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5G架构演进
weixingguang
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发表于 2018-01-22 13:43:14  只看楼主 


一 5G架构选项

蜂窝通信系统主要包含两部分:无线接入网(Radio Access NetworkRAN)和核心网(Core Network)。无线接入网主要由基站组成,为用户提供无线接入功能。核心网则主要为用户提供互联网接入服务和相应的管理功能等。在4G LTE系统中,基站和核心网分别叫做eNBEvolved Node B)和EPCEvolved Packet Core)。在5G系统中,基站叫做gNB(哥牛逼),无线接入网称为NRNew Radio),核心网叫做NGC (Next Generation Core)

目前,4G LTE网络的部署非常广泛,(在发达国家)几乎可以与GSM的覆盖相比拟。而此时,5G的标准化正在如火如荼的进行。运营商部署5G网络不可能是一蹴而就的,必定是逐步部署。这样才能避免短期内的高投入,也能有效的降低部署风险。

LTE网络为基础,5G一共有以下8种部署方式。

1.1 Option1LTE遗产

LTE目前的部署方式,由LTE的核心网和基站组成。5G的部署便是以此为基础。

                             1.png                 

1.2 Option2: 5G网络

5G网络部署的最终目标之一,完全由gNBNGC组成。要想在LTE系统(Option1)的基础上演进到Option2,需要完全替代LTE系统的基站和核心网,同时还得保证覆盖和移动性管理等。部署耗资巨大,很难一步完成。

2.png

1.3 Option3EPC + eNB(主)、gNB

先演进无线接入网,而保持LTE系统核心网不动,即eNBgNB都连接至EPC。先演进无线网络可以有效降低初期的部署成本。Option3包含3种模式,即Option3Option3aOption3x

Option3:所有的控制面信令都经由eNB转发,eNB将数据分流给gNB

Option3a:所有的控制面信令都经由eNB转发,EPC将数据分流至gNB

Option3x:所有的控制面信令都经由eNB转发,gNB可将数据分流至eNB

此场景以eNB为主基站,所有的控制面信令都经由eNB转发。eLTE eNBNR gNB采用双链接的形式为用户提供高数据速率服务。此方案可以部署在热点区域,增加系统的容量的吞吐率。

     3.png 

 

1.4 Option4NGC + eNBgNB(主)

Option4同时引入了NGCgNB。但是gNB没有直接替代eNB,而是采取“兼容并举”的方式部署。在此场景中,核心网采用5GNGCeNBgNB都连接至NGC。类似地,Option4也包含两种模式:Option4Option4a

Option4:所有的控制面信令都经由gNB转发, gNB将数据分流给eNB

Option4a:所有的控制面信令都经由gNB转发,NGC将数据分流至eNB

Option3不同,此场景以gNB为主基站。LTE eNBNR gNB采用双链接的形式为用户提供高数据速率服务。LTE网络可以保证广覆盖,而5G系统能部署在热点区域提高系统容量和吞吐率。

4.png

 

1.5 Option5NGC+eNB

“混搭模式”,LTE系统的eNB连接至5G的核心网NGC。可以理解为首先部署了5G的核心网NGC,并在NGC中实现了LTE EPC的功能,之后再逐步部署5G无线接入网。

5.png

 

1.6 Option6EPC+gNB

另一“混搭”模式,5G gNB连接至4G LTE EPC。可以理解为先部署了5G的无线接入网,但暂时采用了4G LTE EPC。此场景会限制5G系统的部分功能,如网络切片等。

6.png

 

1.7 Option7NGC + eNB(主),gNB

同时部署了5G RANNGC,但Option7LTE eNB为主基站。所有的控制面信令都经由eNB转发, LTE eNBNR gNB采用双链接的形式为用户提供高数据速率服务。此场景包含3种模式:Option7Option7aOption7x

Option7:所有的控制面信令都经由eNB转发,eNB将数据分流给gNB

Option7a:所有的控制面信令都经由eNB转发,NGC将数据分流至gNB

Option7x:所有的控制面信令都经由eNB转发,gNB可将数据分流至eNB

 7.png

        

 

 

二 5G架构演进方案

目前运营商的LTE网络部署较为广泛,要想从LTE系统升级至5G系统并同时保证良好的覆盖和移动性切换等非常困难。为了加快5G网络的部署同时降低5G网络初期的部署成本,各个运营商需要根据自身网络的特点,制定相应的演进计划。

演进计划都是从Option1LTE RAN + EPC)开始,终极目标是5G的全覆盖(Option2)。各个运营商的演进计划各有不同,我以中国移动向3GPP提交的提案中的方案为例给家介绍。

 

Option1LTE/EPC -> Option 2 + Option 5 -> Option 4/4a -> Option 2

Option2LTE/EPC -> Option 2 + Option 5 -> Option 2

Option3LTE/EPC -> Option 3/3a/3x -> Option 4/4a-> Option 2

Option4LTE/EPC -> Option 7/7a -> Option 2

Option5LTE/EPC -> Option 3/3a/3x -> Option 1 + Option 2 + Option 7/7a -> Option 2 + Option 5

 

上述演进计划就不一一解释了。基本思路是以LTE/EPC为基础,逐步引入5G RAN5G NGC。部署初期以双链接为主,LTE用于保证覆盖和切换,热点地区架构5G基站,提高系统的容量和吞吐率。最后再逐步演进,进入全面5G时代。

当然方案的评估是相当复杂的,运营商需要权衡各种利弊,才能最终抉择最合适的方案。

 

参考文献

3GPP TR 38.801 V14.0.0 (2017-03)

R3-161809, "Analysis of migration paths towards RAN for new RAT", CMCC



 才疏学浅,如有表述不当之处欢迎讨论。


  其他5G相关博客请浏览:

  1. http://blog.csdn.net/jxwxg/article/details/79126773     5G NR协议栈及功能介绍

  2.   http://blog.csdn.net/jxwxg/article/details/79090480      3GPP 5G 架构演进

  3.   http://blog.csdn.net/jxwxg/article/details/79114651      5G NR带宽 频点


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    发表于 2018-01-25 11:29:45 
    技术问题,回答得专家指数,快速升级
    有没有5G机构与传输资源的资料啊

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    发表于 2018-01-26 16:20:52  QQ


    QUOTE:
    原帖由 weixingguang 于 2018-1-22 13:43:14 发表
    一 5G架构选项蜂窝通信系统主要包含两部分:无线接入网(Radio Access Network,RAN)和核心网(Core Network)。无线接入网主要由基站组成,为用户提供无线接入功能。核心网则主要为用户提供互联网接入服务和相 ...

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    发表于 2018-02-22 19:53:33 
    感谢楼主分享的好资料

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    发表于 2018-02-24 14:24:32 
    谢谢分享

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    发表于 2018-03-12 10:31:39 
    学习一下,看以后会用哪种方式

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    发表于 2018-05-04 09:04:08  QQ
    谢谢分享,学习了!!

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    赞!学习了,赞!

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