《移動網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化》課件-第二章

第二章2.15G波形主講老師：5G新波形DFT-S-OFDM本質(zhì)上也是以CP-OFDM波形為基礎(chǔ)的，只是在CP-OFDM波形基礎(chǔ)上額外增加了DFT操作以減小PAPR，降低對上行發(fā)射機的要求。DFT-S-OFDM波形只限于針對鏈路預(yù)算受限情況的單流傳輸。鏈路NRLTEDownlinkCP-OFDMCP-OFDMUplinkCP-OFDM,DFT-S-OFDMDFT-S-OFDM鏈

路NRLTEOFDM基本思想OFDM即正交頻分多路復(fù)用（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing），與傳統(tǒng)的多載波調(diào)制（MCM）相比，OFDM調(diào)制的各個子載波間可相互重疊，并且能夠保持各個子載波之間的正交性。圖FDM和OFDM帶寬利用率的比較OFDM的基本原理是將高速的數(shù)據(jù)流分解為N個并行的低速數(shù)據(jù)流，在N個子載波上同時進行傳輸。這些在N子載波上同時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)符號，構(gòu)成一個OFDM符號。當(dāng)前5G上下行均可采用OFDM（正交頻分多址：OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccess）方式：當(dāng)前5G上下行均可采用OFDM（正交頻分多址：OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccess）方式：調(diào)制后的符號，經(jīng)過OFDM處理后由多個子載波承載，每一個時域上的符號是N個符號之和，所以最大PAPR就會很大；經(jīng)過DFT-S-OFDM處理后，傳送調(diào)制符號的載波帶寬變寬，所以peakpower不會太大，PAPR小，當(dāng)然符號周期也變短OFDM及DFT-S-OFDM兩類波形處理流程機制比較CP-OFDMDFT-s-OFDMOFDM及DFT-S-OFDM各個子載波之間要求完全正交，各個子載波收發(fā)完全同步發(fā)射機和接收機要精確同頻、同步多徑效應(yīng)會引起符號間干擾以及載波間干擾—積分區(qū)間內(nèi)信號不具有整數(shù)個周期路徑1的第二個符號和路徑2的第一個符號形成干擾路徑2路徑1CP的作用-多徑效應(yīng)路徑2路徑1保護間隔保護間隔GI(GuardingInterval)加入保護間隔避免符號間干擾當(dāng)保護間隔的長度超過信道最大延遲，一個符號的多徑分量不會干擾下一個符號CP的作用-保護間隔子載波1帶有時延的子載波2保護間隔OFDM信號的積分區(qū)間子載波2對子載波1帶來的ICI干擾引入保護間隔后，積分區(qū)間內(nèi)不再具有整數(shù)個子載波，子載波間的正交性被破壞，兩個子載波之間會產(chǎn)生載波間的干擾CP的作用-子載波干擾

循環(huán)前綴CP(CyclicPrefix)幅度保護間隔FFT積分時長OFDM符號長度循環(huán)前綴時間循環(huán)前綴是前一個符號后一段樣點值的重復(fù)，加入循環(huán)前綴的目的是不破壞子載波間的正交性只要每個路徑的時延小于保護間隔，F(xiàn)FT的積分時間長度就可以包含整數(shù)個多徑子載波波形。CP的作用-循環(huán)前綴第二章2.25G調(diào)制主講老師：通過本節(jié)學(xué)習(xí)，您可以：0102兩個部分了解調(diào)制類型、5G的調(diào)制方式掌握高階調(diào)制的適應(yīng)條件第一節(jié)5G調(diào)制方式調(diào)制技術(shù)調(diào)制（modulation）就是對信號源的信息進行處理加到載波上，使其變?yōu)檫m合于信道傳輸?shù)男问降倪^程，就是使載波隨信號而改變的技術(shù)。常用的數(shù)字化調(diào)制技術(shù)有三種：調(diào)幅（AM）、調(diào)相（PM）、調(diào)頻（FM），三種調(diào)制技術(shù)可以相互組合來實現(xiàn)用盡可能少的符號攜帶更多的比特流，進而提升頻譜效率。調(diào)制技術(shù)射頻調(diào)制數(shù)字調(diào)制頻譜搬移FSKASKPSK02調(diào)制技術(shù)在3GPP協(xié)議中，按照使用載波特征的不同，調(diào)制方式可以分為兩大類：具體對應(yīng)5G上、下行的調(diào)制方式如圖所示：載波的相位和幅度都變化：16QAM,64QAM，256QAM。這一類專業(yè)名詞叫做QAM(QuadratureAmplitudeModulation，正交振幅調(diào)制)，屬于調(diào)幅（AM）和調(diào)相（PM）的組合。載波的相位變化，幅度不變化：π/2-BPSK,QPSK。這就是前面說的調(diào)相（PM）。01第二節(jié)高階調(diào)制適應(yīng)條件256QAM3GPPR12協(xié)議中新增了下行256QAM的調(diào)制方案。256QAM是對QPSK、16QAM和64QAM的補充，用于提升無線條件較好時UE的比特率。256QAM中每個符號能夠承載8個bit信息，相對于64QAM，支持更大的TBS傳輸，理論峰值頻譜效率提升33%（如下圖）256QAM主要有以下兩大增益

