《5G-A工业智能化实训(岗位强化训练)》课件-项目1 5G-A工业企业智能化场景建模及规划设计

5G-A工业企业智能化场景建模及规划设计5G-A系统概述014互联网应用−

互联网应用开始出现2G3G以语音业务核心−

移动电话业务广泛应用提供低速数据业务−

100kbps速率数据业务开始发展−

几十Mbps速率以语音业务为主−

移动电话业务仍然应用广泛eMBB−

百兆的用户体验超高速移动−

500km/h移动数据业务进一步提速−

10Gbp+速率4GVoLTE−

基于IMS的全IP的语音业务VoNR−基于VoIP的语音业务的持续发展数据业务占绝对主导−

几百Mbps速率高速移动−

350Km/h5G垂直行业−uRLLC超低时延、mMTC超大连接移动互联网−

Mbps级别的用户体验5G面向垂直行业和万物互联，支持更高速率，更大连接，更低延时什么是5G5移动数据业务流量爆炸式增长现有4G网络容量难以满足02040602016 2017 2018 2019 2020 2021Source:CiscoVNIMobile,

20177EB11EB17EB24EB35EB49EB相比2016年，预计到2021年，全球移动数据业务总需求将增长7倍0500100015002G 3G 4G 5GAR/VR，超高清视频，裸眼3D等新型业务，用户体验速率需求将达到Gbps+用户体验速率要求越来越高现有4G网络承载能力终将不足Source:

IMT-2020(5G推进组)5G愿景及白皮书至2020年，全球物联网连接数将达到上千亿车联网，工业控制等新领域要求1ms低时延，近100%高可靠车联网领域：自动驾驶：

端到端时延低于3ms，可靠性至少99.999%工业互联网领域：网络能力差异较大，某些工业控制类业务要求超低时延（~1ms），高可靠性（99.999%）其他新领域：高端智能机器人，智能电网，远程医疗等，要求上百Mbps，1ms~几十ms

端到端时延，接近100%可靠性物联网蓬勃发展，现有4G网络海量连接能力待提升车联网，工业控制等新领域，现有4G网络难以满足超低时延超高可靠场景需求MbpsEB5G面临哪些问题6容量增强接入海量终端超高可靠超低时延1000倍网络容量提升10-100倍用户速率提升每平方公里1000K连接数10倍+电池寿命延长1ms时延99.999%可靠性增强移动宽带eMBB海量机器通信mMTC超高可靠低时延通信URLLCGB/秒移动通信3D/超高清视频高清语音云游戏VR/AR智能家居智慧城市工业自动化自动驾驶高可靠应用M2M云办公移动医疗智能交通5G解决了什么问题4时间版本号冻结内容2017.12R15eMBB-Option32018.6R15eMBB-Option22019.3R15-Late

DropeMBB-Option4，Option

7和5G-5G双连接2020.3R16uRLLC2021R17mMTC5G协议共分R15、R16、R17三个阶段，中国立项协议数量居全球首位3GPP

5G

NR

协议标准6NS

AF

i

r

s

t c

a

l

l联通电信共建基站

2018.4.2，中国移动与中兴通讯在广州成功打通了基于3GPPR15标准的国内第一个5G电话，正式开通端到端5G商用系统规模外场站点2019.9.27，中国电信与中国联通第一个5G

NSA共建站点开通。2019.12.14，中国电信与中国联通第一个5G

SA共建站点开通SA

F

i

r

s

t c

a

l

l2019.4.18，

中国电信率先在华为5G网络率先实现了首个端到端5G

SA语音通话SA

广电5

G 2019.11.23，中国广电与华为在长沙成功开通第一个

5G

基站，SA组网模式。截止目前，全国已开通5G基站15万，预计到2020年底，国内四家运营商的5G基站建设规模将达到60万个。5G商用进展分析秘密▲5G频谱介绍102030405060708090100GHzWRC195 6高频中低频6642. 45.547.2

50.4524.2

27.5

31.

