5G移动通信基本原理篇2019

5G移动通信基本原理之5G特性概述12019-07移动通信技术标准演进从“分庭抗礼”到“融合”，全球统一的5G标准，官方名称为“IMT-2020”IS-95GSMTD-SCDMAWCDMACDMA2000802.16eTD-LTE及增强FDD

LTE及增强802.16m3GPP2GIEEE~1990年3GPP23GIMT-2000~2000年4GIMT-Advanced~2010年5GIMT-2020~2020年全球统一峰值：20Gbps用户：0.1Gbps时延：1ms连接：106/km2速率：500km/h25G是什么？市场驱动力来自哪里？”ITU-RM.2083-0建议书”定义了5G的三大类应用场景Gigabytes

in

a

second3Smart

home/buildingVoiceSmart

city3D

video,

UHD

screensWork

and

play

in

the

cloudAugmented

realityIndustry

automationMissioncritical

applicationSelfdriving

carMassivemachine

typecommunicationsUltra-reliableandlow

latencycommunicationsM.2083-02Enhancedmobile

broadbandFuture

IMT增强型移动宽带(eMBB)：该使用情境涵盖一系列使用案例，包括有着不同要求的广域覆盖和热点。就热点而言，用户密度大的区域需要极高的通信能力，但对移动性的要求低，而且，热点的用户数据速率高于广域覆盖的用户数据速率。就广域覆盖而言，最好要有无缝连接和连接高移动性的介质，用户数据速率也要远高于现有用户数据速率。不过，广域覆盖对数据速率的要求可能低于热点。超可靠和低延迟通信(URLLC)：该使用案例对吞吐量、延迟时间和可用性等性能的要求十分严格。所应用的领域有：工业制造或生产流程的无线控制、远程手术、智能电网配电自动化以及运输安全等。大规模机器类型通信(mMTC)：该使用案例的特点是，连接设备数量庞大，这些设备通常传输相对少量的非延迟敏感数据。设备成本需要降低，电池续航时间需要大幅延长。45G是什么？关键指标有哪些？”ITU-RM.2083-0建议书”定义了5G的八项关键特性M.2083-03User

experienceddatarate(Mbit/s)100Spectrumefficiency3

50011020100

Mobility(km/h)Latency(ms)106Connection

density(devices/km2

)Networkenergy

efficiencyAreatrafficcapacity(Mbit/s/m2

)Peakdata

rate(Gbit/s)1

4003501010510

1

10.1IMT-2020101IMT-advancedNFV（NetworkFunctions

Virtualisation）网络功能虚拟化，实现功能与硬件的解耦NFV技术实现底层物理资源到虚拟化资源的映射，构造虚拟机（VM），加载网络逻辑功能。5G中，网元（例如IMS）不再以硬件的形态存在的，而是以软件形式部署在符合工业标准的大量服务器上；网元以功能模块（软件形态）出现，部署更快，成本更低。5SDN（Software-DefinedNetwork

）软件定义网络，实现控制集中化，可编程化SDN技术实现虚拟机间的逻辑连接，构建承载信令和数据流的通路。控制层北向接口通过标准化的应用编程接口（API）与应用和服务互动；南向接口通过标准化的OpenFlow指令集与物理网络互操作，基于每个线程的网络可编程能力，提供极端颗粒控制，能够响应不断变化的应用层实现需求，从而避免缓慢复杂的人工网元配置。65G系统架构TR

23501

4.2，网元以功能模块的形态呈现，与硬件全面解耦UE(R)ANAFAMFSMFPCFUDMDNUPF

N6NRFNEFN3N2AUSFNausfNamfNsmfNpcfNnrfNnefNudmNafNSSFNnssfNetworkSliceSelectionFunction

(NSSF)NetworkExposureFunction

(NEF)NFRepositoryFunction

(NRF)AuthenticationServerFunction

(AUSF)UnifiedDataManagement

(UDM)PolicyControlFunction

(PCF)ApplicationFunction

(AF)网络切片核心网元，控制面与用户面分离N4UserEquipment

(UE)(Radio)AccessNetwork

((R)AN)AccessandMobilityManagementFunction

(AMF)SessionManagementFunction

(SMF)UserPlaneFunction

(UPF)DataNetwork

(DN)7 RAN架构-gNB/ng-eNB/AMF/SMF/UPFTR

38300

4.1/4.2定义了NG-RAN架构及功能划分gNB：为UE提供NR的用户面、控制面业务和连接。ng-eNB：为UE提供E-UTRA的用户面、控制面业务和连接。gNB和ng-eNB通过Xn接口连接；gNB/ng-eNB通过NG接口连接至5GC，更具体地，通过NG-C接口连接至AMF，通过NG-U接口连接至UPF。gNBng-eNBNGNGNGXnNG-RAN5GCAMF/UPFgNBng-eNBNGNGNGXnAMF/UPFXnXnNGNGinternetgNBor