提升用戶下行峰值速率；1

提升小區(qū)下行峰值吞吐率。2256QAM64QAM256QAM64QAM16QAMQPSK02015G調(diào)制方式高階調(diào)制適應(yīng)條件QAM調(diào)制15G上行調(diào)制方式25G下行調(diào)制方式3256QAM調(diào)制1高階調(diào)制適應(yīng)條件2課程小結(jié)第二章2.35G編碼主講老師：通過本節(jié)學(xué)習(xí)，您可以：0102兩個部分掌握5GeMBB場景的信道編碼方式掌握Polar/LDPC編碼相對傳統(tǒng)編碼的優(yōu)勢第一節(jié)5GeMBB信道編碼Polar/LDPC信道編碼的選擇的基本原則

編碼性能：糾錯能力以及編碼冗余率1編碼效率：復(fù)雜程度及能效2在數(shù)字通信系統(tǒng)中，為了提高數(shù)字信號傳輸?shù)挠行远扇〉木幋a稱為信源編碼，為了提高數(shù)字信號傳輸?shù)目煽啃远扇〉木幋a稱為信道編碼。信源編碼實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的壓縮，信道編碼改善了鏈路的性能。靈活性：編碼的數(shù)據(jù)塊大小35GeMBB信道編碼在5G系統(tǒng)中，3GPP協(xié)議定義了eMBB場景下的兩類新編碼，LDPC和Polar。Turbo編碼性能好，隨著速率的增加，編碼的運算量會線性增加，能效成為挑戰(zhàn)TurboLDPCPolar低速性能低速效率高速性能高速效率LDPC碼性能好，復(fù)雜度低，通過并行計算，對高速業(yè)務(wù)支持好Polar碼對小包業(yè)務(wù)編碼性能突出（用于控制信道）（用于業(yè)務(wù)信道）極化碼構(gòu)造的核心是通過“信道極化”的處理，在編碼側(cè)，采用編碼的方法使各個子信道呈現(xiàn)出不同的可靠性，當(dāng)碼長持續(xù)增加時，在譯碼側(cè)，極化后的信道可用簡單的逐次干擾抵消譯碼的方法，以較低的實現(xiàn)復(fù)雜度獲得與最大自然譯碼相近的性能。第二節(jié)Polar/LDPC編碼的優(yōu)勢信道編碼是為了提高數(shù)字信號傳輸?shù)目煽啃?，目前常用的信道編碼體制有BCH碼、RS碼、卷積碼、Turbo碼和LDPC碼等。LDPC碼(低密度奇偶檢驗)。也是奇偶校驗碼，但其校驗比特不止一個。由于其校驗比特不止一個。由于其校驗矩陣具有稀疏特性，因故得名。LDPC是由稀疏校驗矩陣定義的線性分組碼，具有能夠逼近香農(nóng)極限的優(yōu)良特性，其描述簡單，具有較大的靈活性和較低的差錯誤碼特性，可實現(xiàn)并行操作，譯碼復(fù)雜度低，適合硬件實現(xiàn)，吞吐量大，極具高速譯碼的潛力，在碼長較長的情況下，仍然可以有效譯碼。LDPC其相對于4G系統(tǒng)業(yè)務(wù)信道編碼Turbo碼的性能在可解碼性、解碼時延、芯片大小、功耗四個維度都有較大提升，所以5G系統(tǒng)eMBB場景采用LDPC可大大降低設(shè)備能耗、提升系統(tǒng)效率。如圖所示：LDPC大大降低了UE的能耗TurboLDPC可解碼性30%90%解碼時延1X1/3芯片大小1X1/3功耗1X1/3LTETurboNRLDPCPolarPolarCode其相對于4G系統(tǒng)業(yè)務(wù)信道編碼Turbo碼有以下優(yōu)勢：更高的性能增益1可靠性相對于Turbo更高2譯碼復(fù)雜度較低3具體性能對比如圖所示：在5G超高可靠性業(yè)務(wù)應(yīng)用中能實現(xiàn)99.999%的可靠性；對比Turbo功耗可以降低20多倍。02015GeMBB信道編碼Polar/LDPC編碼的優(yōu)勢信道編碼選取原則1Polar2LDPC3可解碼性1解碼時延2芯片大小3功耗4課程小結(jié)第二章2.45GMassiveMIMO技術(shù)主講老師：通過本節(jié)學(xué)習(xí)，您可以：0102兩個部分掌握MassiveMIMO原理了解5G波束管理第一節(jié)MassiveMIMO原理MIMO是一種成倍提升系統(tǒng)頻譜效率的技術(shù)，是對SISO的擴展1泛指在發(fā)送端或接收端采用多根天線，并輔助一定的發(fā)送端和接收端信號處理技術(shù)完成通信2MIMO技術(shù)能提高無線鏈路傳輸?shù)目煽啃院托盘栙|(zhì)量，提升系統(tǒng)容量和覆蓋3MassiveMIMO是多天線技術(shù)演進的一種高端形態(tài)，是5G網(wǎng)絡(luò)的一項關(guān)鍵技術(shù)4MIMO基本功能4LayersMassiveMIMO16+LayersMIMO基本功能對于NRTDD系統(tǒng)，MIMO大幅提升了天線數(shù)目，即從LTE時期主流為2T2R/4T4R提升到5G時代主流為32T32R/64T64R的MassiveMIMO。