33.4

37

40.5

43.5

47

50.2

52.65 8768186WRC15/193.83.43.64.4

4.90 1 2 3 4高频:高频:高频:高频:高频:27.5-28.35G24.25-27.5G24.25-27.5G27.5-29.5G26.5-29.5G37-38.6G31.8-33.4G37-43.5G38.6-40G40.5-43.5G64-71G中低频:中低频:中频:中频:中频:2.5G3.4-3.6G2.6G3.4-3.7G3.4-3.7G600M3.6-3.8G3.3-3.6G4.4-5G700M4.8-5G928.35700M1.45G频率范围中国移动2.515-2.675GHz，4.8-4.9GHz中国联通3.5-3.6GHz中国电信3.4-3.5GHz中国广电700MHz，4.9GHz我国5G频谱分配情况115G

网络总体拓扑UE(R)ANUPFAFAMFSMFPCFUDMDNN6NRFNEFN3N2N4AUSFNausfNamfNsmfNpcfNnrfNnefNudmNafNSSFNnssf5G基站重构为CU和DU两个逻辑网元5G的基站功能重构：5G的基站功能重构为CU和DU两个功能实体。CU与DU功能的切分以处理内容的实时性进行区分。

CU： CU(Centralized

Unit)：主要包括非实时的无线高层协议栈功能，同时也支持部分核心网功能下沉和边缘应用业务的部署DU：DU(Distributed

Unit):主要处理物理层功能和实时性需求的层2功能。考虑节省RRU与DU之间的传输资源，部分物理层功能也可上移至RRU实现AAU：原BBU基带功能部分上移，以降低DU-RRU之间的传输带宽RAN切分后带来的5G多种部署方式站点机房站点机房站点机房站点机房5G

CU中心机房DUDUDUAAU/RRU

AAU/RRUAAU/RRU站点机房5G

CU中心机房AAU/RRUDU

PoolCU云化&DU集中CUDUD-RAN12 CU云化&DU分布式部署3AAU/RRU未来5G将D-RAN和CU云化并存，协同组网DRAN架构介绍DRAN架构介绍5G网络架构5G组网示意图（接二连三）5G无线接入网的部署方式5G无线接入网的部署方式分布式无线接入网（DRAN）组网原理分布式基站较多采用DRAN架构，尤其是在4G网络中使用比较多。5G的网络部署也是以DRAN架构为主。DRAN架构采用CU和DU合设为BBU部署，并将BBU和AAU都独立部署在站点机房；同时每个站点机房单独部署配套的电源及其他外设设备。DRAN架构部署DRAN站点部署DRAN传输组网在DRAN架构中，每个站点均独立部署机房，BBU与RRU/AAU共站部署，配电供电设备及其他配套设备均独立部署。在站点传输方面，DRAN采用各BBU独立星状拓扑的方案，每个站点和接入环设备独立连接。DRAN架构优势在DRAN架构中，BBU与RRU/AAU共站部署，站点回传可根据站点机房实际条件，采用微波或光纤方案灵活组网。采用BBU与RRU/AAU共站部署，CPRI光纤长度短，而单站回传只需一根光纤，整体光纤消耗低。即使单站出现供电、传输方面的故障问题，也不会对其他站点造成影响。DRAN架构缺点站点配套独立部署，投资规模大。新站点部署机房时，建设周期长。站点间资源独立，不利于资源共享。站点间信令交互需要经网关中转，不利于站间业务高效协同。CRAN架构介绍CRAN架构介绍CRAN架构概述集中式无线接入网（CRAN）是将CU和DU分开部署之后形成的部署方案。部署CU的目的是将BBU高层功能集中起来管理，有点类似于重新采用了2G和3G时代的基站控制器的组网思想。而这个CU既可以放在远端中心机房，也可以放在近端中心机房。BBU的低层功能集中在DU中。CRAN站点部署方案CRAN传输组网CRAN站点部署在CRAN架构中，多个站点的BBU模块会被集中部署在一个中心机房中，各站点射频单元通过前传拉远光纤与中心机房BBU进行连接。站点传输方面，一般情况下，接入环传输设备直接部署在CRAN机房中，各BBU直接连接在接入环传输设备的不同端口上。CRAN架构优势（1）5G的超密集站点组网会形成更多覆盖重叠区，CRAN更适合部署CA、CoMP和单频网（SingleFrequencyNetwork，SFN）等，可以实现站间高效协同，大幅提升无线网络性能。（2）CRAN可简化站点获取难度，一方面，其可以实现无线接入网快速部署，缩短建设周期；另一方面，其在不易于部署站点的覆盖盲区中更容易实现深度覆盖。（3）可通过跨站点组建基带池，实现站间基带资源共享，使资源利用更加合理。CRAN架构缺点（1）BBU和RRU之间形成长距离拉远，前传接口光纤消耗大，会带来较高的光纤成本。（2）BBU集中在单个机房中，安全风险高，一旦机房出现传输光缆故障或水灾、火灾等问题，将导致大量基站出现故障。（3）要求集中机房具备足够的设备安装空间，且机房具备完善的配套设施用于支持散热、备电（如空调、蓄电池等）。CLOUDRAN架构介绍CloudRAN架构无线接入网重构需求随着2G/3G/4G/5G网络的相继建设部署，整个移动通信网络正变得越来越复杂，尤其是在无线接入网层面。各厂家之间独立的网元烟囱式架构增加了网元建设与维护成本，同时新的制式又不断引入新的频段。无线接入网重构需求宏站+微站+室分混合组网形成异构网络，站点形态多样，功率大小不一，导致无线接入网的运维管理难度越来越大。5G网络切片需求切片5G网络智能水表等自动驾驶等语音、上网业务/设备业务/工业移动宽带--20Gbps低时延高可靠--<1msNB-IoT100万连接/km25G网络语音、上网自动驾驶等智能水表等5G网络：语音/上网、物联网、低时延高