ng-eNBRB

ControlConnectionMobility

Cont.MeasurementConfiguration&

ProvisionDynamicResourceAllocation

(Scheduler)AMFUPFInterCell

RRM8RadioAdmission

ControlNG-RAN5GCMobility

AnchoringIdleState

MobilityHandlingNAS

SecuritySMFUEIP

addressallocationPDU

SessionControlPDU

HandlingRAN架构-CU和DUTR

38401定义了CU/DU架构及在信令流程中的角色5GCNGNGXn-CNG-RANgNBgNB-DUgNB-DUgNB-CUgNBF1F1gNB-CU：gNB集中单元，逻辑节点，其上运行RRC、SDAP和PDCP，对于EN-DC，则运行RRC和PDCP；通过F1接口和gNB-DU通信。gNB-DU：gNB分布单元，逻辑节点，其上运行RLC、MAC和PHY，部分操作由gNB-CU控制；一个gNB-DU支持一个或多个小区，一个小区仅支持一个gNB-DU；通过F1接口和gNB-CU通信。9RAN架构-CU和DUTR

38801定义了10种功能划分方式，以应对不同业务需求PDCP-RLC拆分已被标准化为LTE双连接，以替代3C。因此，此拆分选项应该是标准化的最直接的选项，标准化所需的增量工作应该相对较小。在某些情况下，它可以在处理一些边缘计算或低延迟用例时获得性能增益，在这些用例中，用户数据需要位于传输点附近。10NS（Network

Slicing）用例多样化->单一物理网络提供多个逻辑网络，节约成本网络切片是网络功能虚拟化（NFV）应用于5G阶段的关键特征。一个网络切片将构成一个端到端的逻辑网络，按切片需求方的需求灵活的提供一种或多种网络服务。左图网络包含3个切片，切片1用于智能手机，要求连续广域覆盖；切片2用于自动驾驶，要求低时延高可靠；切片3用于物联网，要求低功耗大连接。这3种用例对网络的要求是完全不同的。5G利用一套硬件基础设施，通过网络切片满足3种截然不同的网络需求。11MEC（MobileEdge

Computing）业务平台下沉至网络边缘，为用户就近提供业务计算和数据缓存能力增强现实智能视频加速车联网125G空口技术13多连接5G关键技术大规模天线mMIMO：4G+：16TX5G：64TX+3

GHz6

GHz10

GHz30

GHz全频谱接入90

GHz超密集组网接入和回传联合设计小区虚拟化技术干扰管理和抑制策略400MHz5G中低频段许可：中国移动：2515MHz-2675MHz、4800MHz-4900MHz中国联通：3500-3600MHz中国电信：3400-3500MHz无缝覆盖热点容量终端直连新型多址eMBB：下行采用CP-OFDM，上行采用

CP-OFDM

或DFT-s-OFDMmMTC：上行采用NOMA（非正交多址），多种候选方案其他技术新型多载波先进调制编码灵活双工全双工频谱共享5G

NR4G

LTEWi-Fi多模终端同时连接5G、4G、Wi-Fi中继终端14中继终端覆盖空洞15EN-DC（E-UTRA-NRDual

Connectivity）基于初期快速部署，后期连续覆盖、热点容量等方面的考量，双连接方案是十分必要的en-gNBS1-US1S1X2E-UTRANEPCen-gNBS1-US1S1X2MME/S-GW MME/S-GWX2X2-US1-US1-U，EN-DC，E代表E-UTRA，N代表NRDC代表双连接（Dual

Connectivity），E-UTRA在前，因此LTE基站作为主站。EN-DC，对应option3/3a组网方式，在2017年12完成的NSA标准中。LTE基站（eNB）作为主站（MN-Master

Node），5G基站（en-gNB）作为从站（SN-Secondary

Node）。eNB通过S1接口连接至EPC，通过X2接口连接至en-gNB。在option3a中，en-gNB可通过S1-U和EPC通信。虚线S1-U仅option3a中存在eNB eNBMulti-RATDual

Connectivity（MR-DC）E-UTRA-NRDual

Connectivity（EN-DC）NR-E-UTRADual

Connectivity（NE-DC）Master

Node（MN）Secondary

Node（SN）5G标准化进程165G概念？”标志性性能指标”和“一组关键技术”来共同定义Gbps用户体验速率新型网络架构大规模天线超密集组网新型多址全频谱接入关键技术核心指标其他指标其他技术多连接17终端直连新型编码灵活双工频谱共享…峰值速率区域通信能力连接密度时延频谱效率移动性能效5G空口设计18王磊2019-035G新频段2018年12月10日，工信部正式发文表示，向中国电信、中国移动、中国联通发放了5G系统中低频段试验频率使用许可中国移动获得2515MHz-2675MHz、4800MHz-4900MHz频段的5G试验频率资源中国联通获得3500MHz-3600MHz频段的5G试验频率资源中国电信获得3400MHz-3500MHz频段的5G试验频率资源19NRoperatingbandUplink(UL)operating