2LayersMIMO原理MassiveMIMO(multiple-inputmultiple-output):大規(guī)模的天線形成陣列加權(quán)MIMO(右圖)對兩個天線振子發(fā)射無線電波信號的時間和方向進行統(tǒng)一調(diào)配（加權(quán)），在其交叉覆蓋區(qū)域可以隨時調(diào)控某個位置的信號強度，使得一直有方向性的、增強的賦型信號，讓手機的通信一直良好。未加權(quán)MIMO(左圖)天線振子發(fā)射的無線電波有波峰和波谷，當(dāng)兩個振子同時發(fā)射時，在其交叉覆蓋區(qū)域會出現(xiàn)信號增強點和減弱點。手機會隨機移動→手機在信號減弱點位置出現(xiàn)通信問題。在MassiveMIMO技術(shù)引入之前，由于天線陣子數(shù)量太少，導(dǎo)致滿足配對的用戶比例很低，從而增益也非常有限。MassiveMIMO正是通過引入大量的天線陣子，降低了不同UE之間的信道相關(guān)性，從而可以更容易的行配對；同時，通過增加天線的陣子數(shù)，總的復(fù)用流數(shù)也增加了，從而可以同時配對更多的用戶。綜合起來，MassiveMIMO的增益主要體現(xiàn)在以下4個方向：通過增加天線數(shù)量，獲得更高陣列增益，提升覆蓋；陣列增益01水平和垂直兩個方向同時波束賦型，提升系統(tǒng)覆蓋和用戶數(shù)；賦型增益02最多支持16個數(shù)據(jù)流，提升系統(tǒng)吞吐率；空分復(fù)用，支持更多用戶；通過增加天線數(shù)量，從而形成更多的數(shù)據(jù)空間傳輸路徑，提升數(shù)據(jù)傳輸可靠性。復(fù)用增益03分集增益04MIMO原理第二節(jié)5G波束管理MassiveMIMO-波束管理波束賦形技術(shù)，即通過調(diào)整多天線的幅度和相位，賦予天線輻射圖特定的形狀和方向，使無線信號能量集中于更窄的波束上，來增強覆蓋范圍和減少干擾?；緜?cè)盡可能在不同的方向上發(fā)送多個波束，波束管理技術(shù)主要包括四個步驟：波束掃描在波束覆蓋范圍內(nèi)，根據(jù)預(yù)定義的時間間隔和方向發(fā)送和接收一組波束；波束測量評估接收信號的質(zhì)量，評估指標(biāo)包括RSRP（參考信號接收功率）、RSRQ（參考信號接收質(zhì)量）、SINR（信號與干擾加噪聲比）等；波束決策根據(jù)波束測量選擇最優(yōu)波束（或波束組）；波束上報UE向基站上報波束質(zhì)量和波束決策信息，以建立基站與終端之間的波束定向通信。業(yè)務(wù)信道高增益窄波束1賦形方向動態(tài)調(diào)整2MassiveMIMO-波束管理廣播信道高增益窄波束1場景化的波束掃描2MassiveMIMO-場景化波束MassiveMIMO典型應(yīng)用場景如下：熱點區(qū)域密集城區(qū)、中心商業(yè)區(qū)、廣場、體育館等。用戶密集，需要支持大量在線用戶，上下行容量需求極高。MassiveMIMO特性能夠有效抑制干擾，支持多層配對的MU-BF和MU-MIMO，從而顯著提升小區(qū)吞吐率，解決熱點區(qū)域容量訴求。01高樓覆蓋用戶垂直分布于不同樓層，普通站點的垂直覆蓋范圍較窄，難以覆蓋多個樓層。MassiveMIMO站點支持三維波束調(diào)整，增強了垂直維度廣播波束的覆蓋能力，從而可以覆蓋更多樓層的用戶。02深度覆蓋通過室外站點對室內(nèi)進行覆蓋，通常有建筑物阻擋，由于穿透損耗等原因，導(dǎo)致用戶信號較弱、體驗較差。MassiveMIMO特性的上行多天線接收分集和下行波束賦形能夠有效對抗傳播與穿透損耗，從而提升了鏈路質(zhì)量和用戶的體驗速率。03MassiveMIMO-場景化波束場景化波束支持不同場景的廣播波束覆蓋，比如樓宇場景，廣場場景等0201MassiveMIMO原理5G波束管理MassiveMIMO概念1MassiveMIMO原理2業(yè)務(wù)信道波束管理1廣播信道波束管理2課程小結(jié)第二章2.55G網(wǎng)絡(luò)切片主講老師：通過本節(jié)學(xué)習(xí)，您可以：0102兩個部分了解5G網(wǎng)絡(luò)切片的背景及概念掌握5G端到端網(wǎng)絡(luò)切片的實現(xiàn)第一節(jié)5G網(wǎng)絡(luò)切片背景及概念5G網(wǎng)絡(luò)切片的設(shè)計，可以激發(fā)垂直行業(yè)新模式，增強大眾網(wǎng)細(xì)分能力。為什么需要5G切片網(wǎng)絡(luò)滿足客戶需求租戶業(yè)務(wù)隔離租戶獨立運營快速網(wǎng)絡(luò)開通網(wǎng)絡(luò)敏捷變化培養(yǎng)用戶持續(xù)增收租戶（Tenant）

