《5G无线网络规划与优化》 课件 第3、4章 5G网络基本业务流程、5G行业应用

3.1开机入网流程 3.2NR移动性管理流程第3章5G网络基本业务流程3.1.1随机接入过程3.1.2RRC连接建立3.1.3注册流程

3.1开机入网流程开机入网流程（1）PLMN搜索。（2）频点扫描。（3）小区搜索（下行同步）。（4）读取系统信息（多种接入参数）。（5）小区驻留。（6）注册过程。

开机入网流程

随机接入是UE开始和网络通信之前的接入过程，由UE向系统请求接入，收到系统的响应并分配信道的过程。随机接入的目的是与网络建立上行同步关系以及请求网络分配给UE专用资源，进行正常的业务传输。3.1.1随机接入过程

NR随机接入过程分为：基于竞争的随机接入；

---preamble（前导）码由UE选择，接入的结果具有随机性，并不能保证100%成功。基于非竞争的随机接入；---gNodeB为UE分配专用的Preamble码进行接入。基于竞争的随机接入流程

基于竞争的随机接入具体流程包含4个步骤：（1）UE发送随机接入前导——MSG1：消息中携带了Preamble码。（2）gNodeB发送随机接入响应——MSG2：gNodeB侧接收到MSG1后，返回随机接入响应，该消息中携带了TA调整和上行授权指令以及TC-RNTI（TemporaryCellRNTI临时小区RNTI）号。（3）UE进行上行调度传输——MSG3：UE收到MSG2后，判断是否是属于自己的随机接入消息（利用PreambleID核对）。并发送MSG3消息，携带UEID。（4）gNodeB进行竞争决议——MSG4：UE正确接收MSG4，完成竞争决议。

基于非竞争的随机接入流程基于非竞争的随机接入流程：（1）gNodeB根据业务需求，给UE分配一个特定的Preamble码。（2）UE接收到信令指示后，在特定的时频资源发送指定的Preamble码。（3）gNodeB收到随机接入Preamble码后，发送随机接入相应。之后，进行后续的信令交互和数据传输。3.1.2RRC连接建立

完成随机接入流程后进入空口RRC建立阶段，UE在RRC空闲状态下收到高层请求建立信令连接的消息后，发起RRC连接建立流程。具体流程：UE通过信令承载SRB0向gNodeB发送RRC连接请求消息；如果RRC连接请求消息的冲突解决成功，UE将从gNodeB收到RRC连接建立消息；UE根据RRC连接建立消息进行资源配置，并进入RRC连接状态，配置成功后向gNodeB反馈RRC建立完成消息。RRC连接建立流程UE建立RRC连接后需要通过注册流程获得网络的授权，完成开机入网过程，后续才能够使用网络提供的各种服务。5G网络的注册类型分为以下类型。3.1.3注册流程(1)初始注册。UE开机入网或从其他网络进入5G网络就会触发初始注册流程。(2)移动更新注册。UE一旦移动到新的TA(跟踪区)小区，这个新TA已经不属于UE的注册区域了，那么就要触发移动性更新注册。(3)周期性注册。周期性注册定时器超时，就会触发周期性注册，这种注册类似于心跳机制，目的是让网络知道UE在服务区处于开机状态。身份验证流程注册流程分为身份验证和NAS层注册两个阶段；NAS层将对用户的合法性和安全性进行验证，并生成后续需要使用的安全密钥；完成身份验证后，，UE将会触发NAS层注册信令流程，在网络侧建立UE上下文。NAS层注册流程3.2.1NR移动性管理流程分类 3.2.2NSA组网移动性管理流程3.2.3SA组网空闲态移动性管理流程3.2.4SA组网连接态移动性管理流程

3.2

NR移动性管理流程3.2.1NR移动性管理流程分类通过合理的功率分配，可以实现一定的小区覆盖。但是用户在移动过程中，超出小区的合理覆盖范围时，就需要考虑切换覆盖。移动性管理是移动网络下的一项基本功能，主要用于保证手机能够在移动的情况下享受无中断的业务服务。5G的移动性管理根据网络架构的不同可以分为以下2种（1）NSA场景移动性管理此场景主要为主辅小区

（PrimarySecondaryCell，PSCell）变更。根据目标小区与源小区是否同站，分为站内PSCell变更和站间PSCell变更。（2）SA场景移动性管理根据UE的状态可以分为连接态的移动性管理、Inactive态和空闲态的移动性管理。对于连接态移动性管理，根据执行的流程可以分为切换和重定向；对于Inactive态和空闲态的移动性管理，称为小区重选。NR移动性管理根据网络架构有如下类型：NSA场景移动性PSCell变更站内站间SA场景移动性连接态移动性切换重定向空闲态移动性小区重选NR移动性管理分类NSA场景移动性管理涉及的相关概念如下。（1）PCell：PrimaryServingCell，主站下的主小区。（2）PSCell：PrimarySecondaryCell，主辅小区。

