第4章 网络架构与组网
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4-12
4.3 超密集组网
超密集组网的概念及关键技术
➢ UDN（Ultra Dense Network，超密集组网） 超密集组网是微小区增强技术（Small cell enhancements）的进一步演进，包括TP（
Transmission Point，低功率传输节点）的密集化和终端侧的密集化。TP的密度进一步提高，TP的站 间距由4G系统的200-300米减小到10-20米，同时也拉进了TP与终端的距离，使得TP的发射功率大大 降低。终端设备的数量和种类将极大的增加，带来更为复杂的干扰环境。
需要。升级很大，支持eLTE 不需要 切换时延最小 支持各种5G业务。4G接入下 性能有缺陷。 4G+5G双连接增益
困难
要求高，支持4G/5G双连接
7,7x，高。需需支持Xn互通。 7a，低。需要支持Xn控制面 互通
同时引入5GC和NR，可以提 供5G全业务支持
缺点
对5G业务的支持有限，无法支 持uRLLC业务； LTE或EPC需要较大的升级。
CRE（Cell Range Expansion，小区范围扩展），CRE的目的是尽量使微基站吸收更多的用户，起到更
大的小站分流效果。系统需要设置合适的偏移门限Bias，并且结合ABS技术消除干扰，获得最大的CRE增
益，使得整网的覆盖和流量性能更好。在小区选择时，通过增加偏移门限Bias，提高微基站用户接入比例
架构图
4G无线升级 需要。需支持双连接。
4G EPC升级 需要。升级支持双连接
业务连续性 切换时延最小
4G下的业务能 力
仅支持MBB业务。
网络速率 4G+5G双连接增益
无线异厂家互 通能力
困难
对终端要求 要求高，支持4G/5G双连接
需要。升级较大，支持eLTE 不需要 切换时延小
支持各种5G业务；4G接入下性能有缺陷。
4-16
4.3 超密集组网
网络侧干扰管理--时域干扰协调
➢ 时域干扰协调可分为包括：eICIC、FeICIC、动态小区开关三种类型。 （1） eICIC（enhanced Inter-cell Interference Coodination，增强的小区间干扰协调技术）
宏基站
微基站 CRE
宏基站
Option7系
UE连接到5G NR，核心网 沿用EPC。没有在3GPP
中优选。
Option8系
架构图
架构描述
UE同时连接到5G NR和4G EUTRA，控制面锚定于EUTRA，核心网沿用EPC。
UE同时连接到5G NR和4G EUTRA，控制面锚定于5G NR
，核心网采用5GC。
UE同时连接到5G NR和4G EUTRA，控制面锚定于EUTRA，核心网采用5GC。
➢ 2015年2月IMT2020（5G）推进组发布的《5G概念白皮书》中指出，干扰管理与抑制、接入与回 传联合设计、小区虚拟化技术是超密集组网的关键技术。
4-13
4.3 超密集组网
带来的挑战及解决方案
0.1-1Gbps体验速率
关
键
数十Tbps/km2流量密度
能
力
指
百万级连接密度
标
低功耗、低成本
站间协同能力不足 回传网络容量压力 信令过载、报头冗余
OPTION3--->OPTION2
OPTION3--->OPTION7 --->OPTION4--->OPTION2
LTE/EPC ‐> Option 5 and Option 7/7a ‐> Option 5 and Option 7/7a and Option2
4-5
目录
4.1 5G网络架构与选项 4.2 网络云化 4.3 超密集组网 4.4 网络切片 4.5 边缘计算 4.6 其他
架构图
Option5
Option6
架构描述 NSA
UE连接到4G E-UTRA，核心 网沿用EPC。即为现有的LTE
网络架构。
UE连接到5G NR，核心网采 用5GC。为5G系统演进的目
标架构。
UE连接到4G E-UTRA， 核心网采用5GC。与选项 7类似，但没有与NR的双连
接。
Option3系
Option4系
动态切换