bandBSreceive/UE

transmitFUL,low–

FUL,highDownlink(DL)operating

bandBStransmit/UE

receiveFDL,low–

FDL,highDuplexModen11920MHz–1980

MHz2110MHz–2170

MHzFDDn21850MHz–1910

MHz1930MHz–1990

MHzFDDn31710MHz–1785

MHz1805MHz–1880

MHzFDDn5824MHz–849

MHz869MHz–894

MHzFDDn72500MHz–2570

MHz2620MHz–2690

MHzFDDn8880MHz–915

MHz925MHz–960

MHzFDDn12699MHz–716

MHz729MHz–746

MHzFDDn20832MHz–862

MHz791MHz–821

MHzFDDn251850MHz–1915

MHz1930MHz–1995

MHzFDDn28703MHz–748

MHz758MHz–803

MHzFDDn342010MHz–2025

MHz2010MHz–2025

MHzTDDn382570MHz–2620

MHz2570MHz–2620

MHzTDDn391880MHz–1920

MHz1880MHz–1920

MHzTDDn402300MHz–2400

MHz2300MHz–2400

MHzTDDn412496MHz–2690

MHz2496MHz–2690

MHzTDDn501432MHz–1517

MHz1432MHz–1517

MHzTDDn511427MHz–1432

MHz1427MHz–1432

MHzTDDn651920MHz–2010

MHz2110MHz–2200

MHzFDDn661710MHz–1780

MHz2110MHz–2200

MHzFDDn701695MHz–1710

MHz1995MHz–2020

MHzFDDn71663MHz–698

MHz617MHz–652

MHzFDDn741427MHz–1470

MHz1475MHz–1518

MHzFDDn75N/A1432MHz–1517

MHzSDLn76N/A1427MHz–1432

MHzSDLn773300MHz–4200

MHz3300MHz–4200

MHzTDDn783300MHz–3800

MHz3300MHz–3800

MHzTDDn794400MHz–5000

MHz4400MHz–5000

MHzTDDn801710MHz–1785

MHzN/ASULn81880MHz–915

MHzN/ASULn82832MHz–862

MHzN/ASULn83703MHz–748

MHzN/ASULn841920MHz–1980

MHzN/ASULn861710MHz–1780

MHzN/ASULCUC/CTCCMCCCMCC20NRoperatingbandUplink(UL)andDownlink

(DL)operatingbandBStransmit/receiveUE

transmit/receiveFUL,low–FUL,highFDL,low–FDL,highDuplex

Moden25726500MHz–29500MHzTDDn25824250MHz–27500MHzTDDn26037000MHz–40000MHzTDDn26127500MHz–28350MHzTDD5G频谱列表NRoperatingbandsin

FR1(<6GHz)NRoperatingbandsin

FR2(>6GHz)无线帧格式Onesubframe,Tsubframe=1

ms#0#1#9Oneframe,Tframe=10

ms#8#2#3#4#5#6#7Δf=15

kHzΔf=30

kHzΔf=60

kHzOneslot,0.25

msOneslot,1

msOneslot,0.5

msΔf=120

kHzOneslot,0.125

msΔf=240

kHzOneslot,0.0625

ms支持15k、30k、60k、120k、240k共计5种子载波间隔1个无线帧长度为10ms，包含2个半帧（编号0、1），10个子帧（编号0-4、5-9）1个子帧长度为1ms，包含的时隙数与子载波配置有关，时隙编号由0开始1个时隙包含14/12个OFDM符号，每个符号可定义为

“下行”、“灵活”、“上行”三种类型21无线帧格式举例3.5GHz2.6GHzCUC/CTCCMCC22无线资源REResource

ElementRBResource

Block，只有频域的概念，包含12个子载波point

A频域参考位置点，CRB的起点CRBCommonResource

Block，用作RG和BWP等的标尺，CRB0的子载波0的中心频率与point

A对齐，CRB编号在频域上唯一RGResource

Grid，相当于一个载波，针对特定子载波间隔，由起始CRB号和连续RB数定义BWPBandwidth

Part，定义了特定UE当前的工作带宽，针对特定子载波间隔，由起始CRB号和连续RB数定义，不能跨RGPRBPhysicalResource

Block，在BWP中从0开始编号，用于调度VRBVirtualResource

Block，用于调度，与PRB之间存在映射关系23无线带宽A

UE

can

support

less

than

the

carrier

BWNR20

MHz5(later32)component

carriersLTEAllUEssupportfullcarrier

BWUpto400

MHzUpto16component

carriers单载波最大带宽为400M最大聚合载波数为16不要求设备支持载波的全部带宽24BWPBWP（Bandwidth

Part）由一组连续RB组成UE在一个服务小区中可以配置最多4个DL

BWP和最多4个UL

BWP，但同一时刻只能有一个激活BWP不同的BWP具有不同的带宽、子载波间隔、CP长度和调度定时不同UE在不同阶段使用不同BWP，以应对不同的UE能力、业务速率或节电要求；呼叫建立时使用初始BWP，之后可以通过DCI完成BWP转换，也可以由于不激活Timer超时导致回落到缺省BWP25补充上行链路frequencyDL+

