中国电信5G多连接网络架构ppt课件.pptx

让客户尽情享受信息生活 5G多连接网络架构及标准化进展 内容 5G多网络融合需求 1 LTE中的多网络融合技术 2 5G多网络融合研究和标准化进展 3 内容 5G多网络融合需求 1 LTE中的多网络融合技术 2 5G多网络融合研究和标准化进展 3 5G业务和运营需求 1 2 5G下多网络共存日趋突出 5G下更高的业务和运营需求 EPC 5GCore LTE 5GNR WLAN 传统不同网络间无法灵活调度 带来资源浪费 传统不同网络间互操作复杂 时延较大 传统不同网络需独立维护 部署和运营成本高 更多样化的业务和场景需求 更高的用户体验速率和覆盖需求 更低的业务中断时延和能耗需求 5G业务和运营需求 2 2 用 高用户体验速率 无缝的网络覆盖 多接入技术融合 充分激活现有网络资源 提升现有网络利用率 户体验 需求 低业务中断时延 面向未来网络演进 实现5G网络的快速部署 低功耗 低资费 多网络间流量与覆盖互补 显著提升用户体验 多种无线制式 频谱利用和 统一运营商多RAT共存 包括LTE WLAN 5G 网络运 覆盖范围的复杂现状 营 需 简化终端在网络间的切换与互操作流程 降低资费与运营成本 全面提升运营水平 做世界级综合信息服务提供商 现有多RAT控制面位于核心网 网络协同能力有限 求 5 5G核心接入技术 1 2 核心网 FDDMassiveMIMO 有线回传链路无线回传链路接入链路 混合分层回传 多网络融合 6G以下6G 100G 频带 分布式 MassiveMIMO 下行频带 上行频带 高频 密集组网 灵活频带 6 5G核心接入技术 2 2 业界5G重点研究方向 Rel 14 5G标准重点关注方向3GPP已有立项Rel 12Rel 13 白皮书中将其作为5G接入 接口技术研究重点 双链接 LWA LWI增强 宏微之间C U分离LWI LTE WLAN在RAN侧的协作 LTE WLAN在RAN侧的聚合LWIP 基于IP隧道的数据分流 eLWA LWA增强 如支持上行 移动性增强等 示例 认为不同网络间的协作与聚合是5G网络架构的基础认为 统一的多无线接入技术融合 为5G网络架构重点关键技术之一 3GPP5G工作TR38 913 TheRANarchitectureshallsupporttightinterworkingbetweenthenewRATandLTE 内容 5G多网络融合需求 1 LTE中的多网络融合技术 2 5G多网络融合研究和标准化进展 3 LTE中的多网络融合技术 CarrierAggregationCarriersConnection LTE WLANaggregationRATsEnhancement eNodeBs DualConnectivity Rel 12DualConnectivity Control Userplane plane AUEisconnectedtooneMeNBandoneSeNB Userplane Non idealbackhaul MeNBandSeNBconnectedviaanon idealbackhaulovertheX2interface Self schedulingbetween F1 MeNB SeNB 5CCatmost MCG MasterCellGroup agroupofservingcellsassociatedwiththeMeNB comprisingofthePCellandoptionallyoneormoreSCells SCG SecondaryCellGroup agroupofservingcellsassociatedwiththeSeNB comprisingofPSCellandoptionallyoneormoreSCells PSCell PrimaryScell SpecialScell AtleastonecellinSCGhasaconfiguredULCCandoneofthem namedPSCell isconfiguredwithPUCCHresources Rel 12DualConnectivity ControlPlane TheS1 MMEisterminatedinMeNB andtheMeNBandtheSeNBareinterconnectedviaX2 C MME MeNBtakechargeoftheRRCstateofUE andtransmitRRCsignallingtoUE RRCcontainers MeNB SeNB TheMeNBandtheSeNBexchangeinformationaboutUEconfigurationbymeansofRRCcontainers inter nodemessages carriedinX2messages RRCsignalling Rel 12DualConnectivity ControlPlane Mobility SeNBaddition MeNBinitiated SeNBrelease MeNBorSeNBinitiatedSeNBchange MeNBorSeNBinitiated MeNB to M eNBhandover SeNBisreleased