5g网络架构_学习5G网络架构与关键技术：新架构、新空口

一、5G组网场景NSA与SA

• NSA(Non-Standalone：非独立组网)

支持eMBB；LTE为锚点，复用4G核心网，快速引入5G NR；5G叠加与4G网络上，无需提供连续覆盖

NSA

• SA(Standalone：独立组网)

支持eMBB/uRLLC/mMTC及网络切片；需新建5G核心网；对5G连续覆盖要求高

5G网络组成：无线网络NR(New RAN)、核心网NGC(Next Generation)

5G无线网络接口：Xn、NG-C(控制面)、NG-U(用户面)、Uu(无线接口)

SA

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二、新型网络架构

核心网架构

1.面向业务的核心网网络架构

2.面向服务的核心网架构

• 4G核心网的大规模网络、网元间耦合功能、新功能标准化时间长------>5G核心网的减少接口，简化网络、功能解耦，开放架构、独立服务，快速接入

3.5G网络切片

5G需要网络切片的原因：业务服务项目和多样的商业需求增多、需要更低的切换时延和更加可靠的接入

4.CUPS(用户与控制面分离)提升用户体验和网络效率

5.MEC移动边缘计算

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承载网架构

1.5G中回传至L3边缘

2.Flex-Eth实现网络切片

管理平面：每个分片都有独立的配置、管理和维护视图；每个分片资源可以按需弹性调整。

控制平面：每个分片都有独立的控制资源和控制协议，逻辑拓扑相互独立；可动态进行分片的建立、更 改和删除

数据平面：硬管道分片实现不同用例的隔离，软管道实现用户级的区分

3.云化+大数据分析

部署自动化：IP/光/微波端到端协同，分钟业务发放；基站路由器即插即用，一次进站

业务自动化：跨层协同优化，提升网络利用率到70%；遥感(telemetry)+大数据，网络可视、故障自愈

自治自决策：业务从设计、部署、监控、运维实现自治，智能策略的生成

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无线网架构

1.无线网络云化演进过程

2.cu部署方案

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三、新空口

1.新空口主要技术

2.5G空口频谱-SuB 6G和毫米波

在3GPP协议中，5G的总体频谱资源可以分为以下两个频谱范围FR(Frequency Range)

• FR1:Sub 6G频段也称为低频频段，是5G的主用频段；其中3GHz以下的频率我们称为Sub3G,其余频段也称为C-band
• FR2:6G以上的毫米波也称为高频频段，是5G的扩展频段，频谱资源丰富

3.大带宽

大带宽是5G的典型特征：

Sub 6G小区最大小区带宽100MHz；

毫米波最大小区带宽400MHz；

20MHz以下带宽定义主要是满足既有频谱演进需求

4.联通5G目标网频谱

5.C波段的覆盖性能

6.上下行解耦(SUL)

上下行解耦sul可以弥补C-Band上行覆盖短板的重要技术

7.毫米波部署的路径损耗和穿透损耗

8.QAM调制技术

9.MIMO原理(massive multiple-input multiple-output)：大规模天线阵列

10.传统MIMO

11.Massive MIMO天馈结构

12.Massive MIMO增益

阵列增益：通过增加天线数量，获得更高阵列增益，提升覆盖

赋型增益：水平和垂直两个方向同时波速赋型，提升系统覆盖和用户数

复用增益：最多支持16个数据流，提升系统吞吐率；空分复用，支持更多用户

分集增益：通过增加天线数量，从而形成更多的数据空间传输路径，提升数据传输可靠性

13.Massive MIMO-增强覆盖

14.信道编码技术

信道编码选择的基本原则

编码性能：纠错能力以及编码冗余率

编码效率：复杂程度及能效

灵活性：编码的数据块大小，能否支持IP-HARQ(增加冗余的混合自动重传)

• Turbo编码：性能好，随着速率的增加，编码的运算量也会线性增加，能效成为挑战
• LDPC-lOW Density Parity Check Code(用于大包的业务信道)：性能好，复杂度低，通过并行计算，对高速业务支持好
• Polar码(用于控制信道)：对小包的业务编码性能突出

15.F-OFDM：频率利用率提升计算

16.灵活帧结构配置-Numerology

17.自包时隙

在NR的slot结构中，有两种特殊的slot结构，我们称之为自包含时隙，目的是为了缩短上下行数据传输的RTT时延