（3）EN-DC：E-UTRA-NRDualConnectivity，LTE与NR双连接。3.2.2NSA组网移动性管理流程PSCell变更类型NSA组网时双连接场景下的NR同频小区间移动性管理，即PSCell小区的变更主要包括以下两种情况。（1）PSCell的站内变更是指PSCell变更为SgNB站内的其他小区，即SgNBModification（辅站修改）流程。（2）PSCell的站间变更是指PSCell变更为其他SgNB的小区，即SgNBChange（辅站变更）流程。PSCell站内和站间变更流程涉及的环节一致，如右图所示。PSCell站内变更信令流程PSCell站间变更信令流程3.2.3SA组网空闲态移动性管理流程对处于空闲态UE的管理包括：小区搜索PLMN选择小区选择小区重选1.小区搜索UE小区搜索关键过程：半帧同步，获取PCI组内ID帧同步，获取PCI组编号获取完整PCI获取小区信号质量获取小区其它信息PLMN选择开始UE选择上次注册的PLMN，是否成功？自动或手动选择PLMN在选择的PLMN上注册，是否成功？结束是否否是PLMN可以唯一标识一个通信运营商，由MCC(移动国家代码)和MNC(移动网络代码)组成。小区选择当UE从连接态转移到空闲态时，需要进行小区选择，选择一个SuitableCell驻留。UE进行小区选择的过程如下：1.根据在RRCConnectionRelease信息中分配的频点信息选择SuitableCell驻留。2.若选不到SuitableCell，则尝试选择在连接态时所在的最后一个小区，作为SuitableCell驻留。3.若仍选不到SuitableCell，则尝试采用StoredInformationCellSelection方式选择小区，寻找SuitableCell驻留。4.若仍选不到SuitableCell，则启用InitialCellSelection方式选择小区，寻找SuitableCell驻留。5.若InitialCellSelection方式也选不到SuitableCell，UE将进入AnyCellSelectionState。小区选择规则（又称S规则）Srxlev>0且Squal>0Srxlev=Qrxlevemeas–(Qrxlevmin+Qrxlevminoffset)–Pcompensation-QoffsettempSqual=Qqualmeas–(Qqualmin+Qqualminoffset)-QoffsettempQrxlevemeasQrxlevemeasQrxlevemeas参数名称参数的含义Srxlev小区选择接收电平值(dB)

Qrxlevmeas测量小区接收电平值(RSRP)Qrxlevmin小区要求的最小接收电平值(dBm)Qrxlevminoffset相对于Qrxlevmin的偏移量，防止“乒乓”选择Pcompensation补偿值，max(Pemax–Pumax,0)(dB)PemaxUE上行发射时，可以采用的最大发射功率(dBm)PumaxUE能发射的最大输出功率(dBm)[TS38.101]Qoffsettemp接入临时偏移，由gNodeB设置Squal小区选择接收信号质量值(dB)Qqualmeas测量小区接收信号质量值(RSRQ).Qqualmin小区要求的最小接收信号质量值(dB)Qqualminoffset相对于Qqualmin的偏移量，防止“乒乓”选择小区重选当UE正常驻留在一个小区后，会测量驻留小区和邻区的信号质量，根据小区重选规则选择一个更好的小区进行驻留。当前版本仅支持同频小区重选。小区重选过程：1.启动同频测量；2.根据小区质量和重选规则进行小区重选。同频/异频频点优先级(邻区相对服务小区)重选邻区启测影响重选判决影响同频同满足Srxlev>SintrasearchP和Squal>SintrasearchQ,可不测量；否则启动对邻区测量UE在服务小区驻留超过1s;满足S准则；在Treselection时间内，满足R准则R_n>R_s;异频同满足Srxlev>SnonintraSearhP和Squal>SnonintrasearchQ,可不测量；否则启动对邻区测量低服务小区电平或质量小于某门限，目标小区电平或质量大于某门限高始终需要测量只需要邻区满足质量或电平条件不同优先级邻区的小区重选区别

相邻小区优先级不同会影响对邻区的启动测量和重选判决条件。1.选择highestrankedcell在满足小区选择规则（即S规则）的同频邻区中，选择信号质量等级Rn最高的邻区作为highestrankedcell：R_n=Qmeas,n-QoffsetQmeas,n：基于SSB测量出来邻区的接收信号电平值，即邻区的RSRP值。Qoffset：小区重选偏置，Qoffset为SIB3广播的q-OffsetCell，可通过参数NRCellRelation.NCellReselOffset配置。重选触发过程2.选择bestcell在满足小区选择规则（即S规则）的同频邻区中，识别出信号质量满足如下条件的邻区：RSRPhighestrankedcell–RSRPn≤rangeToBestCellRSRPhighestrankedcell

:highestrankedcell的RSRP值。RSRPn：各邻区的RSRP值。rangeToBestCell：固定为3dB，在SIB2消息中指示。在highestrankedcell和满足上述条件的邻区中，选择小区中波束级RSRP值大于门限（当前版本固定为-86dBm），且波束个数最多的小区作为bestcell。3.小区重选判决判断bestcell是否同时满足如下条件。若满足，UE重选到该小区；若不满足，则继续驻留在原小区。UE在当前服务小区驻留超过1s。持续1s的时间内满足小区重选规则（又称R规则）：R_n>R_sR_n=Qmeas,n-QoffsetR_s=Qmeas,s+QhystQhystR_n1sQoffsetQmeas,sQmeas,nR_stimeRSRP/RSRQ3.2.4SA组网连接态移动性管理流程连接态移动性管理通常简称为切换，它是指对于在小区间移动的同步态的RRC连接态的UE，为了保障移动过程中的UE能够持续的接受网络服务，gNodeB对UE的空口状态保持监控，判断是否需要变更服务小区的过程。基于连续覆盖网络，当UE移动到小区覆盖边缘时，服务小区信号质量变差，邻区信号质量变好时，则触发基于覆盖的切换，有效地防止了由于小区的信号质量变差而造成的掉话，如右图所示。基于覆盖的切换示意图切换基本流程（1）触发环节。（2）测量环节。（3）判决环节。（4）切换环节。1.触发环节测量触发的启动因素包括：切换功能的开关是否配置邻频点服务小区的信号质量处理模式选择，根据切换前是否对邻区进行测量：测量模式：对候选目标小区信号质量进行测量，根据测量报告生成目标小区列表的过程。盲模式：不对候选目标小区信号质量进行测量，直接根据相关的优先级参数的配置生成目标小区或目标频点列表的过程。采用此方式时UE在邻区接入失败的风险高，因此一般情况下不采用，仅在必须尽快发起切换时才采用。测量对象报告配置其它配置1.RRC连接重配置2.执行测量（测量对象、报告配置、其它配置）UE根据gNodeB下发的测量配置消息(通过RRC连接重配置消息下发)进行相关测量，并将结果上报给gNodeB。其中测量配置消息主要包含以下信息。2.测量环节测量控制下发（续）①测量对象：包括测量系统、测量频点或测量小区等信息，用于指示UE对哪些小区或频点进行信号质量的测量。②报告配置：包括测量事件和事件上报的触发量等信息，指示UE在满足什么条件下上报测量报告，以及按照什么标准上报测量报告。③其它配置：包括测量GAP（间隔）、测量滤波等。3.判决环节。gNodeB根据UE上报的结果进行判决，决定是否触发切换,本环节主要包含以下3个方面的处理。（1）测量报告的处理。gNodeB按照先进先出方式（先上报先处理）对收到的测量报告进行处理，生成候选小区或候选频点列表。（2）切换策略的确定。切换策略是指gNodeB将UE从当前的服务小区变更到新的服务小区的流程方式。所涉及的基本切换策略定义如下：