（2） DPS （Dynamic Point Selection，动态 节点选择） 从单个发射节点在对应的时间时间/频率资源上传输 单个UE的数据，单个UE的数据传输可以由一个发射 结点从一个传输时间间隔动态切换至其他发射节点。
（3）CS/CB（Coordinated Scheduling/Coordinated Beamforming，协作调度/协作波束赋形） 单个UE的数据仅在一个发射节点上并且始终保持在该发射节 点传输，协作小区在调度上或波束上进行干扰规避。
ABS子桢 非ABS子桢
微基站
无线桢(10ms)
eICIC通过配置ABS （Almost Blank Subframe，几乎空白子帧）来避免对被干扰小区的PDCCH， PDSCH的干扰，提高被干扰小区用户的SINR。
LTE R10版本中，为避免传统小区检测方法引起的LPN覆盖范围较小，使用效率偏低的问题，引入了
➢ 5G建设中后期，根据uRLLC，mMTC业务需求情况，逐步向CU/DU/AAU三层分离架构演进。
4-9
4.2 网络云化
CU云化（Cloud RAN）
EPC/5GC S1/NG
5G建设后期根据业务需求情况 进行虚拟化平台建设，然后再
软硬件解耦，可部署 在通用硬件平台上
Cloud RAN
eNB-CU RRC PDCP
以NR提供宏覆盖为前提，在5G网络部署初期 NR存在覆盖受限问题，因此短期内不会考虑； 在NR可以实现宏覆盖的情况下，LTE作为SeNB
的意义有限。1-4
LTE需升级为eLTE以支持5GC 的相关功能
4-4
4.1 5G网络架构与选项
欧美运营商演进的考虑
Docomo
AT&T
Telecom Italia
CU/DU分离
3GPP 确定了 CU-DU 划分方案，即 PDCP 层及以上的无线协议功能由CU实现， PDCP以下的无线 协议功能由DU实现。
F1
eCPRI
5G
（中传）
（前传）
CU
DU
AAU
EPC/5GC
4G
RRC
PDCP
RLC
MAC
HighPHY
LowPHY
RF
BBU
RRU
CPRI
（前传）
4-8
干扰管理与抑制
接入与回传 联合设计
小区虚拟化
➢ 干扰问题：超密集组网带来严重的基站间干扰，需要干扰管理与抑制技术解决基站间实时信息交互 ，高速的干扰协调的问题。
➢ 回传问题：由于站址原因很难全部采用理想回传，补充无线回传等非理想回传技术，需要接入与回 传联合设计技术解决管理和优化不同的回传方式组网的问题。
CU/DU分离的优点
➢ CU/DU分离架构有助于5G 网络根据业务需求进行网络 结构的灵活演进。
➢ CU集中虚拟化可充分利用 通用的硬件平台，方便网络 扩缩容和在线迁移等。
➢ 与网络切片技术结合，有利 于支持灵活的资源协调和配 置，例如：CU/DU分离适 用于mMTC小数据包业务。
4-7
4.2 网络云化
2个子项，Option8/8a
4-2
4.1 5G网络架构与选项
SA（独立组网 ）
Option1+2
Option2+5
架构图
4G无线升级
需要。仅需支持邻区配置等。
需要。升级较大，支持eLTE
4G EPC升级
需要，支持与5GC的互操作
不需要
业务连续性
切换时延大；初期切换频繁；VoLTE可能有 影响
切换时延比Option1+2好；初期切换频繁
，从而达到提高微基站的使用效率的目的。
4-17
4.3 超密集组网
网络侧干扰管理--时域干扰协调
（2）FeICIC （Further enhanced Inter-cell Interference Coodination，进一步增强小区间干扰 协调技术）
LTE R10版本中，增加了FeICIC技术，为解决eICIC技术中未能解决的CRS的干扰和弱小区信号检 测问题，主要包括：
4G下的业务能 力
仅支持MBB业务
支持各种5G业务； 4G接入下性能有缺陷。
网络速率
5G速率
5G速率
无线异厂家互 通能力
无需求
支持
对终端要求
要求低
要求低
对4G的传输新 要求
无
低。需要支持Xn控制面互通
4-3
4.1 5G网络架构与选项
NSA（非独立组网）
Option3系
Option4系
Option7系