基于客戶化需求，可以被設(shè)計、部署、維護的邏輯網(wǎng)絡(luò)1

旨在滿足特定的客戶、業(yè)務(wù)、商業(yè)場景的業(yè)務(wù)特點及商業(yè)模式2網(wǎng)絡(luò)切片（Slice）網(wǎng)絡(luò)切片架構(gòu)實例（E2ESliceInstance-ESI）

基于客戶化需求，可以被設(shè)計、部署、維護的邏輯網(wǎng)絡(luò)1

旨在滿足特定的客戶、業(yè)務(wù)、商業(yè)場景的業(yè)務(wù)特點及商業(yè)模式2

旨在滿足特定的客戶、業(yè)務(wù)、商業(yè)場景的業(yè)務(wù)特點及商業(yè)模式3基于網(wǎng)絡(luò)切片架構(gòu)實例（Instance）是一個臨時邏輯網(wǎng)絡(luò)，跨多個技術(shù)域切片的需求提出者，使用者5G網(wǎng)絡(luò)切片實例5G網(wǎng)絡(luò)切片概念

垂直行業(yè)中各行各業(yè)對網(wǎng)絡(luò)功能的需求多種多樣，但是這些需求都可以解析成對網(wǎng)絡(luò)帶寬、連接數(shù)、時延、可靠性等網(wǎng)絡(luò)功能的需求。這些需求需要連接、計算、存儲等物理硬件設(shè)備資源來提供支撐。

運營商購買物理硬件設(shè)備資源后，使用物理資源虛擬出一個eMBB切片網(wǎng)絡(luò)、一個mMTC切片網(wǎng)絡(luò)，兩個切片網(wǎng)絡(luò)分別為不同業(yè)務(wù)場景提供服務(wù)。如下圖：5G面向萬物互聯(lián)，使得5G提供的能力集更能適合垂直行業(yè)的應(yīng)用。相應(yīng)的這三大典型場景對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)切片的類型分別是eMBB切片、mMTC切片、uRLLC切片。如圖所示：5G應(yīng)用場景切片屬性5G不同行業(yè)的業(yè)務(wù)可以使用不同的切片網(wǎng)絡(luò)來承載，提供相同業(yè)務(wù)的不同廠商可以作為切片網(wǎng)絡(luò)的租戶，購買、管理、運營各自的切片網(wǎng)絡(luò)從而向自己的終端客戶提供通信服務(wù)。5G網(wǎng)絡(luò)切片實例第二節(jié)5G端到端網(wǎng)絡(luò)切片的實現(xiàn)切協(xié)議棧功能模塊，主要是指基于切片的特點類型，對協(xié)議棧做訂制裁剪。左側(cè)所示為協(xié)議棧默認(rèn)切分位置，即CU、DU、AAU三個模塊對應(yīng)的協(xié)議棧部分切分開；中間的單播多播推送類業(yè)務(wù)，對可達(dá)性要求不高，而且數(shù)據(jù)包也比較小，可以將RLC層協(xié)議棧去掉；右側(cè)的是低時延業(yè)務(wù)切片，對時延要求較高，為了滿足此要求，甚至可以將PDCP層下沉至DU模塊。無線網(wǎng)切片---協(xié)議棧功能模塊切分

