3GPP 5G无线网络架构标准化进展
2G、3G、4G、5G基站架构演进
2G 、3G 、4G 、5G 基站架构演进一、2G 时代2G 采用3级网络架构:BTS —BSC —核心网。
2G 核心网同时包含CS (Circuit Switch 电路交换)域和PS (Packet Switch 分组交换)域。
2G 起初主要采用一体式基站架构,基站的天线位于铁塔上,其余部分位于基站旁边的机房内。
天线通过馈线与室内机房连接。
一体式基站架构需要在每一个铁塔下面建立一个机房,建设成本和周期较长,也不方便网络架构的拓展。
BSC :基站控制器(Base Station Controller )负责完成无线网络管理、无线资源管理及无线核心网BTS移动终端后来发展成为分布式基站架构,将BTS 分为RRU 和BBU 。
其中RRU 主要负责跟射频相关的模块,包含4大模块:中频模块、收发信机模块、功放、滤波模块。
BBU 主要负责基带处理和协议栈处理等。
RRU 位于铁塔上,而BBU 位于室内机房,每个BBU 可以连接3~4个RRU 。
BSC核心网二、3G 时代(3G)无线网络中的主要网元,RNC GGSNIP三、4G 时代4G 时代到来时,基站架构发生了较大的变化。
为了降低端到端时延,4G 采用了扁平化是一个用于信令控制的网元,主要用作IPBBU4G 基站基本采用分布式基站的架构。
同时,中国移动提出并推动的C-RAN (Centralized RAN ,集中化无线接入)架构也逐渐推广。
C-RAN 架构将BBU 的功能进一步集中化、云化和虚拟化,每个BBU 可以连接10~100个RRU ,进一步降低网络的部署周期和成本。
四、5G时代5G采用3级网络架构:DU—CU—核心网(5GC)。
DU和CU共同组成gNodeB,每个CU 可连接1个/多个DU。
CU和DU间有多种功能分割方案,可适配不同的通信场景和通信需求。
4G基站内部分为BBU、RRU和天线几个模块,每个基站都有一套RRU,并通过BBU直接连到核心网。
5G核心网标准化进展及B5G演进初探
5G核心网标准化进展及B5G演进初探随着数字技术的快速发展,5G成为了下一代无线通信技术的代表,而其核心网的标准化进程也在稳步推进中。
目前,3GPP已经发布了多个主要版本的5G标准,包括Release 15和Release 16等。
其中,Release 15主要是为了实现5G独立组网,而Release 16则更加注重对5G配置和服务的细化和改善。
在5G标准化进程中,B5G(Beyond 5G)演进也逐渐引起了人们的关注。
B5G是指5G的进一步演进,其目的在于推动更加聚焦于应用场景的技术发展,并且在5G应用的基础上创造更多的商业机会和社会价值。
在5G标准化进程中,5G核心网是关键技术之一,其标准化进程不仅是实现5G商业化的基础,也是B5G演进的重要方向。
在5G核心网标准化进程中,主要涉及以下方面:1. 5G核心网架构标准化5G核心网的架构标准化主要涉及到UE(User Equipment, 用户设备)、AMF(Access and Mobility Management Function, 访问和移动管理功能)、UPF(User Plane Function, 用户面功能)等三个方面。
其中,UE是指终端设备,AMF是指网络中的控制平面,UPF则是指网络中的数据平面。
目前,相关标准已经相应发布,且各方正在按照标准实现功能。
5G核心网网络切片是指将不同业务场景和设备类型的流量隔离成不同的虚拟网络切片,以实现不同的服务质量和安全性。
目前,针对网络切片的标准化工作已经在不同的阶段进行中,涉及到了切片描述框架、切片控制和管理、切片模型、切片部署等方面。
3. 5G核心网QoS(Quality of Service, 服务质量)标准化5G核心网QoS主要涉及到不同业务场景的服务质量保障机制。
在这方面,相关标准已经相应发布,且各方正在按照标准实现功能。
4. B5G演进在5G核心网标准化进程中,B5G的演进则是将5G应用推向更广泛的领域和场景所面临的重要问题。
5G网络部署整体方案
5 G 非独立组网- 选项3 系列
该系列的基站连接的核心网是4G核心网,控制面锚点都在4G,适用于5G部署的最初 阶段,覆盖不连续,也没太多业务,纯粹是作为4G无线宽带的补充而存在
150Mbps
务
现无缝切换、单用户1.5G
能有限
单RRU约800W 单用户1.5G
节能
网络架构长期演进展望
虚拟化演进:适应不同业务场景及灵活性需求,网络结构的进一步全虚拟化是未来技术演进。 高频毫米波:为了进一步扩展网络能力,毫米波,太赫兹(THz)频段,频率资源非常丰富。 多通信系统融合:满足立体全方位网络覆盖需求以及网络技术的统一化,未来卫星通信技术、平流层通信技术与地面技
• 3GPP R15 版本主要聚焦eMBB,是5G NSA&SA商用的基线版本,包含支持URLLC的部分设计 • R16 版本是对eMBB的增强及URLLC完善 • R17版本将是全业务完整版本,包括对mMTC的更新
5G全球展望
5G全球展望
5G NSA锚点选择:提升5G覆盖
国内商用5 G 竞争格局- 2 0 1 9
热点部署
NR热点部署
连续覆盖
周期,NR连续覆盖
5G核心网部署路线选择分析及建议
1、初期采用Option3x,EPC升级为EPC+,支持5G NSA
对EPC 进行软件升级(含MME、SAE-GW、PCRF、HSS、CG 等网元),主要包含支持双连接、QoS 扩 展、 5G 签约扩展、NR接入限制、计费扩展等方面。
劣势
➢ 5G 频点相对 LTE较高,初期部署难以实现连续覆盖,会存在大量的5G与 4G系统间的切换,用户体验不好
3GPP 5G架构演进介绍
3GPP 5G架构演进介绍一5G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应的管理功能等。
在4G LTE系统中,基站和核心网分别叫做eNB (Evolved Node B)和EPC(Evolved Packet Core)。