可靠等智能水表等自动驾驶等语音、上网业务/设备业务/工业移动宽带--20Gbps低时延高可靠--<1msNB-IoT

100万连接/km24G网络4G网络4G网络：语音、文本和上网4G网络用切片来满足用户需求MeterServerEdgeDCLocal

DC中央DCVRServer核心网可编程的功能集合SOC：ServiceOrientedCoreSOC-UPSOC-CPV2XserverSOC-UPSOC-UP/SOC-CPSOC-CPSOC-CPAPPserverSOC-UP编解码SATCP加速视频优化缓存Web加速加密可靠性注册安全鉴权路由服务管理用户数据管理QoS应用功能移动管理策略控制安全QoS移动管理QoS视频优化QoS服务管理可靠性可靠性SOC-UP用户面SOC-CP控制面车联网切片1~5ms时延4K视频~10Gbps智能抄表切片百万级

连接语音切片99.9999%可靠性

城域DC边缘DCCloudRAN架构CloudRAN：云化RAN，又分为CU云化&DU分布式部署和CU云化&DU集中式部署：CloudRAN的价值（1）统一架构，实现网络多制式、多频段、多层网、超密网等多维度融合；（2）集中控制，降低无线接入网复杂度，便于制式间/站点间高效业务协同；（3）5G平滑引入，双连接实现极致用户体验，同时避免了4G和5G站点间的可能出现的数据迂回导致的额外传输投资和传输时延；（4）软件与硬件解耦，开放平台，促进业务敏捷上线；（5）便于引入人工智能实现无线接入网切片的智能运维管理，适配未来业务的多样性；（6）云化架构实现资源池化，网络可按需部署，弹性扩/缩容，提升资源利用效率，保护投资；（7）适应多种接口切分方案，满足不同传输条件下灵活组网；（8）元集中部署，节省机房，降低运营支出（OperatingExpense，OPEX

）。CloudRAN使用场景CloudRAN的组网架构是未来的主流。主要使用场景有：基于CloudRAN的组网架构，将不同的技术制式，不同位置的站点，甚至不同的站点形态间协作更有效的支撑起来，这将为用户带来更丰富更优质的用户体验保障方案。这时用户终端可以工作在多连接的模式，即跨制式的多流协作将成为主流常态。未来CloudRAN架构可以应对更丰富的面向垂直行业的业务类型。比如人与人、人与物及物与物的网络，需要强大网络支撑能力。5G-ANR传输网5GNR传输网传输网在移动通信系统中的作用对传输网最直观的认识：距离长传输网与业务网的关系传输网是业务网的基础5G链路对传输网的需求所以5G不能简单的沿用4G或者3G时代的传输网。应该有所创新。场景关键性能挑战连续广域覆盖100Mbps用户体验速率热点高容量用户体验速率：1Gbps峰值速率：数十Gbps流量密度：数十Tbps/km2低功耗大连接连接数密度：106/km2超低功耗，超低成本低时延高可靠空口时延：1ms端到端时延：ms量级可靠性：接近100%5G传输网架构变化4G