切换：当切换作为一种切换策略描述时，切换指的是将业务从原服务小区的PS域变更到目标小区的PS域，保证业务连续性的过程。包括NR系统内的切换和系统间的切换。

重定向：重定向指gNodeB直接释放UE，并指示UE在某个频点选择小区接入的过程。（3）目标小区或目标频点列表的生成根据上报测量报告的邻区信息生成切换的目标小区，如果切换策略是重定向，则需确定好目标频点列表。4.切换环节。gNodeB根据决策结果，控制UE切换到目标小区，完成切换。

当切换策略为切换时，gNodeB将从目标小区或目标频点列表中选择质量最好的小区发起切换请求，具体过程如下：切换准备：源gNodeB向目标gNodeB发起切换请求消息（HandoverRequest或HandoverRequired）。如果目标gNodeB准入成功，目标gNodeB返回响应消息（HandoverRequestAcknowledge或HandoverCommand）给源gNodeB，则源gNodeB认为切换准备成功，执行下一步。如果目标gNodeB准入失败，目标gNodeB返回切换准备失败消息（HandoverPreparationFailure）给源gNodeB，则源gNodeB认为切换准备失败，等待下一次测量报告上报时再发起切换。切换执行：源gNodeB进行切换执行判决。若判决执行切换，源gNodeB下发切换命令给UE，UE执行切换和数据转发。UE切换目标小区成功后，目标gNodeB返回ReleaseResource消息给源gNodeB，源gNodeB释放资源。事件描述规则使用方法A1服务小区高于门限值触发条件：Ms-Hys>Thresh撤消条件：Ms+Hys<ThreshA1用于停止异频/异系统测量A2服务小区低于门限值触发条件：Ms+Hys>Thresh撤消条件：Ms-Hys<ThreshA2用于启动异频/异系统测量A3邻区质量高于服务小区质量触发条件：Mn+Ofn+Ocn-Hys>Mp+Ofp+Ocp+Off撤消条件：Mn+Ofn+Ocn+Hys<Mp+Ofp+Ocp+OffA3用于启动同频/异频切换请求A4邻区高于门限值触发条件：Mn+Ofn+Ocn-Hys>Thresh撤消条件：Mn+Ofn+Ocn+Hys<ThreshA4用于启动异频切换请求A5服务小区低于门限值1，邻区高于门限值2触发条件：Mp+Hys<Thresh1Mn+Ofn+Ocn-Hys>Thresh2撤消条件：Mp-Hys>Thresh1Mn+Ofn+Ocn+Hys<Thresh2A5用于启动异频切换请求A6邻区高出服务小区的偏滞触发条件：Mn+Ocn-Hys>Ms+Ocs+Off撤消条件：Mn+Ocn+Hys<Ms+Ocs+OffA6用于载波聚合中测量上报分为周期性上报和事件型上报两类；其中事件触发上报是协议中为切换测量与判决定义的一个概念，涉及6类5G系统内切换触发事件和2类异系统切换触发事件。事件描述规则使用方法B1异系统邻区高于门限值触发条件：Mn+Ofn+Ocn-Hys>Thresh撤消条件：Mn+Ofn+Ocn+Hys<ThreshB1用于启动异系统切换请求B2服务小区低于门限值1，异系统邻区高于门限值2触发条件：Mp+Hys<Thresh1Mn+Ofn+Ocn-Hys>Thresh2撤消条件：Mp-Hys>Thresh1Mn+Ofn+Ocn+Hys<Thresh2B2用于启动异系统切换请求异系统事件Mn：邻区测量结果，不考虑任何偏移。Ofn：邻区频率的特定频率偏置，由参数QoffsetFreq（频率偏置）决定，此参数在测量控制消息的测量对象中下发。Ocn：邻区的小区偏移量，由参数CIO（CellIndividualOffset，小区独立偏置）决定，每个邻区单独配置，当该值为0时不在测量控制消息中下发，不为0时通过测量控制消息下发。此参数用于控制同频测量事件发生的难易程度，该值越大越容易触发同频测量报告上报。在配置邻区时如果希望切换容易发生，可以设置成正值，否则设置成负值。具体可参考3GPPTS38.331。Ms：服务小区的测量结果，不考虑任何偏移。Ocs：SpCell的特定小区偏置，由参数CellSpecificOffset（小区特定偏置）决定。此参数在测量控制消息中下发。参数说明如下：Mp：SpCell(Specialcell，特殊小区)的测量结果，不考虑任何偏移（其中Spcell为5G引入的新概念，对UE而言是最主要的小区，Spcell=Pcell+PScell）。Ofp：SpCell的特定频率偏置，由参数QoffsetFreq（频率偏置）决定，此参数在测量控制消息的测量对象中下发。Ocp：SpCell的小区偏置。Hys：切换迟滞幅度，在测量控制消息中下发。可以通过调整大小来控制切换的难易程度，该值越小越容易触发测量报告上报。Off：偏置参数，该参数针对事件A3、A6设置，用于调节切换的难易程度，该值与测量值相加用于事件触发和取消的评估。此参数在测量控制消息的测量对象中下发，可取正值或负值，当取正值时，增加事件的难度，延缓切换；当取负值时，降低事件触发的难度，提前进行切换。SA场景下的切换又可以分为站内切换、Xn切换、NG切换。

