ORAN架构和功能划分
具有O-DU和O-RU的eNB或gNB的架构如下图所示。LLS-C和LLS-U分别提供LLS接口上的C平面和U平面。
在这个架构中，O-DU和O-RU定义如下：
Lower Layer Split Central Unit（O-DU）：一个包含eNB/gNB功能的逻辑节点，具体功能符合function split option 7-2x中列出的内容，仅分配给O-RU的功能除外。O-DU控制O-RU的操作。
O-RAN Radio Unit（O-RU）：一个包含eNB/gNB功能的子集的逻辑节点，具体功能符合function split option 7-2x中列出的内容。与O-RU通信的C平面和U平面的实时方面，由O-DU控制。
1）Functional Split（功能划分）：
在考虑定义前传接口的功能划分时，存在两个相互矛盾的关注点：
a） 保持O-RU尽可能简单是有好处的，因为尺寸、重量和功耗是主要的决定因素，O-RU越复杂，也就意味着O-RU越大、越重、越耗电；
b） 将接口设置在高层是有好处的，与低层接口相比，这会降低接口吞吐量——但是高层接口，也就意味着O-RU越复杂。可以简单理解为，如果将接口设置在MAC层和物理层之间，所有物理层处理，以下行为例，包括编码，速率匹配，加扰，调制，层映射，预编码，RE映射，IFFT，CP添加都需要在O-RU完成。这只需要通过接口传输TB，虽然降低了接口吞吐量，但是提升了O-RU的复杂度。而如果将接口设置在物理层内部，HPHY部分，包括编码，速率匹配，加扰，调制，层映射，RE映射，LPHY部分，包括IFFT，CP添加，预编码可以选择在HPHY或LPHY实现。虽然增加了接口吞吐量，但是降低了O-RU的复杂度。
为了解决这个难题，O-RAN选择了一个单独的划分点，称为“7-2x”，但允许一种变化，预编码功能可以位于接口的“上方”，即在O-DU中，或者也可以位于接口的“下方”，即在O-RU中。在大多数情况下，接口不受该决定的影响，但存在一些影响，即向O-RU提供必要的信息以执行预编码操作。
不在O-RU中进行预编码操作（因此具有较低的复杂度）的O-RU，称为“Category A” O-RU。
在O-RU中进行预编码操作的O-RU，称为“Category B” O-RU。
下图对两种O-RU的概念做了描述。
根据图中的描述可以看出：
1）O-DU需要支持加扰，调制，层映射，预编码（可以bypass），RE映射，IQ压缩
2）O-RU需要支持IQ解压缩，预编码，数字波束赋形，IFFT和CP添加，数字信号转模拟信号，模拟波束赋形
3）对于所有O-RU分类，虚线模块都不是必须的。在Category B O-RU中，可以完成预编码操作，这种情况下，可以bypass O-DU中的预编码操作。
4）如果使用No compression压缩方法，IQ Compression和IQ Decomposition模块是不需要的。
5）Category A O-RU不支持预编码，数字和模拟波束赋形是可选的。
6）Category B O-RU支持预编码，允许支持调制压缩，数字和模拟波束赋形是可选的。
这两个O-RU类别的划分，对DL和UL中的LTE和NR的功能划分具有一定的影响，这反映在以下章节中。特别是，对于Cat. B O-RU，为了实现LTE TM2-TM4的预编码，需要从O-DU向O-RU提供一些特殊的C平面指令；本文件后面的章节对此进行了说明。
对于LTE TM5-10和NR，不需要特殊指令，因为对于Cat. B O-RU（甚至对于模拟波束赋形O-RU），预编码可以包括在O-RU内的数字波束赋形处理模块中，而对于Cat. A O-RU，预编码将在O-DU中执行，并且O-RU中的任何波束赋形（如果存在），将不包括预编码计算。
2）DL Function Split 7-2x：
下面4张图说明了各种物理层信道的DL功能划分。包含LTE Cat. A，LTE Cat.B，NR Cat. A和NR Cat. B。
当O-DU支持O-RU Cat A时，必须能够支持8个预编码后的数据流。支持多于8个预编码后的数据流是可选的。
对于具有UE特定参考信号的LTE（例如TM9）和NR PDSCH，3GPP规定的DL处理链路不包括预编码操作。UE特定参考信号是在预编码之前插入到每一层的，所以UE在解调和恢复传输层时，不需要知道当前使用的预编码信息。对于具有UE特定参考信号的PDSCH，下面图4.1.2-1和图4.2.2-2中所述的详细预编码操作在本文档中没有进一步描述。