➢ ITU在5G白皮书中同时定义了 5G系统的峰值速率、用户体验速率、频谱效率、移动性、时延 、连接密度、网络能量效率、流量密度八方面关键能力。其中5G系统需同时满足Tbps/km2 的流量密度和百万/km2连接密度的要求，需要提升系统容量。
➢ 为了提升系统容量，通过减少小区半径、密集部署传输节点，提高同样覆盖范围的小区数， 达到提高信道带宽，满足5G系统流量密度及连接密度目标的关键手段。
➢ 移动性问题：超密集组网带来的频繁切换问题，需要以用户为中心的小区虚拟化技术解决信令开销 大、系统效率低的问题。
4-14
4.3 超密集组网
网络侧干扰管理--空域干扰协调CoMP
➢ 协作多点传输（CoMP） 下行链路协调传输和上行链路协调接收，即下行由多个传输点在相同的时频资源上协作为同一个用户 发送数据，或者上行由多个传输点在相同的时频资源上协作接收同一个用户的数据。 ➢ 3种CoMP场景
4-6
4.2 网络云化
CU/DU分离
基带非实时处理位于集中单元节点（Central•Unit，CU），而基带实时处理位于分布单元节点 （Distributed•Unit，DU）。
CU的实时性要求较低，可采用虚拟化技术，采用通用处理平台。 DU需要较高的实时性，与传统BBU类似，将采用专用硬件平台，支持高密度数学运算能力。
第四章 网络架构与组网
内部资料 注意保密
中国通信建设集团设计院有限公司 2018年10月
目录
4.1 5G网络架构与选项 4.2 网络云化 4.3 超密集组网 4.4 网络切片 4.5 边缘计算 4.6 其他
4-1
4.1 5G网络架构与选项
多网络融合候选网络（8系，14种）
SA
Option1
Option2
CPRI
eCPRI
RF RRU
PHY-L RF
AAU
PHY-L RF
AAU
4-10
目录
4.1 5G网络架构与选项 4.2 网络云化 4.3 超密集组网 4.4 网络切片 4.5 边缘计算 4.6 其他
4-11
4.3 超密集组网
5G系统对超密集组网的技术需求
香农公式
通过超密集组网 技术，提高小区数
4G+5G双连接增益
困难
要求高，支持4G/5G双连接
对4G的传输新 要求
3,3x，高。需需支持Xn互通。 3a，低。需要支Leabharlann BaiduXn控制面互 通
4，高。需支持Xn互通。 4a，低。需要支持Xn控制面互通
优点
无能需够部将署NR5最GC快，速标引准入化现完网成最早，同时引入5GC和NR，可以提供5G全业务支持
场景1
场景2
场景3
4-15
4.3 超密集组网
网络侧干扰管理--空域干扰协调CoMP
（1） JT （Joint Transmission，联合传输）
从多个发射节点通过相同的时间/频率资源上传输单 个UE的数据，传输节点到单个UE的数据传输可以是相 干的或非相干的，可以改善接收信号质量和/或主动地 消除对于其他UE的干扰。
UE同时连接到5G NR和4G EUTRA，控制面锚定于5G NR ，核心网沿用EPC。没有在
3GPP中优选。
Option子项 3个子项，Option3/3a/3x
2个子项，Option4/4a
3个子项，Option7/7a/7x
候选架构间的区别：
①核心网选择：EPC或5GC； ②数据面分流路径；
③接入网控制面锚点的选择：E-UTRA或5G NR。
gNB-CU RRC PDCP
VNF功能的网元
MEC
UPF
进行Cloud RAN的统一部署， 实现CU的集中化和云化。
遵从NFV架构，具备 资源池化，可伸缩，
云化的特征
eNB-DU RLC MAC PHY
gNB-DU RLC MAC
PHY_H
F1
gNB-DU RLC MAC
PHY_H
专用硬件平台
后期LTE BBU可以通 过软件升级升级为 eNB-DU
4.2 网络云化
满足多种应用场景
广域及室内覆盖
CU/DU灵活的架构，匹配各种组网场景的需求
站址困难的微覆盖 Small Cell覆盖
D-RAN场景： CU+DU合设
C-RAN场景： CU云化，DU集中
仅CU云化场景： DU+AAU集中部署
小基站场景： CU+DU+AAU集中部署
➢ 5G建网初期采用 CU/DU合设部署方案 ，可节省网元，减 少规划与运维复杂度，降低部署成本， 减时延 （无需中传 ）， 缩短建设周期。
4.3 超密集组网