时代，核心网元位置一般处于骨干层，UE（User

Equipment，用户设备）到核心网的时延将难以满足要求。因此，核心网下移以及云化成为

5G

发展的趋势，3GPP

已经将核心网下移纳入讨论范围，并推动

MEC（Mobile

Edge

Computing，移动边缘计算）的标准化。5G

低时延核心网元下移NewCore+EMC5G前传承载方案有源WDM-OTN方式光纤直连方案无源WDM组网方式环网、点到点网络星型、点到点网络点到点网络优势节省光纤、提供环网保护、支持综合承载、支持业务收敛实现简单纯无源技术，设备简单，节约光纤劣势成本相对较高消耗大量光纤资源，仅适合部署于光纤资源丰富区域运维定界不清晰、故障定位难、波长规划复杂5G前传承载方案适用场景DUAAU接入站点场景A小集中综合业务机房DU场景BP2P大集中AAU综合业务机房DU场景C大集中组网场景场景A场景B场景C描述DU部署位置较低，与4G宏站BBU部署位置基本一致，此时与DU相连的5GAAU数量一般小于30个（<10个宏站）DU部署位置较高，位于综合接入点机房，与DU相连的5GAAU数量一般大于30个，接入主干光缆为树形结构DU部署位置较高，位于综合接入点机房，与DU相连的5GAAU数量一般大于30个，接入主干光缆为环形结构适用方案有源/无源

CWDM/DWDM有源/无源

OTN/WDM有源

OTN/WDM接入站点接入站点5G中传和回传承载网络架构5G

中传和回传对于承载网在带宽、组网灵活性、网络切片等方面需求基本一致，因此可以采用统一的承载方案。5G中传和回传承载方案方案1、分组增强型

OTN+IPRAN

方案方案2、端到端分组增强型OTN方案OTN设备按需配置ODUk穿通模式，保证5G承载对低时延和带宽保障的需求;分组增强型OTN与IP

RAN之间通过BGP协议实现路由信息的交换；为了满足5G承载对大容量和网络切片的承载需求，IPRAN需要引入25\50\100GE等高速接口技术；采用FlexE(FlexibleEthernet，灵活以太网)等新型接口技术实现物理隔离相比方案1，不用跨平台维护，从而更好地发挥分组增强型OTN强大的组网能力和端到端的维护管理能力可利用分组增强型OTN进行业务综合承载，包括家宽、专线业务；分组增强型OTN可与前传承载方案衔接，前后传统一承载，降低Capex和Opex5G网络切片承载方案基于一层隔离承载方案1、光通道划分（ODUFlex）2、端口隔离（实现简单、粒度大）3、灵活以太FlexE物理层交叉（一层与二层之间）基于二层隔离承载方案MPLS-TP

标

签、VLANID，也即逻辑隔离，通过Qos控制策略满足不同切片的带宽、时延和丢包等性能需求OTN网络切片承载方案可结合SDN智能控制，提升开通、维护效率5G-ANR核心网5GNR核心网5G的主要网元NG-RAN(接入网)：gNB组成5GC(核心网)：AMF(控制面)，UPF(用户面)5G的网络接口Xn接口：gNB之间的接口，支持数据和信令传输NG接口：NG2连接AMF，NG3连接UPF的接口有两种NG-RAN节点gNB和UE之间使用NR控制面和用户面协议ng-eNB和UE之间使用e-UTRA控制面和用户面协议5G总体组网架构5G核心网面临的挑战支持多样的商业模式从消费者市场拓展到工业和企业市场提供灵活按需的业务传统的单体软件架构无法提供灵活服务更加复杂的网络管理5G核心网需要处理不同的接入技术网络安全和隐私保护更加广泛的应用和环境带来很多安全问题更加开放的服务生态需要开放平台快速、安全引入新业务5G核心网应该怎么演进？标准与开放遵循3GPP,ETSINFV等标准支持开放的架构与接口