ULULSULHighNR

frequencyDL+UL

coverageDLonly

coverageSUL

coverage引入SUL（Supplementary

Uplink），改善高频场景上行覆盖NRoperatingbandUplink(UL)

operatingbandBSreceive/

UEtransmitFUL,low–

FUL,highDownlink(DL)

operatingbandBStransmit/UE

receiveFDL,low–

FDL,highDuplexModen801710MHz–1785

MHzN/ASULn81880MHz–915

MHzN/ASULn82832MHz–862

MHzN/ASULn83703MHz–748

MHzN/ASULn841920MHz–1980

MHzN/ASULn861710MHz–1780

MHzN/ASULCUC/CTCCMCC265G物理信道与物理信号27下行物理信道：PhysicalBroadcastChannel

(PBCH)PhysicalDownlinkSharedChannel

(PDSCH)PhysicalDownlinkControlChannel

(PDCCH)上行物理信号：Demodulationreferencesignals,DM-RS,for

PUSCHPhasetrackingreferencesignals,PT-RS,for

PUSCHSoundingreferencesignal,

SRS下行物理信号：Primarysynchronizationsignal,

PSSSecondarysynchronizationsignal,

SSSDemodulationreferencesignals,DM-RS,forPDSCHPDCCHand

PBCHPhasetrackingreferencesignals,PT-RS,for

PDSCHChannel-stateinformationreferencesignal,

CSI-RS上行物理信道：PhysicalRandomAccessChannel

(PRACH)PhysicalUplinkSharedChannel

(PUSCH)PhysicalUplinkControlChannel

(PUCCH)SS/PBCHOneOFDM

symbol基本概念SSB块时域4个符号，频域240个子载波PSS占用第1个符号，承载NID2，

NID2共3个取值SSS占用第3个符号，承载NID1和NID2，

NID1共336个取值PBCH占用第2/3/4个符号SSB周期可设置为（5、10、20、40、80、160）msNR

PCI个数扩展至100828SS/PBCH频域位置NR中，由于信道带宽可能非常大，如果按照信道Raster(1)进行同步信号搜索，需要时间非常很长，且非常耗电引入同步Raster(2)概念，SSB块按照同步Raster进行放置SSB块频域位置编号以GSCN表示注：不同频段定义了不同的信道Raster，可能为5kHz、15kHz或60kHz厘米波频段，同步Raster为1.44MHz，毫米波频段则为17.28MHz29SS/PBCH时域位置一个SSB半帧带有4/8/64个SSB块，时域位置由CaseA-E决定举例：CaseCSSB块起始符号位置为{2，8}+14×n，其中n为0，1，2，3每个SSB块时域长度为4个符号30SS/PBCHSSB波束扫描与LTE中的PBCH全覆盖不同，SSB波束在时域上扫描发射LTE5G

NR31不同编号的SSB块承载于不同广播波束上各广播波束仅覆盖小区部分区域各广播波束在时间上轮询SS/PBCH为什么需要SSB波束扫描Pr

Gr

Gt

Pt

4

r

2接收功率与波长平方成正比，损失的功率去哪里了？辐射单元的有效面积与频率平方成反比随着频率增加，增加辐射单元数量波束宽度随辐射单元数量增加而减少，即无法实现全覆盖需要特殊的方式实现广播信道和随机接入信道自由空间传播模型

2每扇区单波束@2.8GHz120

wide

beam120

wide

beam120

wide

beamMulti-beam

operationwithmultiplenarrow

beamsReduced

coverage@28GHzSubsetof

beamstransmittedinatime

instance每扇区多波束@28GHz32PRACH格式与LTE主要差异如下：针对不同应用场景、频段部署，新增多种格式随机接入前波束选择33PRACHSSB/PRACH映射SSB索引与PRACH资源存在映射关系映射准则：先Preamble升序，后频域资源位置升序，最后时序资源位置升序终端解析SSB编号终端根据映射准则确定当前PRACH资源终端在对应PRACH上发起随机接入基站获知终端所在SSB编号34下行控制信道处理流程与LTE主要差异如下：Polar（极化）编码删除PCFICH、PHICH支持嵌入DMRS非全带宽35业务信道处理流程与LTE类似，主要差异如下：LDPC编码上行采用OFDM或DFTS-OFDMCRCLDPC

codingRatematching,

hybrid-ARQScramblingModulationLayermappingTransform

precoding(UL

only)Multi-antenna

precodingResourcemappingPhysicalantenna

mappingOne(ortwo)transportblock(s)ofdynamicsizedeliveredfromtheMAC

layer36业务信道处理流程信道编码、速率匹配、HARQ过程信道编码LDPC（低密度奇偶校验码）根据码率和TBS大小选择不同图谱RV0RV1RV2RV31st

transmission2nd

transmission3rd

transmission4th

transmission01CBGCBGTI0 0OnlythisCBGis

retransmittedFlushingofsoftbuffercontrolledby

CBGFITosoft

combining速率匹配冗余版本号按0、2、3、1顺序，增加软合并增益，RV0/337可自解码HARQ过程最大进程数为16，停等机制基于TB或CBG重传异步重传Transport

block业务信道处理流程38调制、层映射、天线端口映射、VRB映射、VRB-PRB映射调制下行：QPSK/16QAM/64QAM/256QAM上行：π/2-BPSK/QPSK/16QAM/64QAM/256QAM层映射下行：最大2个码字，最多8层，不超过4层时只能使用1个码字上行：仅支持1个码字，最多4层天线端口映射下行：层与天线端口一一映射上行：层与天线端口通过预编码实现一对一或一对多映射VRB映射下行：避开DMRS（本身或共同调度UE）、PTRS