超密集组网的概念及关键技术
➢ UDN（Ultra Dense Network，超密集组网） 超密集组网是微小区增强技术（Small cell enhancements）的进一步演进，包括TP（
Transmission Point，低功率传输节点）的密集化和终端侧的密集化。TP的密度进一步提高，TP的站 间距由4G系统的200-300米减小到10-20米，同时也拉进了TP与终端的距离，使得TP的发射功率大大 降低。终端设备的数量和种类将极大的增加，带来更为复杂的干扰环境。
需要。升级很大，支持eLTE 不需要 切换时延最小 支持各种5G业务。4G接入下 性能有缺陷。 4G+5G双连接增益
困难
要求高，支持4G/5G双连接
7,7x，高。需需支持Xn互通。 7a，低。需要支持Xn控制面 互通
同时引入5GC和NR，可以提 供5G全业务支持
缺点
对5G业务的支持有限，无法支 持uRLLC业务； LTE或EPC需要较大的升级。
CRE（Cell Range Expansion，小区范围扩展），CRE的目的是尽量使微基站吸收更多的用户，起到更
大的小站分流效果。系统需要设置合适的偏移门限Bias，并且结合ABS技术消除干扰，获得最大的CRE增
益，使得整网的覆盖和流量性能更好。在小区选择时，通过增加偏移门限Bias，提高微基站用户接入比例
架构图
4G无线升级 需要。需支持双连接。
4G EPC升级 需要。升级支持双连接
业务连续性 切换时延最小
4G下的业务能 力
仅支持MBB业务。
网络速率 4G+5G双连接增益
无线异厂家互 通能力
困难
对终端要求 要求高，支持4G/5G双连接
需要。升级较大，支持eLTE 不需要 切换时延小
支持各种5G业务；4G接入下性能有缺陷。
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4.3 超密集组网
网络侧干扰管理--时域干扰协调
➢ 时域干扰协调可分为包括：eICIC、FeICIC、动态小区开关三种类型。 （1） eICIC（enhanced Inter-cell Interference Coodination，增强的小区间干扰协调技术）
宏基站
微基站 CRE
宏基站
Option7系
UE连接到5G NR，核心网 沿用EPC。没有在3GPP
中优选。
Option8系
架构图
架构描述
UE同时连接到5G NR和4G EUTRA，控制面锚定于EUTRA，核心网沿用EPC。
UE同时连接到5G NR和4G EUTRA，控制面锚定于5G NR
，核心网采用5GC。
UE同时连接到5G NR和4G EUTRA，控制面锚定于EUTRA，核心网采用5GC。
➢ 2015年2月IMT2020（5G）推进组发布的《5G概念白皮书》中指出，干扰管理与抑制、接入与回 传联合设计、小区虚拟化技术是超密集组网的关键技术。
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4.3 超密集组网
带来的挑战及解决方案
0.1-1Gbps体验速率
关
键
数十Tbps/km2流量密度
能
力
指
百万级连接密度
标
低功耗、低成本
站间协同能力不足 回传网络容量压力 信令过载、报头冗余
OPTION3--->OPTION2
OPTION3--->OPTION7 --->OPTION4--->OPTION2
LTE/EPC ‐> Option 5 and Option 7/7a ‐> Option 5 and Option 7/7a and Option2
4-5
目录
4.1 5G网络架构与选项 4.2 网络云化 4.3 超密集组网 4.4 网络切片 4.5 边缘计算 4.6 其他
架构图
Option5
Option6
架构描述 NSA
UE连接到4G E-UTRA，核心 网沿用EPC。即为现有的LTE
网络架构。
UE连接到5G NR，核心网采 用5GC。为5G系统演进的目
标架构。
UE连接到4G E-UTRA， 核心网采用5GC。与选项 7类似，但没有与NR的双连
接。
Option3系
Option4系
动态切换