(OPNFV,OpenStack,等.)云原生架构服务化架构控制面和用户面分离无状态设计按需的业务灵活的网络切片跨DC的灵活部署端到端的编排SDN/NFV实现跨域资源和网络业务的统一编排和管理层次化的编排架构，结构清晰，便于系统维护。VM/ContainerOrchestratorVIM/PIMOSSBigDataPolicyOpenAPIMICT-OS

MonitoringVNFMComputingStorageNetworkServiceAssurance5GCoreNetworkMANONEFNRFPCF…AUSFCMFAMFSMF…CDBUPFTCFUserPlaneControlPlaneeMBBuRLLCmMTC5G核心网解决方案整体架构分析5G核心网在解决方案中的地位非常重要！5G核心网内部结构亮点：4SServicebasedStatelessNFNetworkSlicingC/UplaneSeparation目标：3AAnyAccessAnyWhereAnyService5G核心网网络功能介绍网络功能中文全称功能描述与4G网元对比AMF接入和移动性管理功能完成移动性管理、NASMM信令处理、NASSM信令路由、安全锚点和安全上下文管理等MME中NAS接入控制功能SMF会话管理功能完成会话管理、UEIP地址分配和管理、UP选择和控制等MME+SGW+PGW中会话和承载管理的控制面功能UDM统一数据管理管理和存储签约数据、鉴权数据HSS、SPRAUSF认证服务器功能完成用户接入的身份认证功能MME中鉴权功能UPF用户面功能完成不同的用户面处理SGW/PGW中用户面功能PCF策略控制功能支持统一策略框架，提供策略规则PCRFNRF网络存储功能维护已部署NF的信息，处理从其他NF过来的NF发现请求N/ANEF网络开放功能使内部或外部应用可以访问网络提供的信息或业务，为不同的使用场景定制化网络能力N/A5G核心网架构的特点-网络切片5G核心网架构的特点-基于服务的接口5G-A信令流程5G信令流程信令流程基础知识-UEAS侧标识标识类型应用场景获得方式RA-RNTI随机接入中用于指示接收随机接入响应消息根据PRACH时频资源位置获取TemporaryCRNTI随机接入中，没有进行竞争裁决前的CRNTIgNodeB在随机接入响应消息中下发给终端C-RNTI用于标识RRCConnected状态的UE初始接入时获得CS-CRNTI半静态调度标识gNodeB在调度UE进入SPS时由RRC分配P-RNTI寻呼消息调度FFFE（固定标识）SI-RNTI系统广播消息调度FFFE（固定标识）MCS-C-RNTI用于指示PUSCH/PDSCH使用的MCS表格通过RRC消息中的PhysicalCellGroupConfig信源携带SFI-RNTI用于加扰Format2_0，指示时隙结构INT-RNTI用于加扰Format2_1，指示抢占信息TPC-PUSCH/PUCCH/SRS-RNTI加扰上行功控DCI，用于上行功率控制流程SP-CSI-RNTI用于加扰Format2_0，指示时隙结构信令流程基础知识-UENAS侧标识用户标识名称来源作用IMSIInternationalMobileSubscriberIdentitySIM卡作为用户的身份标识，但5G中可能引入新的标识IMEIInternationalMobileEquipmentIdentity终端国际移动台设备标识，唯一标识UE设备，用15个数字表示5G-GUTI5GGloballyUniqueTemporaryIdentifier由AMF分配取代IMSI作为用户的临时ID,提升安全性5G空口RRC状态及迁移相较于4G只有RRC_IDLE和RRC_CONNECTED两种RRC状态，5GNR引入了一个新状态RRC_INACTIVE，主要原因：UE快速转换到RRC连接态，满足5G控制面时延要求；UE终端节能。5G无线承载5G无线承载分为信令承载和数据承载。注册管理与连接管理注册管理RM：表示UE是否成功注册到5GCAMF，有两种状态：RM-DEREGISTERED和RM-REGISTERED。这两种状态在特定的消息触发下可以发生迁移；连接管理CM：是由UE和AMF间的NAS信令连接的建立和释放两部分组成。NAS信令连接用于UE和核心网之间进行NAS信令交互，有两种状态：CM-IDLE和CM-CONNECTED。会话管理5GC支持PDU连接业务，PDU连接业务就是UE和DN之间交换PDU数据包的业务；PDU连接业务通过UE发起PDU会话的建立来实现。一个PDU会话建立后，也就是建立了一条UE和DN的数据传输通道。每个PDU会话支持一个PDU会话类型，PDU会话在UE和SMF之间通过NASSM信令进行建立、修改、释放。网络也可以出发PDU会话的建立：应用服务器要建立PDU会话连接时会给5GC发送触发消息；5GC收到应用服务器的建立请求时会给UE发送触发PDU会话建立的消息；UE收到后会将其发给UE上对应的应用；UE上的应用根据触发消息的内容来决定何时发起指定的PDU会话连接。信令流程-小区搜索小区搜索主要达到的主要目的有3个：完成下行同步，包括频率、符号和帧同步；（PSS）获得当前小区的识别符；（SSS）接收并解码广播信道BCH上的系统信息，与小区建立正常联系。（PBCH）信令流程-初始入网流程SA场景UE开机入网包含以下几个步骤：获得上下行同步：侦听网络获得下行同步；随机接入，获取上行同步；建立UE到核心网的信令连接；完成到NGC的注册；完成PDU会话建立：PDU会话建立是独立于注册的流程，而LTE网络则是Attach流程中包含了默认承载建立流程。信令流程-业务请求流程何时触发。用户注册之后，如果UE回到Idle模式，再发起业务时使用ServiceRequest流程，也就是：