站内切换过程比较简单，由于源小区与目标小区都在同一个基站内，所以基站在内部进行判决，而且不需要向核心网申请更换数据传输路径，如右图所示，具体流程如下。（1）UE上报邻区测量报告。（2）gNodeB根据测量报告携带的PCI，判断切换的目标小区与服务小区同属一个gNodeB并启动站内切换流程，基站下发切换命令。（3）UE在目标小区发起非竞争的随机接入MSG1，携带专用导言。（4）gNodeB-DU侧回复MSG2RAR消息。（5）UE为gNodeB回复RRCReconfigurationComplete消息，UE接入到目标小区中。站内切换流程Xn接口切换流程NG接口切换流程

4.15G行业应用和发展趋势 4.2车联网解决方案4.3其他行业解决方案 4.45G+新技术融合创新应用 第4章5G行业应用4.15G行业应用和发展趋势

4.15G行业应用和发展趋势5G初期：eMBB大带宽需求：带宽10倍提升5G中期：URLLC/mMTC切片需求：业务隔离与差异化体验保证5G成熟期：垂直行业广泛覆盖端到端切片需求：RAN、承载、5GC一站式切片服务无线：单站容量2Gbps-5Gbps承载网：10GE-50GE-200GE核心网：云化、融合2019年，3GPPR15，eMBB大带宽需求无线：大连接、广覆盖承载网：网络硬切片核心网：分布式架构、C/U分离无线：低时延、高可靠性承载网：低时延方案核心网：切片、MEC2020年以后，3GPPR16/R17/R18，增加URLLC&mMTC业务切片5G分阶段发展5G三种应用场景逐步推进URLLC

第二波应用由于4G的IoT正处于起步上升阶段，基于5G的物联网技术标准会延后4GIoT将是5G探索垂直行业的第一步，做好IoT业务就是做好5G业务AR/VR/高清视频成为终端及外设卖点AR/VR/高清视频/无人机等逐步应用eMBB第一波应用mMTC第三波应用联合行业客户，探索典型业务应用场景；聚合生态合作伙伴，打造5G产业链和生态圈车联网云服务&AI机器人智能制造2K屏成为中高端手机的标配基于手机的AR应用AR指导工程布线360VR直播无人机视频回传高清视频行业应用是5G商业成功的关键创新行业应用差异化的服务构建产业生态个人行业家庭家居控制5G网络切片MEC家庭宽带LiveTV

自动驾驶

智能制造

智能交通

远程医疗

无人机物流

远程教育

室分新商业

智慧电网

VR

社交

VR

视频

无人机巡检

数字生活

车内信息娱乐

VR

游戏

4K视频

VR

直播4.2.1车联网概述 4.2.2车联网业务场景和需求分析4.2.3C-V2X演进及关键技术4.2.4车联网应用案例

4.2车联网解决方案当前交通面临的挑战应急指挥调度交通执法取证复杂实时信息更新慢交通拥堵交通事故交通违章4.2.1车联网概述

智能交通系统安全畅通便捷高效绿色交通诱导信号控制智慧物流智能公交ETC机场港口综合监测指挥中心应急指挥车地通信卫星公众信息服务交通枢纽车载导航自动驾驶铁路事故实现智能交通系统的关键-无线通信实现智能交通系统，需要人、车、路互相连接和配合，而无线通信是实现连接的关键。人：交通的参与者；车：交通的参与者和运输载体；路：道路基础施设，以及交通灯、摄像头、雷达等；网：实现人、车、路的连接和配合。无线通信什么是车联网车联网又称V2X：VehicletoEverything，即车与万物互联，实现车内、车与车、车与人、车与外部环境、车与服务平台的全方位网络连接。车联网的信息交互方式：车与车（V2V）车与人（V2P）车与路（V2I）车与云平台（V2N）V2VV2PV2PV2IV2N车联网发展演进之路车载信息服务车路协同与辅助驾驶智能网联与全自动驾驶汽车信息服务以及娱乐导航人车路云信息交互提升车辆感知能力实现辅助驾驶功能车联网业务极大丰富全自动驾驶功能实现车联网的重要目标–自动驾驶国际汽车工程师协会(SAEInternational)制定的自动驾驶等级划分：等级名称转向&速度控制环境观察激烈驾驶应对应对工况L0人工驾驶驾驶员驾驶员驾驶员-L1辅助人工驾驶驾驶员+系统驾驶员驾驶员部分L2部分自动驾驶系统驾驶员驾驶员部分L3有条件自动驾驶系统系统驾驶员部分L4高级自动驾驶系统系统系统部分L5无人驾驶系统系统系统全部2015199520252020高无自动驾驶辅助驾驶ADAS部分自动驾驶（人工为主）自适应巡航、车道保持特定道路和特定条件下的自动驾驶、自动停车Level0Level1Level2Level320052030全天候、全道路的自动驾驶，即无人驾驶Level4/5车联网提升交通效率，降低时间和能源成本。交通物流绿色驾驶员/乘客提升通行效率和道路利用率