在5G系统中,基站叫做gNB(哥牛逼),无线接入网称为NR(New Radio),核心网叫做NGC (NextGeneration 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。
以LTE网络为基础,5G一共有以下8种部署方式。
1.1 Option1:LTE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。
1.2 Option2: 纯5G网络5G网络部署的最终目标之一,完全由gNB和NGC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。
1.3 Option3:EPC + eNB(主)、gNB先演进无线接入网,而保持LTE系统核心网不动,即eNB和gNB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Option3、Option3a和Option3x。
Option3:所有的控制面信令都经由eNB转发,eNB将数据分流给gNBOption3a:所有的控制面信令都经由eNB转发,EPC将数据分流至gNBOption3x: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。
(完整版)5G标准进展
5G标准进展1 5G标准进展国际电信联盟(ITU)已启动了面向5G标准的研究工作,并明确了IMT-2020(5G)工作计划:2015年中将完成IMT-2020国际标准前期研究,2016年将开展5G技术性能需求和评估方法研究,2017年底启动5G候选方案征集,2020年底完成标准制定。
3GPP作为国际移动通信行业的主要标准组织,承担5G国际标准技术内容的制定工作。
3GPP R14阶段被认为是启动5G标准研究的最佳时机。
R15阶段预计到2018年6月,完成独立组网的5G标准(SA),支持增强移动宽带和低时延高可靠物联网,完成网络接口协议。
R16阶段预计在2019年12月,完成满足ITU(国际电信联盟)全部要求的完整的5G标准。
整个5G标准在ITU会议上全面通过,预计还要到2020年。
2013年5月13日,韩国三星电子有限公司宣布,已成功开发第5代移动通信(5G)的核心技术,这一技术预计将于2020年开始推向商业化。
2014年5月8日,日本电信营运商 NTT DoCoMo 正式宣布将与 Ericsson、Nokia、Samsung 等六家厂商共同合作,开始测试凌驾现有 4G 网络 1000 倍网络承载能力的高速 5G 网络,传输速度可望提升至 10Gbps。
预计在2015年展开户外测试,并期望于2020 年开始运作。
2015年3月1日,英国《每日邮报》报道,英国已成功研制5G网络,并进行100米内的传送数据测试,每秒数据传输高达125GB,是4G网络的6.5万倍,理论上1秒钟可下载30部电影,并称于2018年投入公众测试,2020年正式投入商用。
欧盟的5G网络将在2020年~2025年之间投入运营。
2015年9月7日,美国移动运营商Verizon无线公司宣布,将从2016年开始试用5G网络,2017年在美国部分城市全面商用。
2016年,诺基亚与加拿大运营商Bell Canada合作,完成加拿大首次5G网络技术的测试。
5G核心网标准化进展及B5G演进初探
5G核心网标准化进展及B5G演进初探随着移动通信技术的不断发展,5G技术已经成为当前热门话题之一。
作为5G技术的核心,5G核心网标准化进展及B5G演进也备受关注。
本文将就5G核心网标准化进展以及B5G演进初探进行详细的分析和介绍。
一、5G核心网标准化进展1. 5G核心网标准化的重要性5G的发展需要有一个完备的标准体系来支持,其中5G核心网则是5G技术的基础。
5G 核心网的标准化是整个5G标准体系的重要组成部分,它可以影响5G技术的实施和发展。
5G核心网标准化的进展对于5G技术的商用应用有着重要的意义。
目前,5G核心网的标准化工作已经取得了一定的进展。
国际电信联盟(ITU)和第三代合作伙伴计划(3GPP)等组织都在积极推动5G核心网标准的制定和发布。
在ITU的推动下,各国都积极参与了5G标准的研发与制定工作。
而3GPP作为制定全球移动通信标准的组织也在积极推动5G核心网标准的制定。
在3GPP的相关会议上,已经对5G核心网的标准进行了讨论,并取得了一些初步的成果。
5G核心网的标准化内容主要包括了网络架构、接口协议、安全机制、网络功能等方面。
在网络架构方面,5G核心网需要支持更多的应用场景和服务需求,因此需要具备更加灵活的架构和智能化的特性。
在接口协议方面,5G核心网需要对接多种无线接入技术,因此需要支持更多的接口协议。
在安全机制方面,5G核心网需要具备更加强大的安全能力,以应对各种安全威胁。
在网络功能方面,5G核心网需要支持更多的网络功能,以满足更多的业务需求。
5G核心网标准化面临着很多挑战,比如技术复杂性、标准制定的统一性和一致性等问题。
随着技术的不断发展和标准制定的不断完善,5G核心网标准化的前景是非常广阔的。
可以预见,在不久的将来,5G核心网标准化工作会取得更大的进展,从而为5G技术的商用应用奠定更加坚实的基础。
二、B5G演进初探1. B5G的概念和特点B5G即Beyond 5G,它是5G技术的进一步演进和发展。
3G→4G→5G:一张图看懂核心网演进史
3G→4G→5G:一张图看懂核心网演进史来源:网优雇佣军(hr_opt)物联网智库转载二次转载请联系原作者导读3G→4G→5G:一张图看懂核心网演进史~3G→4G3GPP诞生于1998年,旨在对第三代(3G)移动通信网络进行技术规范。
1999年,3GPP基于2G系统发布了首版标准Release 99。
在Release 99中,核心网分为电路交换域和分组交换域两部分。
电路交换域主要包括MSC(Mobile Switching Center,移动交换中心)和GMSC( MSC Gateway,MSC网关),分别负责承载传统用户呼叫与外部基于电路的网络的接口。
