本文解釋兩個問題：A.什么是增強(qiáng)性通用公共無線電接口（eCPRI)？B.eCPRI在5G和開放無線網(wǎng)絡(luò)中如何應(yīng)用的？

1. CPRI (通用公共無線電接口)及特點(diǎn)

     CPRI(通用公共無線電接口)是拉遠(yuǎn)設(shè)備(RRH)、無線設(shè)備(RE)、基站單元（BBU）或無線設(shè)備控制器（REC）之間“前傳”網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)接口；無線拉遠(yuǎn)設(shè)備（RRH）分布在城郊和市區(qū)間隔幾公里的鐵塔上；這些RRH必須連接到中心位置的基（站）帶單元；這些無線單元（RRU）與基站之間的連接也通常被稱為“前傳”。 

       4G(LTE)網(wǎng)絡(luò)中CPRI接口做為前傳連接；現(xiàn)在eCPRI（增強(qiáng)型通用公共無線電接口）已成為5G與公共無線網(wǎng)之間前傳連接的一項(xiàng)重要技術(shù)。

2. eCPRI（增強(qiáng)型通用公共無線電接口）

     eCPRI的規(guī)范是基于(如IP或以太網(wǎng))分組數(shù)據(jù)的前傳網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)高效靈活的無線數(shù)據(jù)傳輸。 在eCPRI協(xié)議中規(guī)定向協(xié)議棧的上層提供多種用戶面數(shù)據(jù)服務(wù)。

3.eCPRI 協(xié)議架構(gòu)

    通過eCPRI協(xié)議中包括一個或多個功能模塊，主要包括發(fā)送或接收eCPRI信息。

控制和管理面:節(jié)點(diǎn)操作、管理和維護(hù)中數(shù)據(jù)流的控制和管理。

用戶平面(三種數(shù)據(jù)流)

A.        無線基站到用戶設(shè)備(UE)的數(shù)據(jù)流；用戶設(shè)備到無線基站的數(shù)據(jù)流。

B.        與A 相關(guān)的實(shí)時控制數(shù)據(jù)。

C.         eCPRI之外其他協(xié)議平面/數(shù)據(jù)流。

同步面:節(jié)點(diǎn)間同步和定時信息數(shù)據(jù)流。

4. 功能分解

     eCPRI規(guī)范支持5G,可滿足5G及未來移動網(wǎng)絡(luò)的需求；相對CPRI，eCPRI協(xié)議支持蜂窩基站物理層內(nèi)部靈活和分離的定位功能，其中 eREC (或BBU)包含部分物理層和空口的高層功能;，eRE (或RRH)包含部分物理層和模擬(射頻)功能。下圖顯示了3GPP 4G (LTE)或5G (NR)無線基站的協(xié)議棧層；圖中描繪了從A到E的五個功能層間分隔。

    如圖所示，eNB/gNB只包含兩個單元eREC和eRE，它們的拆分只有在兩個節(jié)點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)。如將 A（RRC層）從一個包含協(xié)議棧中對整個單元中分離，這將不能有效地支持許多特性(如需小區(qū)協(xié)調(diào))。 在eCPRI中假設(shè)eNB/gNB包含eREC和eRE(s)，參照下文單元內(nèi)部分割用紅線標(biāo)記；這這是一個例子說明如何解釋這個圖形，藍(lán)色和黃色的區(qū)域在一個eNB/gNB中顯示eREC 和eRE位置。

    在物理幀內(nèi)進(jìn)行分割優(yōu)點(diǎn)是: 可以支持載波聚合、網(wǎng)絡(luò)MIMO、下行復(fù)用、上行L1層復(fù)用等聯(lián)合處理功能。 這些特征中也會被其他分割支持。與高層分割相比，幀內(nèi)分割缺點(diǎn)是:前傳網(wǎng)絡(luò)需要“高”容量和“低”延遲。