降低油耗和碳排放优化行车路线降低总体成本不同领域的价值车联网通信技术C-V2X（CellularV2X）是基于3GPP全球统一标准的通信技术，包含LTE-V2X和5G-V2X，LTE-V2X支持和5G-V2X共存。DSRC（DedicatedShortRangeCommunication）专用短程通信技术，是以IEEE802.11p为基础来提供短距离无线传输的技术，车车和车路通信为其主要应用方式。无蜂窝网覆盖有蜂窝网覆盖C-V2XDSRCLTE-UuLTE-PC5DSRCC-V2X和DSRC对比：C-V2XDSRC技术标准2017，3GPPLTE-VR14标准发布；2018.6，3GPPLTE-eV2XR15标准发布；2020.6，3GPP5G-V2XR16标准发布；2010，DSRC(802.11p)标准发布；2013，欧洲TSIITS-G5标准发布；标准机构3GPPIEEE(US)&ETSI(EU)频谱5.9GHz频段（5905-5925MHz）5.9GHz频段芯片华为Balong765，高通9150，INTELNXP，Autotalk，Renesas，高通模组大唐、移远等Bosch，Continental，Denso等时延20ms(R14)，1ms(R16)<50ms通信距离450m@140km/h225m@140km/h产业进展2015年起，全球多次测试，多家车企宣布支持；2019-12，美国分配C-V2X频率已有ETC，AVI等应用；C-V2X可以保障人、车、路的有效协同C-V2X优于DSRC(802.11p)，尤其提高了潜在危险意识。LTE-V2Xrange>450mDSRCrange~225m140km/h140km/h0km/hBrakingTime~2.5SecReactionTime~9.2SecReactionTime~3.3SecLTE-V2X相比DSRC有额外8dB的链路预算LTE-V2X和DSRC对比LTE-UuCloud基础设施PC5PC5PC5C-V2X的优势：

C-V2X有明确的技术标准演进路线；C-V2X可以支持V2P业务；C-V2X可以支持更丰富的业务；C-V2X单芯片同时支持PC5短距通信和Uu长距通信；C-V2X网络部署模式更清晰，芯片成本更低。

C-V2X初级阶段场景车辆紧急制动预警交叉路口碰撞预警变道碰撞预警前车碰撞预警特殊车辆避让摩托车视线遮挡危险提醒路边施工提醒交通拥堵提醒危险路段广播

路边单元信息广播危险天气预警限速提醒4.2.2车联网业务场景和需求分析3GPP定义的4种车联网高级阶段应用场景：协作行驶传感器信息共享车辆编队远程驾驶如：协作并线5G使能高阶自动驾驶更高效解决货车司机短缺问题，提升效率；车队编排能降低9%-25%功耗；更安全实时更新动态地图，避免施工路段；视频共享和协同环境感知，避免司机盲点；RTT交互控制在20ms内，响应距离偏差0.6米，是LTE-V2X的10%；高阶自动驾驶对网络的挑战高阶场景最大端到端延迟时间可靠度速率（Mbps）最小通信范围车队编排10-25ms90-99.99%50-6580-350m协作行驶3-100ms90-99.999%10-53,UL:0.25;DL:50360-700m传感器信息共享3-100ms90-99.999%10-100050-1000m远程驾驶5ms99.999%UL:25;DL:1-4.2.3

C-V2X演进及关键技术3GPPC-V2X标准支持面向未来的持续演进LTE-V2X与5G-V2X互为补充1.C-V2X演进时间内容2017年9月国家制造强国建设领导小组召开车联网产业发展专委员会第一次会议，提出发展LTE-V2X。2018年1-4月工信部、公安部、交通运输部关于印发《智能网联汽车道路测试管理规范(试行)》的通知。发改委《智能汽车创新发展战略》(征求意见稿)公开征求意见2018年6月工信部无线电管理局研究起草了《车联网(智能网联汽车)直连通信使用5905-5925MHz频率的管理规定(征求意见稿)》2018年10-11月《车联网直接通信使用5905-5925MHz的管理规定》发布股价标准。国家制造强国建设领导小组召开车联网产业发展专委员会第二次会议，提出加快LTE-V2X部署。2019年9月《交通强国建设纲要》,加强智能网联汽车(智能汽车、自动驾驶、车路协同)研发，形成自主可控完整的产业。2020年2月国家发改委、工信部等11部门发布《智能汽车创新发展战略》,支持智能汽车产业发展征求意见。2020年3月国家发改委、工信部发布关于组织实施2020年新型基础设施建设工程(宽带网络和5G领域)的通知，重点建设车联网验证及应用工程。工信部发布《汽车驾驶自动化分级》批准公示，将于2021年正式实施智能网联汽车标准。2020年10-11月《十四五规划纲要》提出壮大新能源汽车产业发展，加快建设交通强国。国务院《新能源汽车产业发展规划(2021-2035)》提出加快C-V2X标准制定和技术升级，推动汽车智能网联化。2021年3月工信部、交通运输部及国家标准化管理委员会共同印发《国家车联网产业标准体系建设指南(智能交通相关)》的通知，推进智能网联汽车应用。2021年11月工信部发布《“十四五”信息通信行业发展规划》,提出到2025年，重点高速公路、城市道路实现蜂窝车联网(C-V2X)规模覆盖。“条块结合”推进高速公路车联网升级改造和国家级车联网先导区建设。C-V2X部署路线LTE-V2X：满足3GPP的27种应用场景(TR22.885)：包括主动安全，交通效率和信息娱乐；LTE-eV2X：与LTE-V2X兼容，提升了可靠性、速率和时延性能，部分满足更高级的V2X业务需求；5G-V2X：实现与自动驾驶相关的4种高级应用场景(TR22.886)：车队编排，先进行驶，传感器信息共享，远程驾驶；LTE-V2XLTE-eV2X5G-V2X车路协同实现主动安全资源共享提升辅助驾驶能力5G网络为自动驾驶提供多样化业务4GNetworkeNBITSV2N(1.8GHz)RSUV2I(5.9GHz)V2V(5.9GHz)V2P(5.9GHz)eNB基站分配资源自主选择资源MEC边缘云核心云网络切片高清视频自动驾驶远程监控AR/VRD2D：DevicetoDevice，指的是两个终端之间直接通信的技术；ProSe：Proximity-basedServices，临近业务，基于业务维度；Sidelink：侧行链路或者直通链路。SLE-UTRANULE-UTRANDL2.D2D技术3.LTE-V2X通信接口关键技术LTE-V2X包含两类无线通信接口：Uu接口和PC5接口（1）LTE-V2XUu接口关键技术（2）LTE-V2XPC5接口关键技术+相对于普通蜂窝通信，V2X对于时延和可靠性要求更高基于D2D技术改进而来，进一步提升时延和可靠性ULDLUuPC5PC5（2）LTE-V2XUu接口关键技术灵活多播(SC-PTM)单播时延优化/QoS增强单播/多播共物理信道(PDSCH和PDCCH)通过Group-RNTI调度多用户，灵活分配资源多播区域可以逐小区动态调整V2X专有QCI(3,75,79)预调度&短SPS周期多SPS进程100ms200msSPS资源ReporttrafficpatternsMultipleSPSconfigurationSPSInstance2SPSInstance1PDSCHPDCCH（2）LTE-V2XPC5接口关键技术eNB动态或半静态的调度PC5资源

