................................ - 16 -1.光纤直驱 ................................................................................................................. - 16 -2.无源合分波方案 ..................................................................................................... - 17 -3.有源系统 ................................................................................................................. - 18 -（四）5G中回传建设方案............................................................................................ - 18 -1.总体建设方案 ......................................................................................................... - 18 -2.网络组织 ................................................................................................................. - 21 -3.分层分域组织 ......................................................................................................... - 22 -（五）网管 ..................................................................................................................... - 24 -（六）系统功能配置 ..................................................................................................... - 25 -1.业务路径选择 ......................................................................................................... - 25 -2.带宽规划 ................................................................................................................. - 26 -3.带宽配置 ................................................................................................................. - 27 -方案四：L2+L3，二转三在普通汇聚节点：推荐采用配置策略一 ....................... - 28 -4.网络保护 ................................................................................................................. - 28 -5.网络切片 ................................................................................................................. - 29 -6.IP地址规划 ............................................................................................................ - 29 -附录1：名词解释.............................................. - 31 -附录2：SPN技术简介.......................................... - 32 -（一）技术特征 ............................................................................................................. - 32 -（二）分层模型 ............................................................................................................. - 33 -（三）管控架构 ............................................................................................................. - 34 -（四）物理组网 ............................................................................................................. - 35 -一、总体要求传送网是确保5G业务正常开展的基础保障，应按照面向未来、统筹需求、整体规划、分步实施的原则，坚持分阶段、分场景、差异化、协同化的规划思路，紧跟5G整体建设节奏，积极储备基础资源、分阶段按场景建设网络、逐步优化系统能力，确保满足5G开通需求及未来发展需求。

中移动CRAN架构介绍中移动CRAN（Cloud-Radio Access Network）架构是一种新型的无线网络架构，旨在提高无线网络的性能、灵活性和可扩展性。

该架构利用云计算和虚拟化技术，将基站功能虚拟化并集中在云数据中心中，从而实现网络资源的共享和灵活配置。

中移动CRAN架构的基本原理是将传统的基站设备拆分为两部分：BBU （Baseband Unit）池和RRH（Remote Radio Head）单元。

BBU池包含了基站的控制处理单元和基站的基带处理单元，负责处理和分配无线资源和信号处理。

RRH单元则负责无线信号的发射和接收。

BBU池和RRH单元通过高速连接进行通信。

中移动CRAN架构的主要优势之一是网络资源的共享和优化。

传统的无线网络架构中，每个基站都独立运行，并拥有自己的物理资源。

而在CRAN架构中，多个基站的BBU池可以集中在同一个云数据中心中，实现资源的共享和集中管理。

这样一来，网络资源的利用率会大大提高，同时也降低了网络运营商的成本。

另一个优势是网络的灵活性和可扩展性。

由于CRAN架构中的基站功能被虚拟化并集中在云数据中心中，网络运营商可以根据需要动态地配置和重分配网络资源。

这使得网络可以根据实时的需求进行优化和调整，从而提供更好的网络性能和用户体验。

此外，CRAN架构还支持网络功能的快速部署和升级，可以更加灵活地适应新的业务需求和技术发展。

中移动CRAN架构还具有更好的网络管理和优化能力。

由于基站的功能被集中在云数据中心中，网络运营商可以通过集中的控制和监控系统对网络进行管理和优化。

运营商可以实时监测基站和用户的使用情况，根据实时数据进行网络配置和优化，提高网络的性能和覆盖范围。

此外，CRAN架构还可以通过数据分析和机器学习技术，提供更精确的网络预测和优化策略。

虽然中移动CRAN架构具有很多优势，但也面临一些挑战。

首先是网络延迟的问题。

由于CRAN架构将基站的控制功能集中在云数据中心中，控制信号需要通过传输网络进行传输，可能会引入一定的延迟。

5G无线网络架构l5G在实现G比特级的峰值速率、毫秒级的端到端延时和网络能耗效率大幅提升等方面拥有超强的能力。

在无线侧引入新的关键技术的同时，网络架构又会发生什么样的变化呢？在5G整体架构的云化趋势之下，无线侧又能否实现ICT融合？l本章课程主要介绍5G的无线网络架构演进。

l学完本课程后，您将能够：p掌握传统的DRAN、CRAN架构p理解5G无线接入网重构需求p掌握Cloud RAN的架构及部署p理解Cloud RAN的应用价值2.1 传统无线网络架构2.2 Cloud RAN架构及部署l在4G网络中，无线侧基本完成了宏基站向分布式基站（Distributed Base Station，DBS）站型的转变。

分布式基站带来的最大好处是，射频模块的形态由机柜内集中部署的单板演进为独立的模块单元，可以脱离机柜部署。

基于射频拉远单元(Romte Radio Unit，RRU)或有源天线单元（Active AntennaUnit，AAU）的射频单元和基带单元（Baseband Unit，BBU）之间采用公共无线接口（Common Public RadioInterface，CPRI），并通过光纤连接，所以射频模块可以进行较长距离的拉远，从而使整个站点的覆盖范围扩大，并且灵活可控。

l分布式基站（Distributed Base Station，DBS）常见的应用场景5G的基站仍然采用DBS站型，部署无线接入网的时候，既可以沿用传统的分布式无线接入网（Distributed RadioAccess Network，DRAN）架构和集中式无线接入网（Centralized RadioAccess Network，CRAN）架构，也可以采用新型的基于云数据中心的云化无线接入网（Cloud Radio AccessNetwork，CloudRAN）架钩。