为了使能3G支持广泛的互联网多媒体应用,3GPP还设计了一个分组交换域来承载用户数据,其包括SGSN(Serving GPRS Support Node,服务GPRS支持节点)和GGSN(Gateway GSN,网关GSN),SGSN是负责移动性、会话管理和计费的实体,GGSN负责确保和管理与外部分组交换网络(例如Internet)的连接。
此外,EIR(Equipment Identity Register,设备标识寄存器)、HLR(Home Location Register,归属位置寄存器),和AuC (Authentication Center,鉴权中心)是电路域和分组域共享的实体,包含了每个订阅的用户设备 (UE) 的所有管理信息,还负责连接规则以及信息和数据保护。
2009年,为了更好的支持移动互联网广泛普及,以及支持更多的用户连接和数据流量,3GPP发布了4G首版标准Release 8。
Release 8提出了分组交换系统的标准,称为EPC(Evolved Packet Core,演进分组核心)。
在这个新架构中,所有的服务(比如语音、数据和短信)都由IP协议驱动,这意味着传统电路交换域从核心网中消失了。
传统MSC 和 EIR 的功能被合并到MME(Mobility Management Entity,移动管理实体)中,MME负责移动宽带网络的鉴权、漫游和会话管理等。
5G无线接入网架构演进方向分析
5G无线接入网架构演进方向分析为了更好地满足5G网络的要求,除了核心网架构需要进一步演进之外,无线接入网作为运营商网络的重要组成部分,也需要进行功能与架构的进一步优化与演进,以更好地满足5G网络的要求。
总体来说,5G无线接入网将会是一个满足多场景的多层异构网络,能够有效地统一容纳传统的技术演进空口和5G新空口等多种接入技术,能够提升小区边缘协同处理效率并提升无线和回传资源的利用率。
同时,5G无线接入网需要由孤立的接入管道转向支持多制式/多样式接入点、分布式和集中式、有线和无线等灵活的网络拓扑和自适应的无线接入方式,接入网资源控制和协同能力将大大提高,基站可实现即插即用式动态部署方式,方便运营商可以根据不同的需求及应用场景,快速、灵活、高效、轻便地部署适配的5G网络。
1、多网络融合无线通信系统从1G到4G,经历了迅猛的发展,现实网络逐步形成了包含无线制式多样、频谱利用广泛和覆盖范围全面的复杂现状,其中多种接入技术长期共存成为突出特征。
根据中国IMT-20205G推进组需求工作组的研究与评估,5G需要在用户体验速率、连接数密度和端到端时延以及流量密度上具备比4G更高的性能,其中,用户体验速率、连接数密度和时延是5G最基本的三个性能指标。
同时,5G还需要大幅提升网络部署和运营的效率。
相比于4G,频谱效率需要提升5~15倍,能效和成本效率需要提升百倍以上。
而在5G时代,同一运营商拥有多张不同制式网络的现状将长期共存,多种无线接入技术共存会使得网络环境越来越复杂,例如,用户在不同网络之间进行移动切换时的时延更大。
如果无法将多个网络进行有效的融合,上述性能指标,包括用户体验速率、连接数密度和时延,将很难在如此复杂的网络环境中得到满足。
因此,在5G时代,如何将多网络进行加高效、智能、动态的融合,提高运营商对多个网络的运维能力和集中控制管理能力,并最终满足5G网络的需求和性能指标,是运营商迫切需要解决的问题。
在4G网络中,演进的核心网已经提供了对多种网络的接入适配。
5G的三大场景、关键业务指标和标准化进展
5G的三大场景、关键业务指标和标准化进展前言:虽然5G已来,但即使是通信从业者,对于5G的场景、业务指标和标准化进展仍然不清晰,虽然5G哥翻译了300万字的5G标准免费在公众号上共享,但真正能仔细阅读的仍然不多。
本文选摘自5G哥的书《深入浅出:5G移动通信标准与架构》第三版章节,全文4576字,阅读需要12分钟左右,希望对大家有帮助。
3GPP和5G通信标准在移动通信领域,有许多的组织进行标准化的制定和推进,大体分为三类:标准化组织、监管机构和产业论坛。
而3GPP就属于标准化组织(StandardsDeveloping Organization, SDO),为移动通信系统开发和制定技术标准,以便于业界可以据此生产和部署标准化的产品,从而使各厂商生产的产品更具有互操作性。
我们常说的5G标准,就是3GPP制定出来了的,但3GPP是个什么机构呢?3GPP的全名,叫做3rd Generation PartnershipProject,也就是第三代合作伙伴计划。
读者可能会有疑问,它为什么叫“第三代合作伙伴计划”,而不是第二代,也不是第四代呢。
我们知道在第一代移动通信是各自为战,大家相互不兼容,第二代移动通信,终于在欧洲诞生了GSM标准,事实上占领了大部分的移动通信市场,但仍没有形成全球性的标准。
第三代移动通信,终于全球达成一直要统一标准,3GPP顺应而生,它成立目的,就是团结全球通信“伙伴”,合作研究和制定3G(第三代移动通信技术)标准,用来替代2G。
这是一个目的性很强、项目驱动的组织,所以就叫作“第三代合作伙伴计划”。
几乎全球较大的通信企业、组织都加入了3GPP。
在3G时代,3GPP制定了几大3G标准,顺承下来,4G的LTE也由3GPP来制定,同理5G标准理所当然由3GPP来完成。
这当中,其实也有其它组织,尝试另立标准,但最终都失败了,因此,目前的5G标准,就是指3GPP制定的,而一切的5G移动通信设备或技术,必须依据5G标准进行。
3GPP 5G无线网络架构标准化进展
standardization of architecture design,protocol stack function,CU/DU function division,nm lti—connection function and RRC function for G5 G network were m ainly introduced The further concerned standardization work was discussed at the endn )o,f t“ he paper.