UuUuPC5V2XonITSbandGNSSUE从配置的资源池中自主选择PC5资源（Sensing-based）V2XonITSbandPC5PC5PC5GNSSMode3：基站调度模式Mode4：UE自主资源选择模式4.5G-V2X关键技术5G-V2X目标是更低时延、更高可靠性、更大带宽、更精准定位和更全面的覆盖。（1）Uu接口增强技术。5G-V2X在Uu接口使用的技术包括UCNC（用户为中心的无蜂窝无线接入）、灵活多播技术、统一Qos技术。（2）Sidelink接口增强技术。Sidelink（侧行链路）是为了支持V2X设备间直接通信而引入的新链路类型，最早是在D2D应用场景下引入的，在5G-V2X体系中进行了扩充和增强。（1）5G-V2X在Uu接口增强技术UCNC（用户为中心&无小区边界）VirtualCellHyperCell双连接灵活多播（车辆编队）更高效率更高可靠性统一QoS（Uu&Sidelink）NR-Uu和NR-Sidelink统一QoSNRCell1NRCell2controllercontrollergNBUPF(multicastsupport)AMFSMF(multicastsupport)V2XServerDRBDRBV2XPacketV2XPacketV2XPacketNR-PC5NR-UuQoSFlow1QoSFlow3QoSFlow2（2）5G-V2X在Sidelink接口增强技术5GSidelink业务扩展支持所有频谱支持单播、组播、广播UE支持中继扩展覆盖范围多链路提高可靠性基于Sidelink定位Sidelink测距O(TDOA)和AOA定位Sidelink定位GNSS定位蜂窝网络定位gNodeBGNSSgNodeBGNSSICOoCRSUgNodeB5GCEPCV2V/V2IMECRSU4G5G车联网整体部署方案车联网业务平台4.2.4车联网应用案例案例：无锡车联网首个车联网城市级部署，实现“人-车-路-网-云”协同，开展基于C-V2X的17个场景示范。V2I信号灯信息推送V2V高优先级车辆让行V2P弱势交通参与者碰撞预警V2I可变车道案例：5G实现纯电动自动驾驶矿车RTKGPS5G信息化管理平台智慧充电系统管理平台BOSSDeviceDeviceDevice…卫星5G基站云计算中心显示大屏电脑电脑手机5G基站接入设备5G核心网传输洛阳郑州数据专线洛阳双目摄像头双目摄像头差分GPS双目摄像头双目摄像头差分GPS云计算自动驾驶控制平台传输线路5G纯电动自动驾驶矿车组网示意图4.4.1智能电网解决方案 4.4.2智能医疗解决方案 4.4.3智慧教育解决方案 4.4.4智慧制造解决方案

4.4其他行业解决方案经典电力系统组成通过发电厂的发电机将原始能源转换成电能，经过变电站将电能升压至35~500kV后输出，由高压输电线传送到受电区域变电站，经变电站降压至6~20kV，再由配电线送到用户配电变电所并降压至380V低压，经过用电环节提供给用户使用。发电输电配电用电变电变电分布式能源售电4.4.1智能电网解决方案1.经典电力系统电力通信网分布接入网城域网省骨干网国家骨干网超高压特高压配电高压800KV以上几个330KV-800KV10个左右40-80个220KV300-400个110KV500-800个35KV35KV以下10-20万个用电街边柜等通信设备光纤渗透率高自建专网通信光纤覆盖率低广覆盖大连接设备众多2.智能电网清洁友好发电安全高效输电灵活可靠配电多样互动用电新能源：风电&太阳能智能分布式配电自动化毫秒级精准负荷控制新用户：充电桩新要求：不断电资源优化配置智能电网能源清洁高效利用3.5G使能智能电网

智能电网的发展趋势对5G技术的需求单向->多向集中->分布式数字化/自动化新能源光纤昂贵,仅A+区域采用光传输90%的电力故障发生在最后5Km中低压网络智能传输成为提升电力可靠性关键99.999%可靠性专用业务切片:电网保护及配电：URLLC微电网：mMTC视频巡检：eMBB