、CSI-RS（NZP或ZP）、SSB、预留RE上行：避开DMRS

（本身或共同调度UE）、PTRSVRB-PRB映射交织或非交织资源调度0 12 34 56 78 9 10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

240123456789 10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24BitmapType

0Type

11001110100010Start39Length频域资源调度资源分配类型0

–

比特位图，每比特代表一组RB（即RBG）资源分配类型1

–

RIV，代表RB起始和长度，分配一段连续RB具体使用哪种类型可通过RRC配置（全0、全1、0/1动态）40资源调度IndexSlotoffsetStartsymbolLengthPDSCHmapping

type00212A10210A2134B……………Jointly

encoded4

OFDMsymbolsRRCconfigured时域资源调度DCI携带index字段，查表确定时隙偏移、起始符号、持续符号长度规范预定义索引表，用于系统、寻呼等消息调度系统自定义索引表，用于一般业务调度slot资源调度DownlinkcontrolDownlinkdataIndex

Offset0123ΔT0ΔT1ΔT2ΔT3UplinkACKIndex

3slot… …RRC-configured

tableΔT2ACKtiming

ΔT341上行反馈支持5中PUCCH格式灵活的时隙偏移选择，由DCI指示，比LTE更低的处理时间格式0格式1格式2格式3格式4符号数1-24-141-24-144-14PRB数111-161-161UCI比特数1-21-2>2>2>2NR下行参考信号LTE：“一招打天下”的CRS限制灵活的网络部署，不节能，不适用更高频率（>6GHz），不适用mMIMONR：“见着拆着”的参考信号灵活的适应不同的部署场景和频率42CSI-RS（仅下行）极简载波结构，删除CRS引入CSI-RS，灵活的带宽、周期、样式配置，可用于信道估计、波束管理、移动性管理引入TRS，一种特殊配置的CSI-RS，用于时频偏移估计43DM-RS（上行和下行）上下行信道估计，相干解调PBCH/PDCCH/PDSCH/PUSCH/PUCCH上携带DM-RSPDCCH

DM-RSPBCH

DM-RSPDSCH/PUSCH

DM-RSPUCCH

DM-RS44PT-RS（上行和下行）符号间的相位修正，辅助DMRS进行相干解调，多普勒频移和时变信道跟踪多应用于高速高阶调制场景45SRS（仅上行）上行信道质量估计，辅助上行调度、上行功控根据信道互易性，也可用于下行信道估计最大6个符号，更大的SRS容量引入上行波束训练SlotFrequency0123456789101112

13RBPUSCH

onlySRS/PUSCH46SSB/CSI-RSmMIMO空域复用原理根据终端反馈的SSB/CSI-RS编号确定用户所在粗细波束根据系统预定义的波束相关性确定用户间相关性根据用户间相关性进行用户配对，实现空域资源利用最大化47NR测量RSRP、SINR48分类NR物理信号NR测量值NR应用场景LTE测量值与LTE测量值差异RSRPSSSSS-RSRPRRC_IDLERRC_INACTIVERRC_CONNECTEDRS-RP与RS-RP类似（功率谱密度相同时）CSI-RSCSI-RSRPRRC_CONNECTEDRS-RP与RS-RP类似（功率谱密度相同时）SINRSSSSS-SINRRRC_IDLERRC_INACTIVERRC_CONNECTEDRS-SINR目前相邻小区SSB时频资源完全重叠，SS-SINR可等同于RS信号频域重叠（模三或模六）时的RS-SINRCSI-RSCSI-SINRRRC_CONNECTEDRS-SINR无明确相关性DM-RS（PDSCH）DRS-SINRRRC_CONNECTED（有下行调度）RS-SINR无明确相关性，但与LTERANK1/2

SINR类似5G协议栈引入SDAP（Service

Data

Application

Protocol）负责映射QoS流到DRB，并为上下行分组数据打上QFI连接5GC时存在SDAP层，连接EPC时没有SDAP层49SDAP协议新的QOS模型QOS管理是基于数据流的，而非基于承载DRB仍由RAN进行处理，DRB与QOS一一对应数据流与DRB的映射方式由设备自主实现引入QFI（QoS

flow

identifier）概念QOS数据流由QFI进行标识每个QFI对应不同的时延、可靠性等FiltersFiltersFiltersFiltersRANDRBmuxing/demuxingRANDRBmuxing/demuxingRAN