[Key words] 5G RAN architecture;3GPP R 1 5:5G netwol。k evohition
l 引言
20 1 7年 3月 ,3GPP RAN#74次 全 会 通 过 5G New Radio(NR ), 5G新 口技 术 标准 ,f l4H ̄, 表…. 图 l昕 示 。按 照 3GPP RAN规 划 时 间 表 , 争201 7年 1 2 月 ,3GPP将 完 成Non—Standalone(NSA ) Option 3 (包 含 支 持 低 时 延 )架 构 的 标 准 制 定 工 作 ; J:201 8 3月完成NAS Option 3架构 ASN.1标准 冻结 ..其 余 NSA 和 Standalone(SA )架构 将 在 20 1 8年 6月 完成 标 准 制 定 ,ASN.1将 f2018年9月全部 冻结 。
R 1 5 SA NSA |a ASN 17 、绐
3GPPLTE_SAE网络体系结构和标准化进展
图1 3GPP LTE总体发展时间表2 3GPP LTE核心技术及标准化进展2.1 LTE目前的标准化进展第一阶段(SI阶段)延长到2006年9月份才结束,截止到9月已完成包括物理层接入方案、信道结构的研究、RAN-CN功能调整和优化、无线接口协议的体系结构、信令的流程与终端移动性、演进的MIMO机制、宏分集与射频部分、状态与状态转移问题等方面的研究,形成3GPP LTE的可行性研究报告。
图2 R6版本的网络结构版本中。
基站为终端进行空中接口(如信道编解码、速率匹配,扩频等),同时负责网络流量的控制与管理和无线资源管理(如功率控制)。
无线(RNC)则负责对拥有和控制他辖域内的无线资源,包括管理所属小区的负荷控制和拥塞控制,这些小区中待建的新的无线连接进行接纳控制和码字分配,执行系统信息广播与系统接入控制功能,以及切换等移动性管理,宏分集合并等无线资源管理和控制功能。
图3 LTE(R7版本)中的网络结构2006年3月的会议上,3GPP确定接入网结构[4,5]主要由演进型eNodeB(eNodeB)和接入网关(AGW)构成。
eNodeB由R6阶段的NodeB、RNC、SGSN、GGSN四个主要网元演进而来,eNodeB之间通过X2接口采用网格(mesh)方式互连,同时还建议当eNodeB需要同其它eNodeB通信时这个接口总是存在的,例如对支持对处于LTE_ACTIVE状态下手机的切换。
同时E-Node B与AGW之间的接口称为S1接口。
eNodeB通过S1接口与EPC(Evolved Packet Core)连接。
S1接口支持多对多的AGWs图4 E-UTRAN的架构图6 控制平面控制平面负责用户无线资源的管理,无线连接的建立,业务的QoS保证和最终的资源释放,主要有上层的RRC层和非接入子层(NAS)实现。
这种结构简化了控制平面从睡眠状态到激活状态的过程,使得迁移时问相应减少。
其中NAS功能是SAE 承载管理;鉴权;AGW和UE间信令加密控制;用户面信令加密控制;移动性管理;LTE_IDLE时的寻呼发起。
(完整版)5G标准进展
5G标准进展1 5G标准进展国际电信联盟(ITU)已启动了面向5G标准的研究工作,并明确了IMT-2020(5G)工作计划:2015年中将完成IMT-2020国际标准前期研究,2016年将开展5G技术性能需求和评估方法研究,2017年底启动5G候选方案征集,2020年底完成标准制定。
3GPP乍为国际移动通信行业的主要标准组织,承担5G国际标准技术内容的制定工作。
3GPP R14阶段被认为是启动5G标准研究的最佳时机。
R15阶段预计到2018年6月,完成独立组网的5G标准(SA),支持增强移动宽带和低时延高可靠物联网,完成网络接口协议。
R16阶段预计在2019年12月,完成满足ITU (国际电信联盟)全部要求的完整的5G标准。
整个5G标准在ITU会议上全面通过,预计还要到2020年。
EG时间工作计划2013年5月13日,韩国三星电子有限公司宣布,已成功开发第5代移动通信(5G)的核心技术,这一技术预计将于2020年开始推向商业化。
2014年5月8日,日本电信营运商NTT DoCoMo正式宣布将与Ericsson、Nokia、Samsung等六家厂商共同合作,开始测试凌驾现有4G网络1000倍网络承载能力的高速5G网络,传输速度可望提升至10Gbps。
预计在2015年展开户外测试,并期望于2020年开始运作。
2015年3月1日,英国《每日邮报》报道,英国已成功研制5G网络,并进行100米内的传送数据测试,每秒数据传输高达125GB是4G网络的6.5万倍,理论上1秒钟可下载30部电影,并称于2018年投入公众测试,2020年正式投入商用。
欧盟的5G网络将在2020年~2025年之间投入运营。
2015年9月7日,美国移动运营商Verizon无线公司宣布,将从2016年开始试用5G网络,2017年在美国部分城市全面商用。
2016年,诺基亚与加拿大运营商Bell Canada合作,完成加拿大首次5G网络技术的测试。
3GPP各版本演进
3GPP标准概述和组织架构首先3GPP标准化组织主要包括项目合作组(PCG)和技术规范组(TSG)两类。
其中PCG工作组主要负责3GPP总体管理、时间计划、工作的分配等,具体的技术工作则由各TSG工作组完成。
目前,3GPP包括3个TSG,分别负责EDGE无线接入网(GERAN)、无线接入网(RAN)、系统和业务方面(SA)、核心网和终端(CT)。
每一个TSG进一步分为不同的工作子组,每个工作子组分配具体的任务。
例如SA WG1负责需求制定,SA WG2负责系统架构,SA WG3负责安全,SA WG5负责网络管理等等。
又如,TSG RAN 划分为5个工作小组,分别是RAN层1规范组、层2和层3规范组、lub/Lur/Lu规范与OAM需求规范组。
无线性能与协议规范组和终端一致性测试规范组。
目前,3GPP已经正式发布R99、R4、R5、R6、R7、R8共6个版本。
R8版本于2009年3月正式发布,R9的标准工作也已正式启用。
其中,R99-R7版本已基本稳定,R8部分特征正在完善过程中。
另外,3GPP相关的标准工作可以分为两个阶段:SI(Study Item,技术可行性研究阶段)和WI(Work Item,具体技术规范撰写阶段)。
SI阶段主要以研究的形式确定系统的基本框架,并进行主要的候选技术选择,以对标准化的可行性进行判断。