此類切分有硬切分與軟切分兩種情況，硬切分可能會導(dǎo)致時頻資源利用率較低，軟切分可以根據(jù)業(yè)務(wù)優(yōu)先級預(yù)留部分資源，其余資源動態(tài)共享，提升時頻資源利用率。

時頻域的資源根據(jù)業(yè)務(wù)需求進行固定或動態(tài)分配，比如，藍(lán)色時頻資源塊分配給AR/VR類業(yè)務(wù)，綠色時頻資源塊分配給低時延業(yè)務(wù)，這種切分可能涉及到天饋、射頻模塊的調(diào)整。無線網(wǎng)切片---時頻資源切分這種資源切分方式屬于軟切分，好比日常生活中某會議大樓要接待園區(qū)所有公司的會議，大樓管理人員首先預(yù)留幾個會議室作為高級別領(lǐng)導(dǎo)專用會議室。剩下的會議室靈活調(diào)配，有需求才分配，這樣處理，可使得整個大樓的會議室利用合理，效率高。無線網(wǎng)切片---時頻資源軟切分

正是由于時頻資源硬切分可能會導(dǎo)致資源利用率低，所以目前提倡的是對頻譜資源進行動態(tài)分配，時頻域資源首先預(yù)留一部分給優(yōu)先級高業(yè)務(wù)使用，剩下的時頻資源作為共享資源動態(tài)分配。按場景大類在承載網(wǎng)做硬管道切分隔離，用到的技術(shù)有FlexEth、FlexODUk等，在每個場景大類中，又可以進行二次軟切分，用到的技術(shù)有Vlan等。承載網(wǎng)切片實現(xiàn)承載網(wǎng)切片運用虛擬化技術(shù)，將網(wǎng)絡(luò)拓?fù)滟Y源虛擬化，按需組成虛擬網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)主要切分的是帶寬資源。假設(shè)承載網(wǎng)帶寬為100MHz，根據(jù)業(yè)務(wù)大類的不同，可分為切片A20MHz、切片B60MHz、切片C20MHz。而在切片B中又劃分了切片（Slice）ID2~ID4三個帶寬各為20MHz的小切片分別對應(yīng)三個車企的車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。承載網(wǎng)做切分時，需要保障以下2個方面的性能：端到端傳輸質(zhì)量01數(shù)據(jù)平面：IP轉(zhuǎn)發(fā)要求高帶寬、低時延SLA保障。隔離度02承載網(wǎng)切片實現(xiàn)數(shù)據(jù)平面硬管道隔離：每個切面端到端硬管道隔離，不同的調(diào)度策略保證了不同切面的SLA；1

控制平面隔離（協(xié)議/拓?fù)湫畔?資源）：每個切面都需要一個控制器來管理拓?fù)?、資源、協(xié)議。2承載網(wǎng)切片支持多層次的切片隔離技術(shù)，如FlexEth、FlexODUk、VLAN等技術(shù)，滿足不同隔離要求下的切片需要。FlexEth，F(xiàn)lexODUk等創(chuàng)新技術(shù)的采用使得虛擬網(wǎng)絡(luò)切片具備剛性管道能力，滿足高隔離要求下的底層快速轉(zhuǎn)發(fā)。如圖所示：按場景大類在承載網(wǎng)做硬管道切分隔離，用到的技術(shù)有FlexEth、FlexODUk等，在每個場景大類中，又可以進行二次軟切分，用到的技術(shù)有Vlan等。承載網(wǎng)切片實現(xiàn)核心網(wǎng)切片---基于切片需求功能裁剪02用戶面功能模塊包括：話單轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)感知數(shù)傳優(yōu)化…01控制面功能模塊包括：移動性管理策略控制用戶數(shù)據(jù)會話控制…網(wǎng)絡(luò)切片功能裁剪選擇話單會話管理數(shù)傳優(yōu)化轉(zhuǎn)發(fā)Qos執(zhí)行業(yè)務(wù)感知移動性策略控制用戶數(shù)據(jù)庫設(shè)備管理√√√√√×××××核心網(wǎng)功能模塊化，包括控制面及用戶面，以庫的方式調(diào)用，如圖所示：5G核心網(wǎng)基于微服務(wù)架構(gòu)設(shè)計，將網(wǎng)絡(luò)功能與網(wǎng)絡(luò)硬件解耦開來，變成一個個的功能組件：控制面由移動性管理、策略控制、會話控制等功能模塊組成；1用戶面由話單、轉(zhuǎn)發(fā)、業(yè)務(wù)感知、數(shù)傳優(yōu)化等功能模塊組成；2將上述所有功能模塊放到一個網(wǎng)絡(luò)功能庫，供業(yè)務(wù)按需調(diào)用。3