当UE无RRC连接且有上行数据发起需求时；

当UE处于CMIDLE态且有下行数据达到时；触发原因：UE触发；网络触发，即寻呼+ServiceRequest，或者网络对空闲状态UE发起信令过程，如注销等过程；信令流程-PDU会话管理流程系统内切换-站内切换CU测量控制下发：源DU小区将测量控制信息通过F1接口传递给CU，CU通过RRC信令下发给UE；同频切换使用A3事件。UE测量结果上报：当测量结果满足A3上报条件时，UE上报服务小区和邻区的测量结果；源DU小区切换判决：选择信号质量最好的邻区尝试切换切换命令执行：下发RRC重配命令给UE。系统内切换-站间Xn切换和站间Ng接口切换站间切换与站内切换的基本流程是一致的，主要区别在于信令流程，站间切换分为Xn和Ng切换，信令流程涉及Xn或Ng接口，涉及的网元包括目标gNB和AMF。5G-A关键技术的分类关键技术的分类关键技术的作用未来的移动网络的需求：1000倍的数据容量增长，10到100倍的无线设备连接，10到100倍的用户速率需求，10倍长的电池续航时间需求等等。4G网络的关键技术已经无法满足这些需求，需要提出新的关键技术或者在原来技术上进行改进，最终形成一个新的网络，也就是现在的5G。5G通信性能的提升不是单靠一种技术，需要多种关键技术相互配合共同实现！关键技术的分类-纵向分类5G网络由核心网、传输网和无线接入网组成，那其关键技术肯定也是分布在这三个通信子网系统中。属性名称定义方式

核心网网络功能虚拟化将网络功能软件化，并运行于通用硬件设备之上，以替代传统专用网络硬件设备。软件定义网络一种将用户面与控制面分离的网络设计方案。网络切片和多接入边缘计算根据不同的应用场景，将一张物理网络分成多个虚拟网络与之对应，虚拟网络间是逻辑独立的；多接入边缘计算是位于网络边缘的、基于云的IT计算和存储环境。传输网前传无线前传技术，主要减少时延和前传容量。回传无线回传技术，即IAB（5GNR集成无线接入和回传）。关键技术的分类-纵向分类属性名称定义方式