WI阶段分为Stage2、Stage3两个子阶段。
其中,Stage2主要通过对SI阶段中初步讨论的系统框架进行确认,同时进一步完善技术细节。
该阶段规范并不能够直接用于设备开发,而是对系统的一个总体描述,仅是一个参考规范,根据Stage2形成的初步设计,进一步验证了系统的性能。
Stage3主要是确定具体的流程、算法及参数等。
3GPP各版本针对核心网的演进1 R99阶段:这是3G标准的第一个阶段,2000年3月发布。
延续了GSM/GPRS系统的核心网系统结构,即分为电路域和分组域分别处理语音和数据业务。
5g标准和3gp标准
5g标准和3gp标准5G标准和3GPP标准。
5G标准和3GPP标准是当今移动通信领域的热门话题,它们对于未来的通信技术发展具有重要意义。
本文将对5G标准和3GPP标准进行详细介绍,以便更好地了解它们的特点和应用。
5G标准是第五代移动通信技术的标准,它是在4G基础上的进一步发展,旨在提供更高的数据传输速率、更低的延迟和更大的连接密度。
5G标准的制定是由国际电信联盟(ITU)和3GPP(第三代合作伙伴计划)共同推动的,其目标是实现全球统一的5G标准,以便不同地区和运营商能够实现互通互联。
与5G标准不同,3GPP标准是由第三代合作伙伴计划组织制定的,它是用于移动通信系统的技术标准,包括了2G、3G、4G和5G等多种技术。
3GPP标准的制定是由全球各大运营商和设备厂商共同参与的,其目标是推动移动通信技术的发展,以满足用户对通信服务的不断增长的需求。
在5G标准和3GPP标准中,都包含了大量的技术细节和规范要求,其中包括了无线接入技术、核心网技术、传输网络技术等多个方面。
在无线接入技术方面,5G标准采用了毫米波、多址接入和大规模天线等技术,以提供更高的数据传输速率和更低的延迟。
而3GPP标准则采用了LTE、LTE-Advanced和LTE-AdvancedPro等技术,以提供更高的网络容量和更好的覆盖性能。
在核心网技术方面,5G标准采用了网络切片、虚拟化和云计算等技术,以实现网络资源的灵活配置和高效利用。
而3GPP标准则采用了IMS(IP Multimedia Subsystem)和EPC(Evolved Packet Core)等技术,以支持多种业务的快速部署和灵活扩展。
在传输网络技术方面,5G标准采用了光纤、微波和毫米波等技术,以提供更高的传输速率和更大的容量。
而3GPP标准则采用了LTE和NR(New Radio)等技术,以支持多种频段和多种制式的无线接入。
总的来说,5G标准和3GPP标准都是为了推动移动通信技术的发展,以满足用户对通信服务的不断增长的需求。
5G核心网标准进展
三种业务连续性模式
SSC模式1:不改变IP锚点,支持VoLTE等实时在线业务; SSC模式2:可变更IP锚点,支持容忍时延业务如网页浏览; SSC模式3:保持双IP锚点,支持在线直播类业务;
1 0
Mobile Edge Computing
MEC功能
• 应用功能随网关功 能下沉,部署到靠 近接入基站的位置
输
• TS 23.501:架构、功能 • TS 23.502:业务流程
出
• TS 23.503:策略、计费控制
• SA3:5G的安全架构、安全功能等
• SA4:媒体编解码相关 • SA5:网络管理,切片的管理、计费等; • SA6:应用相关,如紧急呼叫,API 框架 • CT1/CT3/CT4/CT6:stage-3相关工作
Mobility pattern
“MICO ” Communication
pattern RRC状态
按
移动性限制
需
PCF基于移动性类型确定
的
移
CN
动
assistance
性
parameters
管
CN确定启用RRC INACTIVE
理
仅上行业务
CN的状态
移动性
简化MM管理过程
✓ Allowed区域:完整信令+数据 ✓ Non-allowed区域:周期性位置更新 ✓ Forbidden区域:UE不可发起业务
• 控制转发分离 • 按需网络功能提供
会话管理控制功能 集中于SMF节点; 用户面功能UPF抽 象为一个节点,支 持分布式架构; 将鉴权认证功能与 接入控制、移动性 管理功能去耦合
网络能力开放
• 统一的开放平台 • 多种网络能力开放
5G核心网标准化进展及B5G演进初探
5G核心网标准化进展及B5G演进初探5G是当前移动通信领域的热点技术,它提供了更快的数据传输速率、更低的时延和更大的连接密度,为物联网、智能交通、工业自动化等领域的发展提供了强有力的支持。
随着5G的商用推进,业界开始关注下一代移动通信技术B5G的研发和标准化进展。
核心网是5G无线网络的重要组成部分,它主要负责实现用户设备与互联网之间的连接和数据传输。
为保证5G网络的高性能和扩展性,国际电信联盟(ITU)和3GPP等组织开始制定与核心网相关的标准。
在3GPP第15版规范中,5G核心网的标准化工作已经完成。
它采用了全新的架构,包括用户平面(UP)、控制平面(CP)和网络切片(Network Slicing)三大部分。
用户平面处理数据的转发和传输,控制平面负责控制用户流量和网络管理,而网络切片则实现了对不同应用场景的定制化服务。
5G核心网采用了一些新的技术和协议,如网络功能虚拟化(NFV)、软件定义网络(SDN)和云计算等。
它还支持更多的接入技术,包括卫星通信、无线局域网(WLAN)和光纤接入等。
这些技术和协议的引入,为5G网络的构建和管理提供了更加灵活和高效的方式。
在B5G的研发和标准化方面,目前还处于初步探索阶段。
B5G是对5G的进一步演进和升级,旨在提供更快的数据速率、更低的延迟和更大的连接密度。
与5G相比,B5G将更加注重超高速率、超低时延、超大规模连接和智能化服务等方面的提升。
5G核心网的标准化工作已经取得了重要进展,为5G网络的商用化提供了有力的支持。
而B5G作为下一代移动通信技术的发展方向,目前还处于初步探索阶段,需要进一步的研究和标准化工作。
随着技术的不断推进和应用场景的不断拓展,相信B5G将为人们的生活和工作带来更加便捷和高效的体验。
5G网络中的网络架构演进
5G网络中的网络架构演进在当今数字化的时代,通信技术的发展日新月异,5G 网络作为新一代移动通信技术,正以前所未有的速度改变着我们的生活和社会。
5G 网络不仅带来了更快的网速,更在网络架构上进行了重大的演进,为实现万物互联、智能社会等愿景奠定了坚实的基础。
传统的移动通信网络架构在应对日益增长的通信需求和多样化的应用场景时,逐渐显露出了一些局限性。