LTE Cat. A：
LTE Cat.B：
尽管上图中没有明确指示，实际上，RE映射操作应分为两部分，用于在Cat B O-RU中支持发射分集和空分复用模式的预编码。
1）在O-DU处执行到频率资源的RE映射，即完成各信道和信号的数据到频域RE上的映射。
2）预编码后，在O-RU处执行到天线端口的RE映射，即根据预编码矩阵，不同层上的RE会被映射到不同天线上，通过应用不同的weight矩阵来实现不同的映射方式。
NR Cat. A：
NR Cat. B：
注：上面两个图说明了O-RU和O-DU内部的一些概要功能，并不约束O-RU或O-DU各自的内部设计。
在DL中，OFDM相位补偿（3GPP 38.211 5.4节）、iFFT、CP添加和数字波束赋形功能，以及Cat. B O-RU的预编码功能，位于O-RU中。其余的物理层功能，包括RE映射、预编码、层映射、调制、加扰、速率匹配和编码，位于O-DU中。
为支持Cat. A O-RU，预编码必须在O-DU中完成，但这仅适用于预编码后的输出空间流的数量为8或少于8的情况，否则预编码应在O-RU中完成，并且使用Cat. B O-RU。所以Cat. A O-RU通常用于4T4R，2T2T等产品，而Cat. B O-RU则用于16T16R，32T32R等产品。
在RU中包括的一些PHY层功能的选项，没有包括在3GPP 38.801中。
3）UL Function Split 7-2x：
各种物理层信道和传输模式的UL功能划分如下图所示。同样，在这种情况下，通过天线端口选择或天线端口合并实现数字波束赋形的功能。
注：上图说明了O-RU和O-DU内部的一些概要功能，并不约束O-RU或O-DU各自的内部设计。
虚线模块是可选的。
对于PRACH，Filtering模块包括CP去除、数据的抽取滤波，以及较小的FFT或较大的FFT和PRACH子载波选择。
在UL中，OFDM相位补偿（根据3GPP 38.211 5.4节，并且当使用Section Type 3消息时，用于除PRACH以外的所有信道）、FFT、CP去除和数字波束赋形功能，位于O-RU中。其余的物理层功能，包括RE去映射、均衡、解调、去加扰、速率去匹配和解码，位于O-DU中。
在RU中包括的一些PHY层功能的选项，没有包括在3GPP 38.801中。
4）7-2x功能划分的优势及论证
- 接口简单：U平面数据的传输是基于RE/PRB的，这简化了数据映射，并限制了所需的相关控制消息。
- 传输带宽可扩展性：较低的划分选项（例如，split 7-1和8）根据天线数量进行扩展。相比之下，7-2x接口基于“流”进行扩展，这允许在没有更高传输带宽的情况下使用大量天线。此外，为了减少传输带宽，可以优化用户数据传输，以仅发送包含用户数据的PRB。不包含用户数据的PRB可以不进行调度。
- 支持波束赋形：相同的接口设计可以支持不同的波束赋形技术（数字、模拟、混合）以及不同的波束赋形算法。同样，在相同的接口设计下，仅使用模拟波束赋形的部署也是可能的。
- 互操作性：在split 7-2x中，与更高的划分选项相比，使用更少的用户特定参数，这可以简化规范。
- 先进接收器（advanced receivers）和小区间协作：此选项允许实现先进接收器和协作功能，当大多数功能位于O-DU时，先进接收器和协作功能也更易于实现，且限制较少。例如，当UL上层PHY处理在O-RU中时，不可能实现UL CoMP。CoMP即Coordinated Multipoint（多点协作传输）。CoMP技术主要是在不同基站之间来协同处理干扰，或将干扰转化为有用信号，提高网络的利用率。
- 较低的O-RU复杂度：与更高的划分选项相比，O-RU的功能较少，这允许限制所需的实时计算数量和所需的内存，特别是Cat. A O-RU。
- 使用寿命长：将大多数功能置于O-DU将允许通过软件升级引入新功能，而不需要改变O-RU的硬件（例如，由于URLLC或新调制方案导致的规范变更）。
- 接口和功能对称性：如果DL和UL使用相同的接口和划分点，则可以减少在协议上工作量。
以下条目同时适用于DL和UL。
参考 《O-RAN-WG4.CUS.0-v08.00.pdf》