通信网络面临的挑战5G网络切片匹配智能电网差异化需求从技术角度来看：5G网络切片可以满足电网核心工控类业务的连接需求；工业控制类业务典型切片类型：URLLC（超低时延超高可靠性）；信息采集类业务典型切片类型：mMTC（海量机器接入）。业务场景通信时延要求可靠性要求带宽要求终端量级要求业务隔离要求业务优先级切片类型智能分布式配电自动化高高低中高高URLLC毫秒级精准负荷控制高高中低中高中高URLLC低压用电信息采集低中中高低中mMTC分布式电源中高高低高中中低mMTC(UL)+URLLC(DL)智能电网5G网络切片架构低压用电信息采集切片智能分布式配电自动化切片毫秒级精准负荷控制切片NR传输网边缘数据中心本地数据中心中心数据中心NR传输网边缘数据中心本地数据中心中心数据中心NR传输网边缘数据中心本地数据中心中心数据中心配电网管理超低时延调度加密转发计费路由电网负荷控制超低时延调度加密转发计费路由策略鉴权安全NR接入管理移动性管理会话管理策略鉴权安全NR接入管理移动性管理会话管理转发调度路由策略鉴权安全NR接入管理移动性管理会话管理BSS传输网切片管理核心网切片管理接入网切片管理端到端切片管理Common100MbpsSlice2Slice1100Mbps100Mbps100Mbps4.案例--基于5G的精准负荷控制基于5G的精准负荷控制组网方案负载控制终端A负载控制终端B5GSA核心网（C/U共部署）精控测试主站+子站负载控制终端5GSA核心网精控测试主站+子站精控业务E2E平均时延37ms4.4.2智能医疗解决方案 医疗资源严重缺乏且分布不均重病患者数量巨大，专业医生供不应求个人&家庭医疗，可穿戴医疗快速发展急救病死率高，抢救时限和准确性要求极高1.传统医疗行业痛点2.智慧医疗人口老龄化加速已经呈现出明显的趋势。从2000到2030年的30年中，全球超过55岁的人口占比将从12%增长到20%。更先进的医疗水平成为老龄化社会的重要保障；移动互联网在医疗设备中的使用量正在持续增加，5G网络连接医疗辅助系统，可以提供远程诊断、远程手术和远程医疗等解决方案，实时健康管理，跟踪病人、病历，推荐治疗方案和药物，并建立后续预约。3.5G助力智慧医疗

-高速率、低时延、大连接5G提供稳定的连接能力，促进医院管理更高效有序；医疗影像提出大带宽需求，医疗操作提出短时延要求。院区物联网院区通信医联网医疗影像系统医疗设备系统连接能力高带宽低时延高带宽高接入速度高带宽低时延高业务质量医联网5G网络切片场景传输内容(患者端)患者端带宽需求E2E时延远程B超操作控制信息（DL1Mbps）(UL)18Mbps(DL)9Mbps100ms高分辨率医学影像（UL10Mbps）医患通信视频（UL/DL8Mbps）远程手术操作控制信息（远程桌面UL4Mbps）(UL)20Mbps(DL)12Mbps20ms手术台监控视频（UL8Mbps）会诊互动视频（UL/DL8Mbps）远程急救救护车医疗信息（UL12Mbps）(UL)20Mbps(DL)8Mbps50ms车与急救中心互动视频（UL/DL8Mbps）*视频以1080p计，如果是4K，需要25Mbps5G+MEC为医疗行业提供创新的基础支撑导航、送药、查房机器人高清影像

移动阅片智能手术室VR病情讲解AR

辅助问诊MR辅助手术医疗机器人智能终端VR/AR/MR智能医疗设备

5G下，实现边缘计算，流量卸载，保障低时延，传输零差错业务提供商服务器非5G流量5G流量业务服务器MEC医院核心网网络业务提供商患者智能终端VR/AR/MR智能医疗设备

医生合作医院院区智能终端智能终端院区外4.案例--远程急救核心网5G基站5G基站急救中心(UL:8MbpsDL:20Mbps)救护车(UL:20MbpsDL:8Mbps)实时音视频8MbpsCPE医疗信息12Mbps实时音视频实时音视频指挥平台车上医疗设备CPE1.传统教育形式的现状中学阶段，平面教学为主，多采用题海战术，高校阶段，很多课程教学内容不直观，授课效率不高；资源集中在发达地区，教育资源不平衡。4.4.3智慧教育解决方案2.5G使能智慧课堂当前教育网络仍然存在很多挑战：教育信息系统资源共享难新型教育业务承载能力不足数据安全风险大建设与运维成本高基于5G的智慧课堂网络承载统一超高带宽，速率更快，延时更低在教育教学上产生新的应用场景如VR实验环境，远程监考等3.5G智慧校园网络架构摄像头/CPE/手机/Pad/教学电子白板无线子切片管理DUCUMEC承载子切片管理城域、广域网核心网子切片管理AMFNFVISMFUPFNEF峰值速率Gbps支撑4K/8K/AR/VR超低时延，支撑远程精确控制与操作切片订购（带宽、时延、用户数、SLA）；状态展示（速率、时延）智能感知以及路由转发，降低时延，节省带宽；支撑计算边缘化，内容区域化，第三方应用本地化大带宽低时延专网切片服务边缘计算服务4K/8K直播课堂AR/VR课堂全息教育4K高清视频学校安全自动巡逻车无线网承载网核心网4.案例--5G使能VR远程教学教室全景视频采集教学点360度全景摄像头5GCPE5G基站教室AR眼镜视频采集5G网络时延~10ms处理时延~1s5G核心网核心网机房5G基站声音回传远程VR体验点远程VR教学体验点VR服务器5GCPEWifi4.4.4智慧制造解决方案 仓储移动扫码、AGV调度性能不稳定、存在安全风险WIFI传感数据采集、资产管理定位设备数量、工作距离受限短距无线(蓝牙等)实时可靠性要求高的控制场景产业链较窄、部署成本高工业专用无线大型设备远程监控，远程维护4G不支持大连接和高实时性数据需要经过公网转发蜂窝无线有线网络为主当前无线方案布线工期长可扩展性差易腐蚀（高温高腐蚀场景）成本高（质检成本，频繁更换）维护难高度垄断（西门子，ABB等）网线光纤电缆痛点：1、有线成本高，扩展性差。2.无线各有不足，相对封闭1.工业互联网的现状机械化电气化自动化智能化全联接智能化5GCloudIoT大数据ICT重构企业的信息流、物流和资金流，并带来显著的效率提升和商业模式创新。2.新工业革命3.5G赋能智能制造智能制造是我国制造业创新发展的主要抓手，是我国制造业转型升级的主要路径，是《中国制造2025》加快建设制造强国的主攻方向。以5G为引领的数字技术将在工业智能制造领域孕育出更多的新产业、新模式、新业态。自动化装备替换人工移动装备>100台实时调度需求<10ms5G代替工业总线工厂各工序的产能不匹配无线方式将有利于实现柔性生产终端算法置于云端机电分离将电部分放置云端低成本迭代优化机器换人实现降本增效以移代固助力柔性制造机电分离设备快速迭代254.案例--典型应用（物流和仓储区）货车可视化泊车&调度AGV货物装载、卸载资产定位，追踪，存货管理125AGV货物分类、打包3AGV生产处理4企业云案例---基于5G的机械臂控制工业云平台5G基站云边协同工厂内自动化装备的实时控制，解决PLC以上有线网络的替代，支持工厂越来越柔性化。节省线缆及布线工作量，大大节省生产线调整的时间；控制系统功能部分上移至边缘MEC系统统一控制，降低单体本身及后续维护升级成本。工况数据用户管理实时控制协同调度资源分配CPU数据运算MEC4.5.1ICT技术融合驱动数字经济 4.5.2新技术的特征与现状 4.5.35G+新技术使能垂直行业应用案例