例如,在 4G 网络中,网络的核心部分相对集中,数据处理和传输的效率在面对大规模设备连接和海量数据时显得力不从心。
而 5G 网络的架构演进正是为了突破这些瓶颈,实现更高效、更灵活、更智能的通信服务。
5G 网络架构的一个重要特点是采用了软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)技术。
SDN 技术将网络的控制平面和数据平面分离,使得网络的管理和配置更加灵活和智能化。
通过集中的控制器,可以根据实时的网络状态和业务需求,动态地调整网络的路由和资源分配,从而提高网络的效率和服务质量。
NFV 技术则将网络功能从专用的硬件设备中解耦出来,以软件的形式在通用的服务器上运行。
这不仅降低了网络建设和运维的成本,还能够快速地部署和更新网络功能,满足不断变化的业务需求。
在 5G 网络架构中,核心网的演进是一个关键的方面。
传统的核心网基于专有硬件和固定的功能模块构建,而 5G 核心网采用了基于服务的架构(SBA)。
SBA 将核心网的功能分解为多个独立的服务,每个服务都可以根据需求进行灵活的组合和调用。
这种架构使得核心网能够更好地支持多样化的业务类型和应用场景,例如增强型移动宽带(eMBB)、大规模机器类型通信(mMTC)和超可靠低时延通信(URLLC)。
同时,5G 核心网还引入了网络切片技术,通过在逻辑上划分不同的网络切片,为不同的行业和应用提供定制化的网络服务,确保每个切片都能够满足特定的性能、安全和可靠性要求。
接入网的变革也是 5G 网络架构演进的重要组成部分。
5G 引入了大规模多输入多输出(Massive MIMO)技术,通过在基站端配置大量的天线,显著提高了频谱效率和系统容量。
5g标准演进过程
5g标准演进过程
5G标准的演进过程可以概括为以下几个阶段:
1. 前期研究(Pre-Study)阶段:这个阶段主要是对5G技术的
研究和探索,包括对5G的概念和关键技术的初步研究。
2. 非独立组网(Non-Standalone)阶段:这个阶段是5G演进
的第一个实际部署阶段,其特点是5G网络依赖于4G网络的
基础设施,同时引入了新的5G无线接入技术。
这个阶段的标
准化工作主要集中在3GPP(3rd Generation Partnership Project)的Release 15中,完成于2018年。
3. 独立组网(Standalone)阶段:此阶段是5G演进的下一个
重要里程碑,它将使5G网络具备独立工作的能力,不再依赖
于4G网络。
这个阶段的标准化工作主要包括3GPP的Release 16和Release 17。
4. 5G演进(Evolution)阶段:这个阶段主要是对5G网络进
行持续改进和演进,以满足不断增长的需求和应用场景。
这包括对网络容量、覆盖范围、能效等方面的进一步优化,同时还可能引入新的技术和功能。
在这些演进阶段中,标准化机构如3GPP等起着关键作用,他
们通过制定技术规范和标准,推动行业的发展和互操作性。
同时,各个厂商、运营商和研究机构也会积极参与标准的制定和实施过程,以确保5G技术的快速发展和广泛应用。
3GPP首次确定的5G(NR)规范架构
一、5G(NR)首次讨论2017年3GPP首次召开会议讨论5G(NR)工作。
无线组(RAN)全体会议批准的工作项目(RP-170847)主要针对eMBB和URLLC场景和服务需求,其中5G(NR)考虑频率范围高达52.6GHz;而OTA RF要求将针对6GHz以下和24 GHz以上定义。
5G系统部署之初以4G(LTE)作为主站、5G(NR)作为辅站的双连接解决方案优先;之后5G(NR)可作为主站或NR gNB作为独立基站。
二、5G无线标准规范在首次会议上3GPP确定了5G(NR)无线网络规范的基本架构,之后随着各项需求及技术进步不断进行,规范持续修改和更新;初次确定的内容如下:2.1 无线部分(物理层)38.201 TS 物理层(一般说明)38.211 TS 物理信道和调制38.212 TS 复用和信道编码38.213 TS 物理层程序38.214 TS 物理层测量38.21X TS 向上层提供物理层服务2.2 系统设计与终端38.300 TS 总体描述(第二阶段)38.304 TS 空闲模式下的用户设备(UE)过程38.306 TS 用户设备(UE)无线接入能力2.3 层三协议38.321 TS 媒体访问控制(MAC)协议规范38.322 TS 无线链路控制(RLC)协议规范38.323 TS 分组数据汇聚协议(PDCP)规范38.331 TS 无线资源控制(RRC)协议规范2.4 服务与连接37.3XX TS [新QoS待定]37.3XX TS 多连接;总体描述(第二阶段)2.5 接口协议38.401 TS架构描述38.410 TS NG一般方面和原则38.411 TS NG 第一层38.412 TS NG信令传输38.413 TS NG应用协议(NGAP)38.414 TS NG数据传输38.420 TS Xn 一般方面和原则38.421 TS Xn 第一层38.422 TS Xn 信令传输38.423 TS Xn 应用协议(XnAP)38.424 TS Xn 数据传输38.425 TS Xn接口用户平面协议2.6 终端与基站38.101 TS 用户设备(UE)无线电传输和接收38.133 TS 支持无线电资源管理的要求38.104 TS 基站(BS)无线电传输和接收38.307 TS 对支持独立于版本的频带的用户设备(UE)的要求38.113 TS 基站(BS)和中继器电磁兼容性(EMC)38.124 TS 移动终端和辅助设备的电磁兼容性(EMC)要求38.101 TS 用户设备(UE)无线电传输和接收38.133 TS 支持无线电资源管理的要求38.104 TS 基站(BS)无线电传输和接收38.141 TS 基站(BS)一致性测试。
第五代移动通信技术的标准化
第五代移动通信技术的标准化介绍移动通信技术是现代社会中不可或缺的一部分,它连接了大家的生活和工作。
随着移动互联网的兴起,人们对移动通信的需求越来越高,这就要求我们不断推进移动通信技术的发展。
本文将探讨第五代移动通信技术的标准化,以便更好地理解和应用这一领域的最新成果。
什么是第五代移动通信技术第五代移动通信技术,简称5G,是移动通信领域的最新标准。
它建立在4G技术的基础上,通过增加频谱资源、提高带宽和降低时延等手段,进一步提升移动通信的速度、容量和可靠性。