Withoutinter MeNBhandoverinvolved EVENTA3 A5canbereusedandenhanced Rel 12DualConnectivity UserPlane 3C 1A 1A S1 UthatterminatesinSeNB independentPDCPs nobearersplit 3C S1 UthatterminatesinMeNB bearersplitinMeNB independentRLCsforsplitbearers Rel 12DualConnectivity UserPlane SCGbearer 1A S1 UcanterminateintheSeNB Splitbearer 3C theS1 UonlyterminatesintheMeNBandtheuserplanedataistransferredfromMeNBtoSeNBusingtheX2 U SplitbearerisassignedbyMeNBthesameDRBIDonMeNBandSeNB MCGbearer SCGbearer Splitbearer DualConnectivitymobilityperformance EventsperUEperhour2000PPHO1500PMHO EventsperUEperhour2000SCellChange1500SCellRemoval MPHOMMHO1000500 SCellAddPCellHO1000500 03kmph30kmph60kmph3kmph30kmph60kmph2Picos2Picos2Picos10Picos10Picos10Picos 03kmph30kmph60kmph3kmph30kmph60kmph2Picos2Picos2Picos10Picos10Picos10Picos MobilityEventsforinter frequencyhandover EventsforDC 0 20 180 160 14 macro2picopico2macro 54 543 5 macro2picopico2macro 0 120 10 080 060 040 020 macro2macropico2picoscelladdscellremovepcellhandoverscellchange 32 521 510 50 macro2macropico2picoscelladdscellremovepcellhandoverscellchange MobilityEvents Mobilityfailurerate Rel 13LTE WLANAggregation MME S GW S1 S1 WT eNB Xw Xw Xw WLANAP eNB WT Xw WLANAP BothLTE WLANcolocatedandun colocatedscenariosaresupportedWLANTermination logicalnodethatterminatestheXwinterface WTcanbeWLANAPorWLANACXwinterfaceissimilartoX2interfaceinDC Rel 13LWA UserPlanearchitecture PDCP PDCP S1 Xn RLC MAC RLC MAC RLC MAC MeNB SeNB Architecture2C Architecture3C S1 SwitchedBearer SplitBearer MCGBearer PDCP PDCP Xw PDCP RLC WT RLC MAC DRBIDAddition DRBIDAddition eNB LWA演示 1 2 中国电信技术创新中心联合台湾的MTK与ITRI 于2015年9月在国内首次演示了LWAdemo 结果显示该项技术能够显著提升UE传输速率与网络利用率 WIFIAP 模拟LTE核 核心网产生数据速率为200Mbps 心网LTEeNB LTEUE 只开启LTE 系统最高传输速率可以达到 100Mbps 做世界级综合信息服务提供商 LWA开启后 系统最高传输速率可以达到 200Mbps LWA演示 2 2 19 内容 5G多网络融合需求 1 LTE中的多网络融合技术 2 5G多网络融合研究和标准化进展 3 候选网络架构 1 2 EPC NGC LTE NGC EPC 5G多接入融合网络架构 多网络融合与核心网 eLTE NR LTE NR Option7 Option3 NGC NGC 之间的关系 核心网EPC或者NGC 接入网控制面锚点的选择 NR或者LTE 数据面分流路径 NR EPC NR WLAN融合 WLAN NR Option4 eLTE NR Option8 LTE NR 不支持NR与EPC之间存在控制面直连 候选网络架构 2 2 EPC LTE EPC LTE NGCNGCNGCNGCNGC EPCEPCEPC EPC LTE LTENROption3 LTENROption3a eLTENROption7a eLTENROption7 现有4G网络 NR非独立部署 NSA LTE作为控制面的锚点 eLTENROption7x