4.5

5G+新技术融合创新应用全球进入数字经济新时代生产力发展农业时代1760s1970s工业时代信息时代2020s打猎种植畜牧人工智能大数据区块链5G消费互联时代互联网技术电气时代蒸汽时代电力技术蒸汽技术云计算产业互联网时代数字经济时代4.5.1ICT技术融合驱动数字经济

端管云：新型网络架构与服务模式ICT基础设施成为智能世界的基石人工智能5G云计算数据中心物联网大数据万物感知万物互联万物智能将数据变成Online，使能智能化基于大数据和人工智能的应用感知物理世界，变成数字信号数字孪生数字化生存温度、空间、触觉嗅觉、听觉、视觉宽联接、广联接多联接、深联接4.5.2新技术的特征与现状物联网云计算大数据人工智能InternetofThings：从人与人的信息联接到物与物的信息联接。1.物联网物联网理念最早可追溯到比尔·盖茨1995年《未来之路》一书提及物互联。1999年由美国麻省理工学院MIT正式提出。2009年8月7日，时任国务院总理温家宝在无锡视察时发表重要讲话，提出“感知中国”的战略构想，表示中国要抓住机遇，大力发展物联网技术。物联网使用的无线技术短距离无线技术：Bluetooth、Wi-Fi、ZigBee、Z-Wave长距离无线技术SigFox、LoRa、NB-IoT、eMTC短距离无线技术对比BluetoothWi-FiZigBeeZ-Wave频段2.4GHz2.4GHz

5GHz868MHz/915MHz，2.4GHz868.42MHz(欧洲)

908.42MHz(USA)传输速率1-24Mbps11b：11Mbps11g：54Mbps11n：600Mbps

11ac：1Gbps868MHz：20kbps

915MHz：40kbps

2.4GHz：250kbps9.6kbps或40kbps典型距离1–100m50–100m2.4GHzband:10–100m30m（室内）-100m（室外）典型应用鼠标、无线耳机、手机、电脑等邻近节点数据交换无线局域网，家庭，室内场所高速上网家庭自动化、楼宇自动化、远程控制智能家居，监控和控制长距离低功耗无线技术对比SigFoxLoRaNB-IoTeMTC频段SubG免授权频段SubG免授权频段主要在SubG授权频段SubG授权频段传输速率100bps0.3-50kbps<100kbps<1Mbps特点1.传输距离1-50km2.功耗较低3.提供Sigfox基地台及云端平台4.全球性网络服务1.传输距离1-20km2.功率较低3.运营成本低4.可自行架设基站，自由度更高1.传输距离1–

20km2.使用授权频段、干扰小3.可维持稳定速率品质4.可使用现有的4G基站1.传输距离2km2.使用授权频段、干扰小3.速率高、可移动、可定位4.支持语音典型应用智慧家庭、智能电表、移动医疗、远程监控、零售智慧农业，智能建筑，物流追踪水表、停车、宠物跟踪、垃圾桶、烟雾报警，零售终端共享单车、宠物项圈、POS、智能电梯NB-IoT技术优势技术制式技术特点国际标准NB-IoT可与现蜂窝网融合演进的低成本电信级高可靠、高安全性广域物联网技术。私有技术LoRa需独立建网、无执照波段的高风险局域网物联技术。Sigfox不适配国内无执照波段、由Sigfox建网与运营商合作的高成本高风险的物联网技术。NB-IoT相对短距通信、私有技术优势明显5G时代的应用将基于端管云协同终端云端应用第三方行业应用第三方数据平台CPE网络开放模组被第三方集成芯片/模组表计控制器传感器5G2.云计算云文档：联想LenovoDocs多人协同编辑文档，石墨文档云相册：百度云，苹果云相册云视频：百度云，腾讯云视频云音乐：网易云音乐，酷狗，酷我，虾米云计算的定义美国国家标准与技术研究院（NIST）定义：云计算是一种模型，它可以实现随时随地，便捷地，随需应变地从可配置计算资源共享池中获取所需的资源（例如，网络、服务器、存储、应用、及服务），资源能够快速供应并释放，使管理资源的工作量和与服务提供商的交互减小到最低限度。维基百科定义：云计算是一种通过Internet以服务的方式提供动态可伸缩的虚拟化的资源的计算模式。云计算的关键特征按需自助服务（On-demandSelf-service）无处不在的网络接入（Ubiquitousnetworkaccess）与位置无关的资源池（Locationindependentresourcepoo