1、架构部署在DRAN架构中，每个站点均独立部署机房，BBU与RRU/AAU共站部署，配电供电设备及其他配套设备均独立部署。

一、选择题1.5G移动通信系统网络架构中，无线接入网的设备是什么？( C )A. BTSB. BSCC.gNodeBD.eNodeB2. 5G基站的DU模块不包含下列哪个协议层？( A )。

A. PDCP层B. RLC层C.MAC层D.物理层3.以下哪些信息不会由PDCCH传送?( D )A.PDSCH的资源指示B.PUSCH的资源指示C.PDSCH编码调制方式D.PMI4.下列哪个选项不是CRAN架构的缺点？( C )A.前传接口光纤消耗大B.BBU集中在单个机房，安全风险高C.站点间资源独立，不利于资源共享D.要求集中机房具备足够的设备安装空间5.终端在计算PUSCH的发射功率时，不需要考虑哪些因素？( D )A.PUSCH的RB数B.基站期望接收功率D.路径损耗 D.最大重传次数6.Massive MIMO不适合在以下哪个场景部署？（ D ）A.核心CBDB.高层酒店C.大型居民区D.地铁隧道7.在上行功控过程中，U计算路损时是基于以下哪种测量结果得到的？( A )A.SSB RSRPB.SSB SINRC.CSI-RS RSRPD.CSI-RS SINR8.以下哪个事件发生在基于覆盖的异频切换触发环节？( B )A.A1事件B.A2事件C. B1事件D.B2事件9.市区相邻扇区交叉覆盖的深度不能太深，同基站相邻扇区天线方向夹角不宜小于多少度？（ B ）A.60B.90C.120D.15010.RRC建立成功率的KPI中统计RRC连接建立成功次数的信令是以下哪个？( C )A.RRC Setup RequestB.RRC SetupC.RRC Setup CompleteD.INITIAL UE MESSAGE11.下列哪个选项不是DRAN架构的优势？( D )A.可根据站点机房实际条件灵活部署回传方式B.BBU和射频模块共站部署，前传消耗的光纤资源少C.单站出现供电、传输方面的问题，不会对其他站点造成影响D.可通过跨站点组基带池，实现站间基带资源共享，资源利用更加合理12.以下哪个信号在NR中主要用于相位跟踪和补偿？( B )A.CRS-RSB.PT-RSC.DMRSD.SRS13.以下哪些信息不会由PDCCH传送？( D )A.PDSCH的资源指示B.PUSCH的资源指示C.PDSCH编码调制方式D.PMI14.以下属于UE标识（NAS层)的是？（ D ）A.RA-RNTIB.C-RNTIC.TC-RNTID.5G-GUTI15.盲切换相对于普通切换可以不做以下哪个环节？( B )A.触发B.测量C.判决D.切换16.SgNodeB站间切换会触发什么流程？( A )A.SgNodeB changeB.重选C.X2切换D.SgNodeB modification17.如果想减小某个小区的覆盖，以下哪些措施是不可行的？( B )A.增加下倾角B.减小下倾角C.降低天线高度D.降低发射功率18.NSA架构下，辅站添加的测量事件是以下哪个？( C )A.A2B.A3C.B1D.B219.考核NSA移动性KPI的以下哪个指标？( D )A.系统内入切换成功率B.RRC建立成功率C.辅站添加成功率D.辅小区变更成功率20.簇的数量应根据实际情况，一般多少个基站为一簇。

科普解析5G移动通信网络的整体架构移动通信网络主要包括无线接入网、承载网和核心网三部分。

无线接入网负责将终端接入通信网络，对应于终端和基站部分；核心网主要起运营支撑作用，负责处理终端用户的移动管理、会话管理以及服务管理等，位于基站和因特网之间；承载网主要负责数据传输，介于无线接入网和核心网之间，是为无线接入网和核心网提供网络连接的基础网络。

无线接入网、承载网和核心网分工协作，共同构成了移动通信的管道。

图1：移动通信网络整体架构无线接入网：BBU拆分，两级架构变三级无线接入网侧，基站作为提供无线覆盖，连接无线终端和核心网的关键设备，是5G网络的核心设备，相比于主要由BBU基带处理单元、RRU射频拉远单元、馈线和天线构成的4G基站，5G基站BBU 功能被重构为CU和DU两个功能实体，RRU与天线合并为AAU实体。

BBU拆分为CU和DU，使得无线接入网网元从4G时代的BBU+RRU两级结构演进到CU+DU+AAU三级结构，相应的无线接入网架构也从包含前传（BBU和RRU之间的网络）和回传（BBU和核心网之间的网络）的两级架构变为5G时代包含前传（DU和RRU/AAU之间的网络）、中传（CU和DU之间的网络）和回传（CU 和核心网之间的网络）的3级架构，DU以星型方式连接多个AAU，CU以星型方式连接多个DU。

图2：4G与5G基站结构变化新的无线接入网架构意味着5G基站将具备多种部署形态，总体看主要有DRAN（分布式部署）和CRAN（集中式部署）两种场景，其中CRAN又细分为CRAN小集中和CRAN大集中两种部署模式。

DRAN是传统模式，CU与DU合一，AAU共站址部署，结构与4G类似，可利旧现有的机房及配套设备，光纤资源需求低，是5G无线接入网在建设初期快速部署时主要采用的部署模式。

CRAN两种模式下，CU和DU均部署在不同站点，AAU按需拉远，需要额外敷设光缆，CU云化部署，两种模式的不同点在于，CRAN小集中模式下，DU按需部署在不同机房，CRAN大集中模式下，DU池化部署在同一机房，在5G规模建设阶段，CRAN模式可以大幅减少基站机房数量，节省机房建设/租赁成本，采用虚拟化技术实现资源共享和动态调度，便于提高跨基站协同效率，将成为5G无线接入的主要部署模式。