LTENReLTEOption3xOption5 Option1 NR NGC NR NGC NGC EPC NR EPC EPC Option2 eLTENROption4 eLTENROption4a Option6 LTENROption8a LTENROption8 NR独立部署 SA NR具备完整的控制面功能 不支持NR与EPC之间存在控制面直连 Option3 EPC EPC EPC NAS RRC RRC LTENROption3 LTENROption3a LTENROption3x PDCP RLC MAC PHY RLC MAC PHY PDCP CP架构 仅LTE存在与EPC的控制面连接 LTE负责主要的控制面功能 NR能够发送部分控制信令 LTE NR UP架构 PDCP RLC RLC PDCP PDCP RLC RLC PDCP PDCP RLC RLC PDCP MAC PHY LTE MACPHYNR MAC PHY MAC PHY MAC PHY MAC PHY LTENR 同一承载可在LTE和NR上同时传输 LTE需要更强的处理转发能力 LTE与NR之间回传需支持NR的传输 LTENR 同一承载仅可在LTE或者NR上传输 EPC需要升级与NR相连 LTE与NR之间的回传无容量要求 同一承载可在LTE和NR上同时传输 EPC需要升级与NR相连 LTE与NR之间的回传需要支持LTE的 速率 传输速率 Option5 Option7 NGCNGCNGCNGC NAS eLTENROption7a eLTE Option5 eLTENROption7x CP架构 仅LTE存在与NGC的控制面面连接 LTE负责主要的控制面功能 NR能够发送部分控制信令 eLTENROption7UP架构 RRCPDCPRLCMACPHYeLTE RRCPDCPRLCMACPHYNR PDCP RLC PDCP PDCP RLC RLC PDCP SDAP SDAP PDCP RLC SDAP SDAP PDCP RLC RLC PDCP SDAP SDAP MAC RLCMAC PHYeLTE PHYNR MACPHYeLTE MACPHYNR MAC PHYeLTE MAC MAC PHYeLTE PHYNR 传输 LTE需要升级成eLTE 同一承载可在eLTE和NR上同时 同一承载仅可在eLTE或者NR上 传输 LTE需要升级成eLTE eLTE与NR之间回传需支持NR的 eLTE与NR之间回传无容量要求传输速率 同一承载可在LTE和NR上同时传输 LTE需要升级成eLTE eLTE与NR之间的回传需要支持eLTE的传输速率 承载只在eLTE传输 LTE需要升级成eLTE Option2 Option4 NGC NGC NGC NAS RRC RRC NR Option2 Option4 eLTENR Option4a eLTENR PDCP RLC MAC PHY RLC MAC PHY PDCP CP架构 仅NR存在与NGC的控制面连接 NR负责主要的控制面功能 eLTE能够发送部分控制信令 eLTE NR UP架构 SDAP PDCP RLC SDAP PDCP RLC PDCP PDCP RLC RLC PDCP SDAP SDAP MAC PHYNR RLCMAC PHYeLTE MAC PHYNR MACPHYeLTE MACPHYNR 承载只在NR传输 同一承载可在NR和eLTE上同时传输 LTE需要升级成eLTE eLTE与NR之间回传需支持eLTE的传输速率 同一承载仅可在eLTE或者NR上传输 LTE需要升级成eLTE eLTE与NR之间回传无容量要求 标准时间节点 Option3系列 支持eMBB 标准于2017年12月冻结 对应ASN 1于2018年3月冻结Oppttiioonn22 4 7系列标准于2001188年6月冻结 对应ASSNN 1于2001188年9月冻结 多网络融合方案对比分析 Option3系列 Option7系列 Option4系列 架构图 EPC NGC NGC eLTENR 优缺点分析 同时引入NGC和NR 可以提供5G全业务支持 以NR提供宏覆盖为前提 LTENR 无需部署NGC 标准完成最早 能够将NR最快速引入现网 对5G业务的支持有限 无法支持uRLLC业务 对LTE或EPC带来较大的升级 eLTENR 同时引入NGC和NR LTE需要升级为eLTE 以支持NGC的相关功能 uRLLC业务支持情况FFS 而5G初期NR存在覆盖受限问题 因此短期内不会考虑 在NR可实现宏覆盖情况下 LTE作为SeNB的意义 有限 多网络融合方案对比分析 Option7Option7a Option7x NGC NGCNGC 架构图 eLTE NR eLTE NR eLTE NR 额外的LTE处需要理能力 不需要 不需要 LTE与NR之间的回传要求 回传接口时延不超过5 30ms 容量需要满足NR的速率 回传容量上没有要求 回传接口时延不超过5 30ms 容量需要满足LTE的速率 同一承载可以分流到两个接入网 同一承载无法利用两个网络的资源 同一承载可以分流到两个接入网 同时利用NR和LTE的无线资源 Option7对现网的影响最大 Option7a