核心網(wǎng)功能模塊化，包括控制面及用戶面，以庫的方式調(diào)用。智能水表、氣表業(yè)務(wù)對應(yīng)的核心網(wǎng)切片，可根據(jù)此業(yè)務(wù)的特性對核心網(wǎng)功能進行裁剪。核心網(wǎng)切片---基于切片需求功能裁剪02用戶面功能模塊包括：話單轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)感知數(shù)傳優(yōu)化…01控制面功能模塊包括：移動性管理策略控制用戶數(shù)據(jù)會話控制…網(wǎng)絡(luò)切片功能裁剪選擇話單會話管理數(shù)傳優(yōu)化轉(zhuǎn)發(fā)Qos執(zhí)行業(yè)務(wù)感知移動性策略控制用戶數(shù)據(jù)庫設(shè)備管理√√√√√×××××核心網(wǎng)切片---基于業(yè)務(wù)的靈活地理分布核心網(wǎng)切片還可以基于時延要求，靈活設(shè)計功能模塊的分布位置。根據(jù)業(yè)務(wù)的不同，核心網(wǎng)功能模塊按需部署在各類數(shù)據(jù)中心里面。02015G網(wǎng)絡(luò)切片背景及概念5G端到端切片實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)切片產(chǎn)生的背景15G網(wǎng)絡(luò)切片相關(guān)概念2課程小結(jié)承載網(wǎng)35G端到端切片架構(gòu)與管理1無線網(wǎng)2核心網(wǎng)切片實現(xiàn)4小結(jié)第二章2.65G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主講老師：未來，5G網(wǎng)絡(luò)部署方案有兩大類獨立組網(wǎng)（SA）SA方式是通過新建5G的基站和核心網(wǎng)，來實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)的部署。NSA方式是使用現(xiàn)有4G網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施，輔以一定的技術(shù)改造或新建部分5G網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，來實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)的部署。非獨立組網(wǎng)（NSA）5GC：5G核心網(wǎng)NG-RAN：5G無線網(wǎng)AMF：功能相當(dāng)于MME的CM和MM子層UPF：相當(dāng)于SGW+PGW的網(wǎng)關(guān)，數(shù)據(jù)從UPF到外部網(wǎng)絡(luò)gNB：給5G用戶提供業(yè)務(wù)的基站ng-eNB：給4G用戶提供業(yè)務(wù)的基站說明5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)EPCeNBoption1S15GCgNBoption2NG5G網(wǎng)絡(luò)部署模式option1和option2option1和option25G網(wǎng)絡(luò)部署模式option3/3a/3xEPC5GCeNBen-gNBoption3S1EPC5GCeNBen-gNBoption3aS1S1EPC5GCeNBen-gNBoption3xS1S1XnXnoption3/3a/3x5G網(wǎng)絡(luò)部署模式（option4/4a）EPCng-eNBgNBoption4NGEPC5GCgNBoption4aNGXnng-eNBNG5GCoption4/4a5G網(wǎng)絡(luò)部署模式option55GCeLTEoption5NGoption5是一種獨立部署模式，無線接入網(wǎng)采用升級的LTE節(jié)點en-eNB，通過NG接口與5GC連接。en-eNB之間通過Xn接口互聯(lián)。option5部署模式需要部署5GC。01在無線側(cè)，option5部署模式可以通過在現(xiàn)網(wǎng)LTE基站設(shè)施上進行升級來實現(xiàn)，無須建設(shè)gNB。02option5部署模式能夠支持部分5G應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)能力主要受ng-eNB能力的約束。03Option5gNBoption7NG5G網(wǎng)絡(luò)部署模式（option7/7a/7x）gNBoption3aNGNGEPC5GCgNBoption3xNGNGXnXnng-eNBng-eNBng-eNBEPC5GCEPC5GCoption7/7a/7xNSA直接部署SA對LTE無線網(wǎng)的改造難度較小，若先部署NSA未來升級SA不能復(fù)用，存在二次改造。NSA除新增鄰區(qū)配置，還LTE現(xiàn)網(wǎng)升級支持更多功能，改造和維護難度加大SA