（2） DPS （Dynamic Point Selection，动态 节点选择） 从单个发射节点在对应的时间时间/频率资源上传输 单个UE的数据，单个UE的数据传输可以由一个发射 结点从一个传输时间间隔动态切换至其他发射节点。
（3）CS/CB（Coordinated Scheduling/Coordinated Beamforming，协作调度/协作波束赋形） 单个UE的数据仅在一个发射节点上并且始终保持在该发射节 点传输，协作小区在调度上或波束上进行干扰规避。
ABS子桢 非ABS子桢
微基站
无线桢(10ms)
eICIC通过配置ABS （Almost Blank Subframe，几乎空白子帧）来避免对被干扰小区的PDCCH， PDSCH的干扰，提高被干扰小区用户的SINR。
LTE R10版本中，为避免传统小区检测方法引起的LPN覆盖范围较小，使用效率偏低的问题，引入了
➢ 5G建设中后期，根据uRLLC，mMTC业务需求情况，逐步向CU/DU/AAU三层分离架构演进。
4-9
4.2 网络云化
CU云化（Cloud RAN）
EPC/5GC S1/NG
5G建设后期根据业务需求情况 进行虚拟化平台建设，然后再
软硬件解耦，可部署 在通用硬件平台上
Cloud RAN
eNB-CU RRC PDCP
以NR提供宏覆盖为前提，在5G网络部署初期 NR存在覆盖受限问题，因此短期内不会考虑； 在NR可以实现宏覆盖的情况下，LTE作为SeNB
的意义有限。1-4
LTE需升级为eLTE以支持5GC 的相关功能
4-4
4.1 5G网络架构与选项
欧美运营商演进的考虑
Docomo
AT&T
Telecom Italia
CU/DU分离
3GPP 确定了 CU-DU 划分方案，即 PDCP 层及以上的无线协议功能由CU实现， PDCP以下的无线 协议功能由DU实现。
F1
eCPRI
5G
（中传）
（前传）
CU
DU
AAU
EPC/5GC
4G
RRC
PDCP
RLC
MAC
HighPHY
LowPHY
RF
BBU
RRU
CPRI
（前传）
4-8
干扰管理与抑制
接入与回传 联合设计
小区虚拟化
➢ 干扰问题：超密集组网带来严重的基站间干扰，需要干扰管理与抑制技术解决基站间实时信息交互 ，高速的干扰协调的问题。
➢ 回传问题：由于站址原因很难全部采用理想回传，补充无线回传等非理想回传技术，需要接入与回 传联合设计技术解决管理和优化不同的回传方式组网的问题。
CU/DU分离的优点
➢ CU/DU分离架构有助于5G 网络根据业务需求进行网络 结构的灵活演进。
➢ CU集中虚拟化可充分利用 通用的硬件平台，方便网络 扩缩容和在线迁移等。
➢ 与网络切片技术结合，有利 于支持灵活的资源协调和配 置，例如：CU/DU分离适 用于mMTC小数据包业务。
4-7
4.2 网络云化
2个子项，Option8/8a
4-2
4.1 5G网络架构与选项
SA（独立组网 ）
Option1+2
Option2+5
架构图
4G无线升级
需要。仅需支持邻区配置等。
需要。升级较大，支持eLTE
4G EPC升级
需要，支持与5GC的互操作
不需要
业务连续性
切换时延大；初期切换频繁；VoLTE可能有 影响
切换时延比Option1+2好；初期切换频繁
，从而达到提高微基站的使用效率的目的。
4-17
4.3 超密集组网
网络侧干扰管理--时域干扰协调
（2）FeICIC （Further enhanced Inter-cell Interference Coodination，进一步增强小区间干扰 协调技术）
LTE R10版本中，增加了FeICIC技术，为解决eICIC技术中未能解决的CRS的干扰和弱小区信号检 测问题，主要包括：
4G下的业务能 力
仅支持MBB业务
支持各种5G业务； 4G接入下性能有缺陷。
网络速率
5G速率
5G速率
无线异厂家互 通能力
无需求
支持
对终端要求
要求低
要求低
对4G的传输新 要求
无
低。需要支持Xn控制面互通
4-3
4.1 5G网络架构与选项
NSA（非独立组网）
Option3系
Option4系
Option7系