Option7x对现网的影响相当 Option7x的性能略优于Option7a 全球运营商对于4G 5G网络演进的观点 全球多家运营商 日韩 欧美 中国 对于加速NSAOption3系列的标准进程持支持态度 多数运营商 特别是对5G商用时间比较在意的 愿意采用Option3作为初期部署 其次最受欢迎的是Option7 Docomo LTE NR NR EPCEPCEPC LTE eLTE NGC Step1 MigrationscenariotowardsNR option3 3a Step2 MigrationscenariotowardsNextGenCore EPC EPC NGC EPC NGC EPC AT T EPC NGC NGC LTE NR NR LTE eLTE eLTENR LTE PEC Option3 3a 3x Option7 7aincludingOption3 3a 3x Option4 4aand or2includingOption3 3a 3x Option7 7a TelecomItalia LTE NR LTE NR LTE LTE EPC Option5and Option7 Option5andOption7andOption2 ChinaUnicom EPC NR EPC LTE NR NGC eLTE LTE LTE EPC Option5andOption7 7a Option5andOption7 7aandOption2 全球运营商对于4G 5G网络演进的观点 CMCC Option5 电信5G时间节点以及网络演进需要考虑的原则 2019 2020 2025 2018 标准 5GPhase1 5GPhase2 电信 建成若干规模预商用网 实现5G商用 CTNet2025网络架构重构 2016年7月11日 中 国电信CTNet2025网络架构白皮书 2017年2月22日 中国电信 集团公司媒体恳谈会 网络演进需要考虑的原则 LTE网络将长期存在 并在mMTC NB IoT 等业务的支持中起主要作用 5G不是一蹴而就的 然而过多的演进阶段又不利于具体实施部署 并导致过多的终端类型 网络演进方案对现网的影响不宜过大 网络演进方案需要较强的后续产业支持力度 LTE NR融合组网最新问题 终端自干扰 自干扰主要源自手机内部的有源射频器件 譬如PA 的非线性特性 当单频率信号f1输入时 输出含有f1的各次谐波 2 f1 3 f1 当双 多频率信号 f1 f2 输入时 输出含有 f1 f2 2 f1 f2 f1 2 f2 2 f1 2 f2 3 f1 f2 f1 3 f2 各类谐波组合的互调 IMD 信号 当终端内发射 接收信号存在1倍以上的频差关系时 就可能产生自干扰 由于NR的sub 6G频段与多数LTEFDD频段存在1倍以上频差关系 所以当手机内部同时存在NR与LTE连接时 自干扰就可能会发生 上行 上行 上行 下 上行 下 上行 下 上行 下 LTE频带 NRsub 6G 下行 下行 LTE频带 行 行 LTE频带 行 行 NRsub 6G NRsub 6G Harmonic intermodulation Harmonicmixing NR LTE时可能有问题的频谱组合列表 NR 1CC LTE 1CC 组合需求列表 R4 1702504 根据RAN批准的spectrumguidance 上述DC列表中红色表明存在潜在的自干扰问题 自干扰问题的解决方案 频谱分配 由于产生问题的频段多是主力LTE频段 可能通过频段定义避免干扰 终端射频实现抑制自干扰 研究可行的终端射频设计抑制自干扰 RAN4之前研究过类似的问题 但是定义比较大的射频参数回退 MSD 对于终端厂商并无实际意义 基于调度的解决方案 NR LTE存在紧耦合接口intermodulation 在NR LTE双连接场景下 为了避免互调干扰时 终端可以不同时发送NR和LTE上行信号 RAN189 harmonic mixing 3GPPRAN1 17 AH 2 上已经提出这个问题 RAN1同意研究解决方案 NR LTE各自独立组网 小结 LTE NR多网络融合方案及后续演进路线的选择对于中国电信5G的建设和运营至关重要 2017集团重点研究 子 课题之一 需要结合标准和产业研究进展 结合网络现状 对5G多接入网融合候选架构进行综合分析和比较 包括对现网的影响 标准和产业成熟度 覆盖要求 业务支持等层面等 谢谢 Rel 12DualConnectivity UserPlane BearerSplitRLCUMbearersinsplitmodeisnotsupportforbearersplit ULbearersplitissupportedinRel 13 ForRel 12DC theMeNBconfiguresvia RRCoverwhichlinktheUEtransmitsULPDCPdata noreorderingforhandover PDCPreorderingDuetothemulti streamdeliveryofDLPDCPPDUsfrommultipleeNBs MeNBand orSeNBs