4/5G廠家間組網(wǎng)靈活度更高。NSA面臨4/5G無線設(shè)備同/異廠家問題，分流性能等取決于廠家間算法實現(xiàn)，可能存在兩網(wǎng)設(shè)備商綁定的問題SA4G無線側(cè)軟件升級X2接口升級，引入RRM、流控等相關(guān)信令交互升級新增5G小區(qū)測量配置等增加RLC承載選擇、PDCP重排序等分流相關(guān)功能4G無線側(cè)軟件升級X2接口升級，支持切換等升級新增5G鄰區(qū)測量配置等4G和5G相互獨立初期，4G和5G的協(xié)作主要是互操作，基于標(biāo)準(zhǔn)信令，同異廠家性能基本一致中后期，可能存在4G和5G的負(fù)載均衡和雙連接需求，同廠商可能性能略優(yōu)4G和5G緊耦合雙連接配置：基于標(biāo)準(zhǔn)信令，異廠商互通無問題。但同廠商時，相關(guān)RRM算法可進一步優(yōu)化，且問題定位相對容易分流性能：Option

3a：同異廠商幾無差異，但靈活性差，性能不理想Option

3x：同廠商可綜合4G/5G負(fù)載等靈活調(diào)整分流比例等，性能較優(yōu)。異廠商分流效果依賴于廠商間合作意愿，很可能需退化為3a，且性能優(yōu)化和問題定位等難度較大4/5G同異廠家問題4/5G同異廠家問題NSA/SACU/DU靈活參數(shù)靈活部署–NSA/SA網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)對比分析：無線改造（1/4）NSASA9終端吞吐量終端吞吐量覆蓋①

峰值邊緣：終端2T4R，NR側(cè)雙發(fā)上行峰值：NR

100MHz雙流，285Mbps下行峰值：NR

100MHz四流，1.5Gbps②

邊緣吞吐量：3.5GHz獨立組網(wǎng)上行受限，預(yù)計上行邊緣速率介于F頻段TD-LTE和D頻段TD-LTE間，低于FDD

(900/1800MHz）①

峰值吞吐量：終端2T4R，NR側(cè)單發(fā)，LTE側(cè)單發(fā)上行峰值：NR100MHz

單流+LTE

20MHz單流

，低于SA

TDD：（142.5Mbps+10Mbps）=152.5Mbps

FDD：

（142.5Mbps+50Mbps）=192.5Mbps下行峰值：NR

100MHz

四流+LTE

20MHz雙流，略高于SA

TDD:（1.5Gbps+110Mbps）=1.61GbpsFDD:（1.5Gbps+150Mbps）=1.65Gbps②

邊緣吞吐量，依靠LTE，Option3x好于SA（無SUL）Option3x：同一業(yè)務(wù)上下行可分別承載在4/5G兩個空口，發(fā)揮LTE低頻上行好，NR下行好的優(yōu)勢Option3a：同一業(yè)務(wù)上下行承載在一個空口且NR單發(fā)，弱于SA覆蓋按照3.5GHz邊緣規(guī)劃，初期覆蓋壓力較大同LTE現(xiàn)網(wǎng)覆蓋NSA/SACU/DU靈活參數(shù)靈活部署–NSA/SA網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)對比分析：性能對比（2/4）以TD-LTENSA為例，SA由于支持UE上行雙發(fā)，在上行峰值吞吐量方面，NR側(cè)占優(yōu)，SA比NSA優(yōu)87%；NSA在上行邊緣吞吐量、下行吞吐量方面占優(yōu)，初期覆蓋性能依靠LTE，較SA覆蓋壓力小NSASA4/5G松耦合，依靠互操作互操作連接態(tài)切換：業(yè)務(wù)中斷30~50ms，200~500ms切換時延空閑態(tài)載頻重選：需位置更新，350~450ms尋呼不可及語音方案：語音回落4G方案，以及5G承載語音的VoNR方案切換4/5G緊耦合，依靠雙連接，無互操作；互操作：無4/5G互操作語音方案：繼承4G現(xiàn)有語音方案（VoLTE/CSFB）NSA/SACU/DU靈活參數(shù)靈活部署–NSA/SA網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)對比分析：互操作和語音（3/4）eNBgNBeNBgNB4G核心網(wǎng)4G核心網(wǎng)5G核心網(wǎng)對比維度NSASA業(yè)務(wù)能力僅支持大帶寬業(yè)務(wù)較優(yōu)：支持大帶寬和低時延業(yè)務(wù)，便于拓展垂直行業(yè)4G/5G組網(wǎng)靈活度較差：異廠商分流性能可能不理想較優(yōu)：可異廠商語音能力方案4G