     與傳統(tǒng)的CPRI相比，eREC和eRE之間拆分后前傳接口的比特率降低。如觀察下行鏈路，在物理層不同處理階段，有三個進(jìn)程提高了比特率。 這三個過程分別是調(diào)制，端口擴(kuò)展與波束斌形，IFFT +循環(huán)前綴處理(即從頻域到時域)。 通過向前移動分裂，前傳速率將降低，反之亦然。而當(dāng)拆分點(diǎn)移動到MAC層時，用戶平面實(shí)時控制數(shù)據(jù)的比特率會增加，反之亦然。

5.  eCPRI and CPRI 異同

 CPRI特點(diǎn)

·         CPRI是一個點(diǎn)對點(diǎn)的接口。

·         它有一個主端口和一個從端口，通過光纜/電纜(單跳)連接

·         網(wǎng)絡(luò)功能是應(yīng)用層功能，不受CPRI接口本身影響。

·         支持的拓?fù)湟蕾囉赗EC/RE功能

·         支持的邏輯連接包括

          點(diǎn)對點(diǎn)（1 REC—1 RE）

          點(diǎn)對多點(diǎn)（1 REC—n Res）

·         冗余、服務(wù)質(zhì)量、安全性等, REC/RE功能(如需)

eCPRI特點(diǎn)

·         物理層面上不再有主端口和從端口之分；

·         eCPRI層位于傳輸網(wǎng)絡(luò)層之上；

·         eCPRI層不關(guān)注傳輸網(wǎng)絡(luò)層的實(shí)際拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；

·         傳送網(wǎng)絡(luò)可能包括一些本地網(wǎng)絡(luò)，如由eREC/eRE供應(yīng)商提供的本地交換。

·         支持的邏輯連接包括:

2 (one eREC – one eRE)點(diǎn)對點(diǎn)與CPRI相同；

2 (one eREC – several eREs)點(diǎn)對多點(diǎn)，與CPRI相同；

2 (eRECs – eREs, eRECs – eRECs, eREs – eREs)多點(diǎn)到多點(diǎn)，新eCPRI并非總是需要。

·         冗余、服務(wù)質(zhì)量、安全等是傳輸網(wǎng)絡(luò)的主要功能; 必要時，eCPRI節(jié)點(diǎn)需要實(shí)現(xiàn)適應(yīng)傳輸網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議來支持這些功能。

6.eCPRI優(yōu)勢

                所需帶寬減少10倍

·         所需帶寬可根據(jù)用戶平面的流量進(jìn)行擴(kuò)展

·         以太網(wǎng)可在同一交換網(wǎng)絡(luò)中同時承載eCPRI流量和其他流量

·         一個以太網(wǎng)絡(luò)可同時承載來自多個系統(tǒng)供應(yīng)商的eCPRI流量

·         Ethernet-OAM可用于網(wǎng)絡(luò)的操作、管理、維護(hù)、供應(yīng)和故障排除

·         新接口是一個實(shí)時傳輸接口，可支持復(fù)雜的協(xié)調(diào)算法，保證最佳的無線性能

           該界面面向未來，可支持無線網(wǎng)絡(luò)的軟件更新

·         IEEE 802.1CM網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)（時間敏感），可保證高優(yōu)先級流量的抖動和延遲降低,802.1CM支持搶占低,優(yōu)先級數(shù)據(jù)包以調(diào)度高優(yōu)先級延遲和抖動敏感的傳輸。

7.eCPRI在5G和RAN中應(yīng)用

     4G (LTE)網(wǎng)絡(luò)中，前傳網(wǎng)絡(luò)主要是私有協(xié)議，如CPRI和OBSAI。這些協(xié)議由于使用更高的頻段(數(shù)百M(fèi)Hz)和大規(guī)模MIMO技術(shù),在5G環(huán)境下并不具有成本效益。

   另一方面eCPRI協(xié)議比G CPRI協(xié)議的帶寬擴(kuò)展效率高了10多倍，所以需要較少的傳輸資源；eCPRI作為一個開放的接口也解決了專有問題，使得運(yùn)營商更容易為RRUs 和基帶單元混合匹配供應(yīng)商設(shè)備。eCPRI是一種數(shù)據(jù)包接口，可在已有以太網(wǎng)中構(gòu)建，利用現(xiàn)有以太網(wǎng)。

References: eCPRI Specification