DRBmuxing/demuxingApplicationsApplicationsApplicationsApplicationsPDU

sessionPDU

sessionPDU

sessionPDU

sessionRAN

DRBmuxing/demuxinggNBUENASAS

QoSflows:[QoS

markings]DRBs:[QoSmarkings]Core

networkRAN

DRBmuxing/demuxingRAN

DRBmuxing/demuxing50RRC协议移动性51整体测量框架与LTE类似，主要差异如下：参考信号空闲态基于SSB，连接态基于SSB或CSI-RS波束级测量与报告UE测量小区的多个波束，跟以此推导出小区质量除小区质量外，测量报告还包含波束级结果（仅波束标识、测量结果和波束标识，或无波束报告）测量间隙无间隙辅助和有间隙辅助，取决于终端能力、激活BWP和当前频段RRC协议INACTIVE状态减少信令开销，节电同时降低接入时延UE上下文储存于RAN中引入RNA（RAN

Notification

area）概念类似于空闲态的跟踪区由RAN配置每个UE的RNAUE在RNA内寻呼可达RAN发起寻呼使用其配置的UE

ID（I-RNTI）RRC_CONNECTEDRRC_IDLERRC_INACTIVEReleasewithsuspendResumeReleaseSetupReleaseReject52PDCP协议53加密与完整性保护安全建立过程与LTE相同，主要差异如下：DRB支持完整性保护完整性校验失败的数据将被丢弃加密和完整性保护均可基于DRB级进行配置某些PDU会话可不加密密钥更改在切换过程中不是必须的当采用CU/DU分离形态时，CU发生变化时才期望密钥的改变PDCP协议RLCMACPDCPRLCbearer

2RLCRLCbearer

1RLCPDCPRLCbearer

2RLCRLCbearer

1MACDifferent

CCs54MACCellgroup

1Cellgroup

2Duplication-CA

caseSDAPDuplication-DC

caseSDAPPDCP复制PDCP

PDU可被复制并在不同RLC承载上传输实现URLLC应用场景的可靠性及时延要求MAC协议55基于波束的操作波束故障检测与恢复检测参考信号（SSB或CSI-RS），达到门限则声明波束故障选择合适波束，进行随机接入波束管理波束切换由PHY、MAC实现，RRC仅提供测量配置MAC协议56上下行调度引入两种上行配置授权：类型1为RRC直接提供上行配置授权和周期（即免调度）类型2为RRC提供上行配置授权的周期，由CS-RNTI加扰的PDCCH激活或去激活（类似LTE中的上行半静态调度）支持下行半静态调度5G双连接信令57王磊2019-0358Multi-RATDual

Connectivity什么是MR-DC？什么是MN、SN？什么是MCG、SCG？多RAT双连接（MR-DC）是指UE侧有两个RRC连接，分别与不同基站进行通信，其中一个站扮演MN（主基站），另外一个扮演SN（辅基站），MN必须与CN（核心网）相连接。MCG（主小区组）指与MN相关联的一组服务小区，SCG

（辅小区组）指与SN相关联的一组服务小区37340中，RAN节点有eNB、ng-eNB、gNB

、en-gNB四种类型，CN节点有EPC、5GC两种类型，所以MR-DC组网架构理论上有多种组合方式。37340协议定义了三种MR-DC，它们为EN-DC、NE-DC、NGEN-DC，分别对应选项3/3a/3x、选项4/4a、选项7/7a/7x。Intra-E-UTRADualConnectivityE-UTRA-NRDualConnectivityMasterCellGroupMaster

NodeMulti-RATDualConnectivityNR-E-UTRADual

ConnectivityDCEN-DCMCGMNMR-DCNE-DCNGEN-DCSCGSNNG-RANE-UTRA-NRDualConnectivitySecondaryCellGroupSecondary

Node缩略语5G架构选项2、3/3a/3x、4/4a、5、7/7a/7xEPCS1-CS1-US1-ULTE

eNBgNB59EPCS1-CS1-US1-ULTE

eNBgNBNGCNG-UNG-CNG-UeLTE

eNBgNBNGCNG-CNG-UNG-UeLTE

eNBgNBNGCNG-CNG-UNG-UeLTE

eNBgNBNGCNG-CNG-UgNBOption2NGCNG-CNG-UeLTE

eNBOption5EPCS1-CS1-ULTE

eNBgNBOption3Option3aOption3xNGCNG-CNG-UNon-Standalone

(NSA)eLTE

eNBgNBOption4Option4aNGCNG-CNG-UeLTE

eNBgNBOption7Option7aOption7xStandalone(SA)EN-DC：Option3/3a/3x网络架构en-gNBeNBS1-US1S1X2E-UTRANEPCMME/S-GWen-gNBeNBS1-US1S1X2MME/S-GWX2X2-US1-US1-ULTE

eNBMMEgNBS1-MMEXx-C

LTE

eNBS-GWgNBS1-UXx-US1-U60Option

3：所有的控制面信令都经由eNB转发，eNB将数据分流给gNBOption

3a：所有的控制面信令都经由eNB转发，EPC将数据分流至gNBOption

3x：所有的控制面信令都经由eNB转发，gNB可将数据分流至eNBEN-DC：Option3/3a/3x控制面协议架构UuSgNBNR

RRCUuX2-CMeNBRRCUE61RRC(MeNBstate)S1UE和主站、从站分别有各自的RRC连接，独立进行各自的资源管理（RRM）。但是UE只有面向主站的RRC状态，这意味着从站不能释放RRC连接，也不能使UE迁移到RRC_IDLE状态。UE

