L’évolution du FH vers une architecture à base de paquets a été récemment considérée par plu- sieurs activités de normalisation. Dans [CLYHL19], les auteurs présentent les principes de conception de Ethernet-transported NGFI ainsi que certains scénarios d’application et les résultats des mesures de performances du réseau. Dans [Mai14], la spécification IEEE 1904.3 des encapsulations RoE (Ra- dio over Ethernet) et mappings est présentée. La coopération industrielle (ie. NEC, Nokia, Huawei et Ericsson) impliquée dans la spécification du CPRI a récemment publié une spécification CPRI évoluée (eCPRI) [E+17] pour les splits fonctionnels. Ces splits sont illustrées dans la FIGURE 7.2.
Figure 7.2 – Décomposition fonctionnelle au niveau de la couche RAN [E+17]
D’après la FIGURE 7.2, le groupe de travail NGFI a proposé cinq options de splits fonctionnels représentées par des lignes verticales et nommées : Split A, Split B, Split C, Split D et Split E. Les fonctions à droite des lignes verticales seront les fonctions implémentées dans la RRH et les fonctions à gauche seront exécutées dans le BBU pool. Par exemple, le split A dispose d’un RRC central dans le BBU pool et le reste de la pile de protocoles est distribué dans les RRH. Il s’agit simplement d’un exemple montrant comment cette figure doit être interprétée. Les fonctions lais- sées dans la RRH sont très proches des utilisateurs car elles seront situées dans le mât d’antenne, quant aux fonctions situées dans le BBU pool, elles bénéficieront de la centralisation du traitement et des puissances de traitement élevées dans le BBU pool. Plus il y a de fonctions situées dans la RRH, plus de traitements sont effectués avant que les données ne soient transmises sur le fronthaul, engendrant ainsi un débit binaire amoindri sur le réseau fronthaul.
Dans [CYRN+16], les auteurs analysent le peak rate pour différentes options de splits. Les mêmes auteurs considèrent dans [CNS16] l’impact du multiplexage temporel et fournissent un algorithme
de paquétisation et une politique de planification des paquets (packet scheduling policy).
Dans la littérature, il est admis que le fait d’ajouter plus de fonctionnalités aux RRH (avec des options de partage de niveau supérieur) augmenterait certainement l’efficacité de la bande passante, mais réduirait les avantages du traitement radio centralisé et coopératif en bande de base. Par consé- quent, la centralisation flexible ou partielle en effectuant des splits au niveau de la couche physique offre un compromis entre ce que l’on gagne en termes d’assouplissement des exigences sur le FH et ce que l’on perde en termes de fonctionnalités et d’avantages du C-RAN [E+17].
Par conséquent, notre proposition porte sur les splits de la couche physique eCPRI, comme indiqué dans la FIGURE 7.3. Les fonctions de traitement les plus proches des ports d’antenne sont situées dans la partie inférieure et, en montant, le signal subit de plus en plus de traitements avant d’être envoyé sur le fronthaul.
Figure 7.3 – Splits eCPRI de la couche physique [E+17]
situées au-dessus seront exécutées dans le BBU pool.
Le split E consiste à transmettre le signal échantillonné. Il nécessite un transport de débit continu, que le trafic utilisateur soit présent ou non. Ceci est considéré comme l’interface de split la plus agressive, où presque toutes les fonctions PHY et des couches supérieures sont centralisées dans le BBU pool. Ce split agressif permet d’obtenir le maximum d’avantages de la centralisation. Cepen- dant, il génère une énorme transmission à débit constant sur le FH qui peut être exprimée comme suit [PHL18] :
DsplitE = fs× 2 × Nbits× Nant (7.1)
où fs représente la fréquence d’échantillonage qui dépend de la bande passante considérée, les fréquences d’échantillonage pour les bandes passantes 1.4, 3, 5, 10, 15, et 20 MHz sont 1.92, 3.84, 7.68, 15.36, 23.04 et 30.72 MHz, respectivement. Le facteur de 2 est dû à la nature complexe des échantillons I/Q. Nbits et Nant représentent le nombre de bits par échantillon I/Q et le nombre d’antennes, respectivement.
Une première étape pour remédier au débit énorme exigé par le split E serait de se ramener au domaine fréquentiel (split IU) suite à l’exécution de la FFT au niveau de la RRH. Ensuite, d’après les spécifications eCPRI, tous les PRB peuvent être démappés. Par conséquent, le débit résultant avec le split IU dépend maintenant de la fraction η des PRB occupés. Ainsi, le débit exigé par ce split est exprimé comme suit [PHL18] :
DsplitIU = Nsc× (ts)
−1× η × 2 × N
bits× Nant (7.2)
où Nsc représente le nombre de sous-porteuses, ts représente la durée du symbole et η la fraction des ressources blocs occupés, pour le dimensionner au pire cas elle prend la valeur 1 (tous les PRB sont occupés).
Dans la littérature, le modèle de file d’attente M/G/1 est largement adopté pour évaluer les per- formances du FH en termes de délais [MMS18] [GHLK17]. Dans [CFBF19], les auteurs modélisent le trafic généré par le MIMO massif (entrées et sorties multiples) et mappent la file d’attente au niveau du switch avec des arrivées poissoniennes et un processus de service hyperexponentiel. Sui- vant la théorie des files d’attente, cela peut être noté par le modèle de file d’attente M/HE/1. Dans [PHL17], les auteurs démontrent que le temps entre les arrivées n’est pas distribué de ma- nière exponentielle (sauf si un nombre suffisant de flux à débit constant et non synchrones sont mergés). Ainsi, ils proposent de modéliser le trafic généré sur le fronthaul en utilisant le modèle de file d’attente G/G/1.