VoLTEVo5G或者回落至4G

VoLTE性能同4GVo5G性能取決于5G覆蓋水平，VoLTE性能同4G基本性能終端吞吐量下行峰值速率優(yōu)（4G/5G雙連接，NSA比SA優(yōu)7%）上行邊緣速率優(yōu)(尤其是FDD為錨定時)上行峰值速率優(yōu)（終端5G雙發(fā)，SA比NSA優(yōu)87%）上行邊緣速率低（后續(xù)可增強）覆蓋性能同4G初期5G連續(xù)覆蓋挑戰(zhàn)大業(yè)務(wù)連續(xù)性較優(yōu)：同4G，不涉及4G/5G系統(tǒng)間切換略差：初期未連續(xù)覆蓋時，4G/5G系統(tǒng)間切換多對4G現(xiàn)網(wǎng)改造無線網(wǎng)改造較大且未來升級SA不能復(fù)用，存在二次改造改造較小：4G升級支持與5G互操作，配置5G鄰區(qū)核心網(wǎng)改造較?。悍桨敢簧壷С?G接入，需擴容；方案二新建虛擬化設(shè)備，可升級支持5G新核心網(wǎng)改造?。荷壷С峙c5G互操作5G實施難度無線網(wǎng)難度較?。盒陆?G基站，與4G基站連接；連續(xù)覆蓋壓力小，鄰區(qū)參數(shù)配置少難度較大：新建5G基站，配置4G鄰區(qū)；連續(xù)覆蓋壓力大核心網(wǎng)不涉及難度較大：新建5G核心網(wǎng)，需與4G進行網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)、計費、網(wǎng)管等融合國際運營商選擇美國、韓國、日本等主流運營商電信產(chǎn)品成熟度2018年中支持測試2018年底支持測試，5G核心網(wǎng)成熟挑戰(zhàn)大，需重點推動SA優(yōu)勢在于4G改造少，且一步到位，無二次改造成本，5G與4G異廠商組網(wǎng)靈活，且端到端5G易拓展垂直行業(yè)

；NSA優(yōu)勢在于對核心網(wǎng)及傳輸網(wǎng)新建/改造難度低，對5G連續(xù)覆蓋要求壓力小，目前國際運營商多選擇NSA注：核心網(wǎng)、傳輸僅簡要分析后續(xù)工作：在規(guī)模試驗中，對NSA和SA同步進行測試驗證，以4G現(xiàn)網(wǎng)（FDD和TDD）為基礎(chǔ)驗證NSA，加速推動SA產(chǎn)業(yè)成熟NSA/SACU/DU靈活參數(shù)靈活部署–NSA和SA對比分析小結(jié)（4/4）為了應(yīng)對5G靈活的組網(wǎng)需求，5G

RAN架構(gòu)進行重新設(shè)計，將基站拆分為CU（集中單元）和DU（分布單元）兩個邏輯網(wǎng)元，CU與DU可分設(shè)可合設(shè)NodeBRNC3G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)NodeB扁平化簡化組網(wǎng)4G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)雙/多連接靈活組網(wǎng)開放/可擴展5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)CUDU3GPP標(biāo)準(zhǔn)中，采用了選項2作為CU/DU間的標(biāo)準(zhǔn)切分方案，即CU負(fù)責(zé)完成實時性要求較低的RRC/SDAP/PDCP功能DU負(fù)責(zé)完成實時性要求較高的RLC/MAC/PHY功能CU和DU為邏輯單元，

在具體實現(xiàn)中，

存在合設(shè)（

與4G

BBU形態(tài)一致）

和分離（BBU*+CU設(shè)備）兩種方式NSA/SACU/DU靈活參數(shù)靈活部署–5G接入網(wǎng)CU/DU新架構(gòu)eNodeBeNodeBDUCUDU

CU+DU合設(shè)注：CU-DU分設(shè)與C-RAN概念不同，C-RAN是指基帶處理（如DU）集中核心網(wǎng)EPC