5G技术将能够支持更多用户同时连接、更高的数据速率和更广泛的应用场景,为人们带来更好的通信体验。
5G技术标准化的必要性在移动通信领域,标准化是保障技术发展和应用的基础。
5G技术标准化的主要目的在于统一技术规范,使得不同厂商的设备能够兼容互联,从而实现全球范围内的无缝通信。
此外,标准化还可以促进技术创新和产业发展,加快5G技术的商用进程,并提高通信网络的安全性和可靠性。
5G技术标准化的国际组织在全球范围内,有多个国际组织参与到5G技术的标准化工作中。
其中最重要的组织包括国际电信联盟(ITU)、第三代合作伙伴计划(3GPP)和移动通信标准促进组织(GSMA)。
国际电信联盟(ITU)ITU作为联合国的专门机构,负责协调和规划全球电信发展。
ITU在5G技术标准化方面发挥着重要作用,通过制定技术要求和性能指标,推动各国在5G技术的研发和标准化方面取得共识。
第三代合作伙伴计划(3GPP)3GPP是一个由全球电信标准组织、地区电信标准组织和电信运营商组成的合作组织。
它负责制定和发布移动通信技术的国际标准,包括2G、3G、4G和5G技术。
3GPP在5G技术标准化方面拥有丰富的经验和权威地位。
移动通信标准促进组织(GSMA)GSMA是全球移动运营商的行业组织,它致力于推动移动通信技术的发展和应用。
GSMA在5G技术标准化方面发挥着重要作用,通过与各方合作,促进5G技术的商用化和全球部署。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
3GPP 5G无线网络架构标准化进展作者:曹亘吕婷李轶群冯毅来源:《移动通信》2018年第01期【摘要】为了研究3GPP R15 5G无线网络架构标准化进展,重点介绍了5G网络架构设计、协议栈功能、CU/DU功能切分、多连接功能、RRC功能等技术研究和标准化工作,最后探讨了后续5G标准制定需关注的重点工作。
【关键词】5G无线网络架构;3GPP R15;5G网络演进3GPP Standardization Progress for 5G RAN ArchitectureCAO Gen, LV Ting, LI Yiqun, FENG Yi(China Unicom Network Technology Research Institute, Beijing 100048, China)[Abstract]In order to investigate the standardization progress of 3GPP R15 5G RAN architecture, the research and standardization of architecture design, protocol stack function, CU/DU function division, multi-connection function and RRC function for 5G network were mainly introduced. The further concerned standardization work was discussed at the end of the paper.[Key words]5G RAN architecture; 3GPP R15; 5G network evolution1 引言2017年3月,3GPP RAN#74次全会通过5G New Radio(NR),即5G新空口技术标准化时间表[1],如图1所示。
按照3GPP RAN规划时间表,至2017年12月,3GPP将完成Non-Standalone(NSA) Option 3(包含支持低时延)架构的标准制定工作;于2018年3月完成NAS Option 3架构ASN.1标准冻结。
其余NSA和Standalone(SA)架构将在2018年6月完成标准制定,ASN.1将于2018年9月全部冻结。
根据3GPP R15 Phase 1标准进展,本文从网络架构、协议栈功能、CU/DU功能切分、无线多连接功能、RRC功能等介绍现阶段R15标准主要工作及其进展。
2 NSA和SA网络架构概述3GPP R14阶段在NR候选网络架构[2]课题已开展大量技术方案研究工作,其中网络架构主要按照4G和5G基站耦合方式,划分为Non-Standalone(NSA)紧耦合架构和Standalone独立架构两种架构。
其中,NSA网络架构根据无线接入网演进需求,考虑连接EPC和5G核心网(5GC)两种场景(如图2所示)。
连接EPC的NSA网络架构[3](图2左图)中,eNB之间、eNB与en-gNB之间为X2接口;而en-gNB之间仅有X2用户面(X2-U)接口。
en-gNB 基站的控制面由eNB处理,不能独立处理控制面相关功能,仅支持处理NR用户面数据。
目前,3GPP以Option 3/3A/3X架构为R15阶段1的重点工作。
连接5G核心网的NSA网络架构[4](图2右图)中,ng-eNB与gNB之间、gNB之间为Xn接口连接。
gNB与gNB之间的Xn 接口功能与网络架构类型相关(如Option 7/7A/7X和Option 4/4A)。
NSA组网方案基于LTE与NR紧耦合架构,3GPP重点关注Option 3/3A/3X(如图3所示)、Option 7/7A/7X(如图4所示)、Option 4/4A(如图5所示)三种网络架构方案。
核心网与无线侧主基站(MN, Master Node)之间存在唯一的控制面连接,而核心网可以与辅基站(SN, Second Node)建立用户面连接,如eNB/ng-eNB基站或gNB/en-gNB基站。
在双连接模式下,LTE基站或NR基站中只有一个基站为主基站,另一个基站为辅基站。
主基站与核心网之间存在控制面连接,具备完整的协议栈功能。
辅基站只有用户面数据转发、处理等功能,用户面相关的控制信令需要经过主基站与核心网进行通信。
Standalone(SA)独立组网架构,5G网络是一张独立于4G网络的全新网络。
3GPP只讨论2种SA网络架构Opion 2(图6左图)与Option 5(图6右图)。
在Option 2架构中,gNB 只连接5G核心网(5GC)。
而Opiton 5架构中,eLTE eNB只连接至5GC,eLTE eNB是指支持5G核心网并且具备E-UTRA空口能力的eNB基站。
3 无线协议架构概述3GPP在R15第一阶段的标准制定工作,重点解决NR协议栈以及NSA网络架构的协议功能设计,其中控制面协议栈(图7左图)和用户面协议栈(图7右图)是两个重要的设计内容[3-4]。