无线接入网新型编码技术LDPC编码和polar码，纠错性能高。软件定义无线电可实现部分或全部物理层功能在软件中定义。认知无线电通过了解无线内部和外部环境状态实时做出行为决策。SmallCells就是小基站（小小区），相较于传统宏基站，SmallCells的发射功率更低，覆盖范围更小，通常覆盖10米到几百米的范围。自组织网络可自动协调相邻小区、自动配置和自优化的网络，以减少网络干扰，提升网络运行效率。设备到设备通信指数据传输不通过基站，而是允许一个移动终端设备与另一个移动终端设备直接通信。MassiveMIMO在基站和终端侧采用多个天线，MIMO系统被描述为M×N，其中M是发射天线的数量，N是接收天线的数量。毫米波指RF频率在30GHz和300GHz之间的无线电波，波长范围从1mm到10mm。多址技术NOMA是在发送端使用叠加编码，而在接收端使用SIC，借此，在相同的时频资源块上，通过不同的功率级在功率域实现多址接入。带内全双工可以在相同的频段中实现同时发送和接收。双连接手机在连接态下可同时使用至少两个不同基站的无线资源。低功耗广域网络技术不同的应用场景权衡利弊，控制终端的发射功率。超密集组网技术通过更加密集化的无线网络基础设施部署，在局部热点区域实现百倍量级的系统容量提升；要点在于通过小基站加密部署提升空间复用方式。关键技术的分类-横向分类如果按照5G应用场景来分，又可以分为：eMBB类、uRLLC类和mMTC类的关键技术。（1）根据eMBB超宽带的指标要求，单基站的峰值速率要达到10Gbps，频谱效率要达到4G的3至5倍。为达到eMBB的指标，采用的关键技术有：LDPC/Polar码等新的编码技术提升容量，使用毫米波拓展更多频谱，使用波束赋形带来空分多址增益；使用NOMA技术实现PDMA功率域的增益；使用MassiveMIMO技术来获得更大的容量，毫米波让波长更短，天线更短，在手机上可以安置的天线数更多，基站侧可支持64T64R共128根的天线阵列。关键技术的分类-横向分类（2）根据uRLLC的指标要求，时延达到1毫秒。为达到uRLLC的指标，采用的关键技术有：新的空口标准5GNR中定义了更灵活的帧结构，更灵活的子载波间隔配置，最大的子载波间隔240KHz对应时隙长0.0625ms，这样超低时延应用称为可能。通过新的多载波技术解决目前CP-OFDM中存在的保护间隔等资源浪费，降低时延增大利用率。网络切片技术让网络变得更加弹性，可以更好的支持超低时延的应用，建立一条端到端的高速功率，网络切片技术主要是核心网的SDN和NFV的应用。关键技术的分类-横向分类（3）根据mMTC的指标要求，连接密度每平方公里达到100万个。为达到mMTC的指标，采用的关键技术是基于eMTC和NB-IoT进行演进。eMTC适合对数据量、移动性、时延有一定的要求的场景eMTC，具有静止、数据量很小、时延要求不高等特点。但对工作时长、设备成本、网络覆盖等有较严格要求的场景NB-IoT更合适。关键技术的分类-其他分类5G关键技术的分类还有很多种方法，但是采用关键技术的目标是为了满足持续增长的社会通信业务需求。结合实际的应用场景、组网方案、成本等因素学习5G关键技术，建立“4G改变生活，5G改变社会”的认识，未来5G将渗透未来社会的各个领域，以用户为中心构建全方位的信息生态系统，最终实现“信息随心至，万物触手及”的总体愿景。5G-A关键技术的作用关键技术的作用关键技术-massiveMIMOmassiveMIMO从两方面理解：（1）天线数（2）信号覆盖的维度关键技术-NOMA多址技术NOMA的核心理念是在发送端使用叠加编码（superpositioncoding），构造一个非正交向量空间，供UE选择并传输。而在接收端使用SIC（串行干扰消除），因此在相同的时频资源块上，通过不同的功率级在功率域实现多址接入。关键技术-超密集组网技术超密集组网即UDN（UltraDenseDeployment超密集网络部署），是通过更加密集化的无线网络基础设施部署，在局部热点区域实现百倍量级的系统容量提升；要点在于通过小基站加密部署提升空间复用方式。目前，UDN正成为解决未来5G网络数据流量1000倍以及用户体验速率10～100倍提升的有效解决方案。超密集组网关键技术多连接技术：对于宏微异构组网，微基站大多在热点区域局部部署，微基站或微基站簇之间存在非连续覆盖的空洞。无线回传技术：现有的无线回传技术主要是在LOS传播环境下工作,主要工作在微波频段和毫米波频段,传播速率可达10Gbit/s。当前无线回传技术与现有的无线空口接入技术使用的技术方式和资源是不同的。D-MIMO技术：在同频组网场景下，随着站点数量増加和站点密度増大，小区间重叠覆盖度增加，同频干扰的问题严重，一方面广播信道(包括控制信道和参考信号)干扰增大，导致用户接入受限；另一方面边缘区域增加导致边缘用户业务信道性能下降，从而导致站点增加可以带来的吞吐量提升非常有限，特别是小区边缘用户的感知很难保证。VirtualCell虚拟小区技术：随着小站部署越来越密集，小区边缘越来越多，当UE在密集小区间移动时，不同小区间因PCI不同导致UE小区间切换频繁。NFVI：NFV基础设施。VNFS：虚拟网络功能。NFV管理编排维护：管理和调度硬件资源、虚拟资源层、虚拟化网元以及完整网络功能的编排和生命周期，达到高性能、高可靠、自动化的效果。关键技术-SDN/NFV技术LTE/NR双连接的基本原理与LTE双连接相同，设备同时连接到无线接入网络内的多个节点：（1）有一个主节点（在一般情况下是eNB或gNB）负责无线接入控制平面。信令无线承载终止于主节点，主节点还处理设备的所有基于RRC的配置；（2）有一个或多个辅助节点（eNB或gNB）为设备提供附加的用户面链路。关键技术-双连接/多连接技术5G专网理论课程目录