RRC连接和上下文由主站管理并储存。从站的RRC

PDU可通过主站传送给UE，即初始接入时，从站RRCPDU必须通过主站传输，但其后可通过主站或从站完成。UE可以建立SRB3，用于和从站直接进行RRC

PDU传输。注意，只有那些不需要主站参与的RRC重配置，UE才会和从站直接传输RRCPDU，否则，UE需要和主站沟通。如果UE移动过程中，从站发生变化（主站未变），UE通过SRB3直接上报测量报告到从站。支持split

SRB，允许主站把RRC

PDU副本发给从站，通过从站进行传送。不支持从站副本。EN-DC：Option3/3a/3x用户面协议架构LTE

eNBPDCPRLCNR

RLCRLCMACPDCPgNBNR

PDCPNR

RLCNR

MACS1S1MCG

bearerSplitbearerSCG

bearerXxLTE

eNBPDCPRLCNR

RLCRLCMACgNBNR

PDCPNR

RLCNR

MACS1S1MCGbearerSCG

splitbearerXxNR

PDCP在选项3x中，S1-MME仍终止于LTE

eNB，但用户面将会在gNB上进行分割。SCG分离承载的用户面协议架构如下图所示。62在选项3/3A中，LTE

eNB和非独立NR，与EPC存在连接关系。NR用户面可通过LTE

eNB（选项3）或直接（选项3A）连接至EPC。EN-DC：Option

3/3a/3x新增的RRC流程5.6.2a ULinformationtransferfor

MR-DC本流程的目的为由UE向E-UTRAN传输MR-DC的专用信息，比如NR的RRC测量报告消息ULInformationTransferMRDCUEEUTRAN5.6.13aNRSCGfailure

information本流程的目的为告知E-UTRAN由UE检测到的SCG失败（比如SCG无线链路故障，携带同步信息的SCG重配置未能成功完成）UE EUTRANRRCconnection

reconfiguration(E.g.nr-Config,sk-Counter,radioBeareConfig1)SCGFailureInformationNR63EN-DC：Option

3/3a/3x增强的RRC消息64EN-DC：Option

3/3a/3x65X2-C流程（非UE相关）8.3.2 ErrorIndication由ENB触发的错误指示流程，用以报告从一条传入消息中检测到的错误8.3.4 Reset复位程序的目的是在发生异常故障的情况下，使eNB和en-gNB（EN-DC情况下）的资源保持一致8.3.14 EN-DCX2

RemovalEN-DC

X2拆除流程的目的是以可控方式拆除eNB和en-gNB之间的信令连接EN-DCX2

SetupEN-DC

X2建立流程的目的是eNB和en-gNB交换应用级配置数据，

以保证X2接口互操作能够正确完成EN-DCConfiguration

UpdateEN-DC

X2更新流程的目的是eNB和en-gNB更新应用级配置数据，

以保证X2接口互操作能够正确完成EN-DCCell

ActivationEN-DC小区激活流程的目的是eNB向相邻en-gNB申请激活一个或多之前由于节能原因未激活的小区Partialresetof

EN-DC该流程由en-gNB或MeNB触发，以启动所选UE的资源重置E-UTRA–NRCellResource

CoordinationE-UTRA-NR小区资源协同流程的目的是实现eNB与en-gNB的无线资源协同分配EN-DC：Option

3/3a/3xX2-C流程（UE相关）10.2.1 SecondaryNode

Addition从站添加流程，由主站触发，用于在从站上建立UE上下文10.3.1 SecondaryNodeModification(MN/SN

initiated)从站修改流程，可由主站或从站触发，用于修改、建立、释放承载上下文10.4.1 SecondaryNodeRelease(MN/SN

initiated)从站释放流程，可由主站或从站触发，用于在从站上释放UE上下文10.5.1 SecondaryNodeChange(MN/SN

initiated)从站更新流程，可由主站或从站触发，用于将UE上下文由源从站传递至目标从站，并将UE中的SCG配置由一个从站转移至另一个从站10.6 PSCell

changePSCell更新流程（PSCell定义为辅小区组中主小区）10.7.1 Inter-MasterNodehandoverwith/withoutSecondaryNodechange主站间切换流程，用于将UE上下文由源主站传递至目标主站10.8.1 MasterNodetoeNB

ChangeNSA向eNB切换流程，用于将UE上下文由源主站传递至目标eNB10.9.1 eNBtoMasterNode

changeeNB向NSA切换流程，用于将UE上下文由源eNB传递至目标主站10.10.1 RRC

TransferRRC消息传递流程，将RRC消息封装于PDCP

PDU中，可在主从站间传递，并实现其通过Split

SRB在从站和UE间传递10.11.1 SecondaryRATdatavolume

reporting从站数据量报告功能，用于向CN报告从站数据量情况连接类切换类信息交互类10.12.1 Activity

Notification66

活动20通18

N知okia功能，用于向主站报告从站用户面资源使用情况EN-DC：Option

3/3a/3xSecondary

Node

Addition（从站添加）UEMN SNS-GWMME1.SgNBAddition

Request2.SgNBAdditionRequest

Acknowledge3.