➢ ITU在5G白皮书中同时定义了 5G系统的峰值速率、用户体验速率、频谱效率、移动性、时延 、连接密度、网络能量效率、流量密度八方面关键能力。其中5G系统需同时满足Tbps/km2 的流量密度和百万/km2连接密度的要求，需要提升系统容量。
➢ 为了提升系统容量，通过减少小区半径、密集部署传输节点，提高同样覆盖范围的小区数， 达到提高信道带宽，满足5G系统流量密度及连接密度目标的关键手段。
➢ 移动性问题：超密集组网带来的频繁切换问题，需要以用户为中心的小区虚拟化技术解决信令开销 大、系统效率低的问题。
4-14
4.3 超密集组网
网络侧干扰管理--空域干扰协调CoMP
➢ 协作多点传输（CoMP） 下行链路协调传输和上行链路协调接收，即下行由多个传输点在相同的时频资源上协作为同一个用户 发送数据，或者上行由多个传输点在相同的时频资源上协作接收同一个用户的数据。 ➢ 3种CoMP场景
4-6
4.2 网络云化
CU/DU分离
基带非实时处理位于集中单元节点（Central•Unit，CU），而基带实时处理位于分布单元节点 （Distributed•Unit，DU）。
CU的实时性要求较低，可采用虚拟化技术，采用通用处理平台。 DU需要较高的实时性，与传统BBU类似，将采用专用硬件平台，支持高密度数学运算能力。
第四章 网络架构与组网
内部资料 注意保密
中国通信建设集团设计院有限公司 2018年10月
目录
4.1 5G网络架构与选项 4.2 网络云化 4.3 超密集组网 4.4 网络切片 4.5 边缘计算 4.6 其他
4-1
4.1 5G网络架构与选项
多网络融合候选网络（8系，14种）
SA
Option1
Option2
CPRI
eCPRI
RF RRU
PHY-L RF
AAU
PHY-L RF
AAU
4-10
目录
4.1 5G网络架构与选项 4.2 网络云化 4.3 超密集组网 4.4 网络切片 4.5 边缘计算 4.6 其他
4-11
4.3 超密集组网
5G系统对超密集组网的技术需求
香农公式
通过超密集组网 技术，提高小区数
4G+5G双连接增益
困难
要求高，支持4G/5G双连接
对4G的传输新 要求
3,3x，高。需需支持Xn互通。 3a，低。需要支Leabharlann BaiduXn控制面互 通
4，高。需支持Xn互通。 4a，低。需要支持Xn控制面互通
优点
无能需够部将署NR5最GC快，速标引准入化现完网成最早，同时引入5GC和NR，可以提供5G全业务支持
场景1
场景2
场景3
4-15
4.3 超密集组网
网络侧干扰管理--空域干扰协调CoMP
（1） JT （Joint Transmission，联合传输）
从多个发射节点通过相同的时间/频率资源上传输单 个UE的数据，传输节点到单个UE的数据传输可以是相 干的或非相干的，可以改善接收信号质量和/或主动地 消除对于其他UE的干扰。
UE同时连接到5G NR和4G EUTRA，控制面锚定于5G NR ，核心网沿用EPC。没有在
3GPP中优选。
Option子项 3个子项，Option3/3a/3x
2个子项，Option4/4a
3个子项，Option7/7a/7x
候选架构间的区别：
①核心网选择：EPC或5GC； ②数据面分流路径；
③接入网控制面锚点的选择：E-UTRA或5G NR。
gNB-CU RRC PDCP
VNF功能的网元
MEC
UPF
进行Cloud RAN的统一部署， 实现CU的集中化和云化。
遵从NFV架构，具备 资源池化，可伸缩，
云化的特征
eNB-DU RLC MAC PHY
gNB-DU RLC MAC
PHY_H
F1
gNB-DU RLC MAC
PHY_H
专用硬件平台
后期LTE BBU可以通 过软件升级升级为 eNB-DU
4.2 网络云化
满足多种应用场景
广域及室内覆盖
CU/DU灵活的架构，匹配各种组网场景的需求
站址困难的微覆盖 Small Cell覆盖
D-RAN场景： CU+DU合设
C-RAN场景： CU云化，DU集中
仅CU云化场景： DU+AAU集中部署
小基站场景： CU+DU+AAU集中部署
➢ 5G建网初期采用 CU/DU合设部署方案 ，可节省网元，减 少规划与运维复杂度，降低部署成本， 减时延 （无需中传 ）， 缩短建设周期。