PDCPPDUsmayarriveatUEPDCPentityoutoforderevenwithouttheoccurrenceofhandover X2 basedFlowcontrol Tominimizingoravoidingbufferoverflowing theMeNBprovidesthesplitratiowithgranularity1 totheSeNBforthemaximumnumberofDL SCH UL SCHTBbitsreceivedwithinaTTI Rel 12DualConnectivity UserPlane PDCPreordering TheunderlyingassumptionforconventionalapproachisthatanyPDCPSDUwillbeeventuallyreceived HoweversuchassumptionisnotvalidsincePDCPSDUsmightbediscardedateNBduetoflowcontrol andpacketmightbelostinXninterface althoughtheprobabilityisverylow GapsinPDCPSNmaystallthereorderingprocedureiftimerisnotused Reorderingscheme withat Reorderingtimer isusedforPDCPlayerreorderinginbearsplitmode Rel 12DualConnectivity UserPlane Flowcontrol TheflowcontrolinformationisprovidedonlybytheSeNBtotheMeNBfortheMeNBtocontrolthedownlinkuserdataflowtotheSeNB WhentheSeNBdecidestotriggertheFeedbackforDownlinkDataDeliveryprocedureitshallreport thehighestPDCPPDUsequencenumbersuccessfullydeliveredinsequencetotheUEamongthosePDCPPDUsreceivedfromtheMeNB thedesiredbuffersizeinbytesfortheconcernedE RAB theminimumdesiredbuffersizeinbytesfortheUE theX2 Upacketsthatweredeclaredasbeing lost bytheSeNBandhavenotyetbeenreportedtotheMeNBwithintheDLDATADELIVERYSTATUSframe Rel 12DualConnectivity UserPlane UEReportingPDCPStatusContinuousPDCPstatusreportingfromtheUEtotheMeNBisnotsupportted OnlyusedforthescenarioofinaccurateorincompleteSeNBreportingofdeliveredPDCPSNtotheMeNB UEtriggersPDCPstatusreportforsplitbeareratSCGRLCrelease re establishmentifnetworkconfiguresUEtosendPDCPstatusreport UEtriggersPDCPstatusreportatreconfigurationfromMCGbearertoSCGbearerifnetworkconfiguresUEtosendPDCPstatusreport Rel 12DualConnectivity X2interface Bits NumberofOctets 7 4 3 2 1 0 65PDUType 0 spare 1 X2 USequenceNumber 2 Spareextension 0 4 Bits NumberofOctets 7 4 3 2 1 0 65PDUType 1 Spare FinalFrameInd LostPacketReport 1 HighestsuccessfullydeliveredPDCPSequenceNumber 2 DesiredbuffersizefortheE RAB 4 MinimumdesiredbuffersizefortheUE 4 NumberoflostX2 USequenceNumberrangesreported 1 StartoflostX2 USequenceNumberrange 4 NumberofreportedlostX2 uSNranges EndoflostX2 USequenceNumberrange Spareextension 0 4 Rel 13LWA UserPlane LWAPDCPpacketidentification LCC SNAPheaderinIEEE802 11payloadUseanewEtherTypeonWLANtodistinguishPDCPPDUs Re