CONTENTS02移动网络参数配置03网络故障处理01移动网络知识点介绍移动网络知识点介绍01知识点1-5G组网部署方式差异架构设计以网元为单位移动性功能分离，但会话控制功能分散在MME、S/P-GW等网元集中的出口网关网元之间直接互通架构设计以网络功能为单位，不再严格区分网元基于服务化架构（SBA）的设计思路,NF进一步拆分为服务，支持无状态分布式的用户面功能UPF引入网络切片NSAHSSMMESGWPGWgNodeBPCRFS6aS10S11S1-MMES1-US5GxS11SAeNodeBx2UERANAUSFAMFSMFUPFUDMPCFNEFNRFVNFNudmNnefNnrfNafNpcfNsmfNamfNausfN1N2N3N4N6NSSFNnssfMECAPPMEPMp2Mp1知识点2-5G网络功能NF和4G网元类比5G网络功能功能简介4G中类似的网元AMF接入管理功能，注册管理/连接管理/可达性管理/移动管理/访问身份验证,授权，短消息等。终端和无线的核心网控制面接入点MME中的接入管理功能AUSF认证服务器功能，实现3GPP和非3GPP的接入认证MME中鉴权部分+EPCAAAUDM

统一数据管理功能，3GPPAKA认证/用户识别/访问授权/注册/移动/订阅/短信管理等HSS+SPRPCF策略控制功能，统一的政策框架，提供控制平面功能的策略规则PCRFSMF会话管理功能，隧道维护，IP地址分配和管理，UP功能选择，策略实施和QoS中的控制部分，计费数据采集，漫游功能等MME+SGW+PGW中会话管理等控制面功能UPF用户面功能，分组路由转发，策略实施，流量报告，QoS处理SGW-U+PGW-UNRFNF库功能，服务发现，维护可用的NF实例的信息以及支持的服务无NEF网络开放功能，开放各网络功能的能力，内外部信息的转换SCEF中的能力开放部分NSSF网络切片选择功能，选择为UE服务的一组网络切片实例无MECAPP与MEC平台交互用于消费和提供MEC服务无MEP为MEC应用和服务提供运行环境，数据面规则控制无注：只是有助于理解，不代表功能的等同知识点3-5G基站重构为CU和DU两个逻辑网元5G的基站功能重构：5G的基站功能重构为CU和DU两个功能实体。CU与DU功能的切分以处理内容的实时性进行区分。

CU（集中控制单元）

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