RRCConnectionReconfiguration4.

RRCConnectionReconfigurationComplete9.E-RABModification

Indication5.SgNBReconfigurationComplete12.E-RABModification

Confirmation

10.Bearer

Modication 7.SNStatus

Transfer6.RandomAccess

ProcedurePathUpdate

procedure11.EndMarker

Packet在SgNB添加请求触发之前MN需要判断终端和网络是否支持EN-DCMN根据终端上报的频段和测量能力，配置测量NR小区，收到相应测量报告后触发添加流程。（依赖于产品实现，初期可能使用盲加等简化方式）SgNBAdditionRequestAcknowledge消息包含了接入NR小区的必要消息，如SSB，PRACH，功率，承载类型以及各级信道的配置2、X2连接建立3、空口参数配置与随机接入8.

Data

Forwarding4、S1路由更新1、终端和网络能力判断67EN-DC：Option

3/3a/3xSecondary

Node

Release

(MN/SNinitiated)//从站释放流程SN释放-MN触发SN释放-SN触发UEMNSNS-GWMME3.

RRCConnectionReconfiguration4.

RRCConnectionReconfigurationComplete5.SNStatus

Transfer6.Data

Forwarding8.PathUpdate

procedure

1.SgNBRelease

Request

9.UEContext

Release7.SecondaryRATDataVolume

Report2.SgNBReleaseRequest

AcknowledgeUEMNSNS-GWMME1.SgNBRelease

Required3.

RRCConnectionReconfiguration4.

RRCConnectionReconfigurationComplete5.SNStatus

Transfer6.Data

Forwarding8.PathUpdate

procedure

2.SgNBRelease

Confirm

9.UEContext

Release7.SecondaryRATDataVolume

report68MN切换可以使用先释放SN，切换后再添加的简化流程释放流程在一些特殊情况下可以不通知UE，比如MNRLF后正在重建流程和MN触发时略有不同，MN也可以拒绝释放请求可以在SN性能差或无线链路有问题时触发触发的条件各厂家可以根据自己的实现自定义EN-DC：Option

3/3a/3xSecondary

Node

Modification

(MN/SN

initiated)//从站修改流程MNSNS-GWMME1.SgNBModification

Request2.SgNBModificationRequest

AcknowledgerationComplete6.SgNBReconfiguration

Complete8.SNStatus

Transfer9.Data

Forwarding11.PathUpdate

procedureeUERRCConnectionReconfiguRandomaccess

procedurRRCConnectionReconfigu7.Randomaccess

procedurratione10.SecondaryRATDataVolumeReportUEMNSNS-GWMME1.SgNBModification

Required4.

RRCConnectionReconfigura5.

RRCConnectionReconfigurationtionComplete6.SgNBModification

Confirm8.SNStatus

Transfer9.Data

Forwarding7.RandomAccess

Procedure11.PathUpdate

procedureForprovidingof

Forwardingaddresses,SgNB

SecurSeNBModification

RequestSeNBModification

Requestity

KeyAcknowledge10.SecondaryRATDataVolume

Report69SN站内PSCELL变更（LTE小区不变，NR小区变更）SN配置修改，如上行分流策略，承载修改等MN站内切换（LTE站内切换，NR小区不变）SN配置修改，如上行分流策略，承载修改等SN修改-MN触发SN修改-SN触发EN-DC：Option

3/3a/3xSecondary

Node

Change

(MN/SN

initiated)//从站更新流程SN变更-MN触发SN变更-SN触发SN变更（LTE小区不变，NR跨站小区变更）X2分解为添加和删除两部分，Uu口应合并一步完成如果有承载锚定在SN上，则需要通知核心网进行修改8a.SNStatus

Transfer9.Data

Forwarding3a.SgNBRelease

RequestUE MN S-SN

T-SN

S-GW

MME1.SgNBAddition

Request2.SgNBAdditionRequest

Acknowledge4.

RRCConnectionReconfiguration5.RRCConnectionReconfigurationComplete6.SgNBReconfiguration

Complete11.E-RABModification

Indication15.E-RABModification

Confirm12.Bearer

Modification13.EndMarker

Packet14.New

Path7.RandomAccess

Procedure8b.SNStatus

Transfer16.UEContext

Release10.SecondaryRATDataVolume

Report3b.SgNBReleaseRequest

AcknowledgeUEMNS-SNS-GWMME9a.SNStatus

Transfer10.Data

Forwarding1.SgNBChange

RequiredT-SN2.SgNBAddition

Request3.SgNB

AdditionRequestAcknowledge4.RRCConnectionReconfiguration5.

RRCConnectionReconfigurationComplete7.SgNBReconfiguration

Complete12.E-RABModification

Indication16.E-RABModification

Confirm13.Bearer

Modification14.EndMarker

Packet15.New

Pat