3.1 控制面架构NR控制面协议与LTE控制面协议栈架构基本一致,主要区别在于控制面连接的核心网网元为AMF,其中NAS控制协议相关功能参考文献[5],PDCP/RLC/MAC/PHY协议功能参考NR系列协议文献[6-9]。
为了支持NSA架构,控制面协议栈设计如图8所示,UE与核心网仅通过LTE或者NR保持RRC连接。
例如Option 3/3A/3x架构,控制面是通过eNB RRC功能实现。
但是eNB(图8中MeNB)和en-gNB(图8中SgNB)都有RRC实体单元。
其中,en-gNB生成的RRC PDU通过eNB转发给UE;eNB必须通过SRB1消息转发Initial SN RRC配置消息,但是重配置消息可以由eNB或者en-gNB发送。
eNB不能修改en-gNB生成的RRC消息。
若gNB/en-gNB作为辅助节点,UE会被配置建立SRB3(SRB3是EN-DC和NGEN-DC场景,en-gNB/gNB与UE之间直接建立的SRB类型),从而gNB/en-gNB可与UE之间发送RRC PDU。
仅有RRC重配置信息可以由gNB/en-gNB发送给UE,在SRB3配置的前提下,移动性测量报告可以由UE直接发送给gNB/en-gNB。
为了支持RRC PDU冗余传输,eNB可以从直传路径和gNB/en-gNB分流路径生成MCG Split SRB,现在3GPP标准还不支持SCG Split SRB技术方案。
3.2 用户面架构与LTE用户面协议相比,NR用户面协议新增SDAP协议层,该层协议主要包括两个功能:Qos flow与数据无线承载的映射功能,上行/下行数据包Qos flow ID(QFI)标记。
为了支持NSA架构,用户面功能设计需要考虑不同的网络架构。
在MR-DC场景(MR-DC泛指E-UTRAN和NR DC组合,包括EN-DC、NGEN-DC和NE-DC三种),定义了终端需支持三种承载类型,分别是MCG承载、SCG承载和Split承载。
Split承载可以是MCG Split承载,也可以是SCG Split承载。
在EN-DC场景,如图9所示,网络侧为MCG配置E-UTRAN PDCP 或者NR PDCP,但是NR PDCP只能用于配置SCG和Split承载。
在连接5GC的MR-DC场景仅有NR PDCP,不存在E-UTRAN PDCP协议层。
在连接5GC的E-UTRAN和NR DC场景(即NGEN-DC,MN为ng-eNB,SN为gNB),E-UTRAN RLC/MAC用于MN,NR RLC/MAC用于SN。
在NR和E-UTRAN DC场景(即NE-DC,MN 为gNB,SN为ng-eNB),NR RLC/MAC用于MN而E-UTRAN RLC/MAC用于SN。
从网络侧角度看,由于各种承载(MCG、SCG和Split承载)都可终结于MN或SN,网络侧协议设计更加复杂。
EN-DC场景存在三种类型承载(图10 (a));NGEN-DC、NE-DC 场景存在三种类型承载(图10(b))。
4 5G gNB CU/DU功能切分架构3GPP R14细致研究并比较各种NR RAN逻辑功能切分方案[2],其中包括高层切分方案(Option 1、Option 2和Option 3及其子方案)和低层切分方案(Option 4~8及其子方案)。
R15基于Option 2(PDCP/RLC层切分)架构继续开展标准制定工作,同时,3GPP也开展基于低层Option 6/7/8功能切分的多种技术方案研究[10],以及在eNB/ng-eNB CU/DU高层切分技术方案研究[11]。
gNB CU/DU功能切分场景下,NG-RAN网络架构如图11所示。
gNB可以由1个gNB-CU 和多个gNB-DU组成,gNB之间通过Xn接口连接,gNB-CU和gNB-DU之间通过F1接口连接,gNB-DU可以连接一个或多个gNB-CU。
gNB-CU支持RRC、SDAP和PDCP协议栈功能(连接5GC场景),或者RRC和PDCP 协议栈功能(连接EPC场景),gNB-CU可以管理一个或多个gNB-DU。
gNB-DU支持RLC、MAC和PHY协议栈功能。
按照3GPP协议规定,gNB-DU只能支持一个逻辑小区,暂不支持多个逻辑小区。
NG-RAN网络架构中,NG[12]、Xn[13]和F1[14]接口功能对比如表1所示。
NG接口是5GC与NG-RAN之间接口,但过载功能和AMF负载功能还未完成。
Xn接口为NG-RAN水平接口,Xn接口功能(与X2接口功能类似)基本制定完成。
F1接口为gNB CU/DU功能切分架构下gNB-CU和gNB-DU之间的逻辑接口,目前F1接口规范支持的功能最少,后续仍需要大量标准化工作以支持异厂家设备的互通性。
gNB-CU和gNB-DU分离架构,CU和DU功能切分按照F1接口功能进行相关技术方案设计。
3GPP制定F1接口功能(如表2所示)。
目前,根据3GPP标准进展,初步划分gNB-CU 和gNB-DU需支持的功能,如表3所示。
由于3GPP技术规范制定进度有差异,虽然gNB-CU 或gNB-DU可支持某些功能,但不表示标准已完全支持该功能。
3GPP标准支持intra-gNB-CU 场景下inter-/intra-DU移动性功能,以及EN-DC场景下inter-gNB-DU MCG SRB/SCG SRB移动性功能的标准。
5 Multi-Connectivity标准进展多连接(Multi-Connectivity)流程主要参考LTE双连接(DC)相应流程[16],标准[3]已制定EN-DC和连接5GC MR-DC两类场景,支持如下功能流程:(1)Secondary Node Addition;(2)Secondary Node Modification(MN/SN发起);(3)Secondary Node Release (MN/SN发起);(4)Secondary Node Change (MN/SN发起);(5)PSCell Change;(6)Inter-Master Node handover with/without Secondary Node Change;(7)Master Node to eNB/gNB Change;(8)eNB/gNB to Master Node Change;(9)RRC Transfer;(10)Secondary RAT data volume reporting。