中国电信5G多连接网络架构.pptx

让客户尽情享受信息生活5G多多连连接网接网络络架构及架构及标标准化准化进进展展内容5G多网络融合需求1LTE中的多网络融合技术25G多网络融合研究和标准化进展3做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商内容5G多网络融合需求1LTE中的多网络融合技术25G多网络融合研究和标准化进展3做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商5G业务和运营需求（1/2）5G下多网下多网络络共存日共存日趋趋突出突出5G下更高的下更高的业务业务和运和运营营需求需求EPC5G CoreLTE5G NRWLAN 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做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商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 升运营水平做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商 现有多RAT控制面位于核心 网，网络协同能力有限求55G核心接入技术（1/2）核心网FDD Massive MIMO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 6G100G频带分布式Massive MIMO 下行频带 上行频带高频密集组网灵活频带做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商65G核心接入技术（2/2）业业界界5G重点研究方向重点研究方向Rel-145G标标准重点关注方向准重点关注方向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一3GPP 5G工作TR 38.913:The RANarchitecture shall support tight interworking between the new RAT and LTE做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商内容5G多网络融合需求1LTE中的多网络融合技术25G多网络融合研究和标准化进展3做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商LTE中的多网络融合技术Carrier AggregationCarriersC o n n e c t i o nLTEWLANaggregationRATsE n h a n c e m e n teNodeBsDual Connectivity做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商Rel-12 Dual ConnectivityCon trolUser planeplaneA UE is connected to one MeNB and one SeNB.User planeNonideal backhaulMeNB and SeNB connected via a non ideal backhaul over the X2 interface.Selfscheduling betweenF1MeNB&SeNB5 CC at mostMCG(Master Cell Group):a group of serving cells associated with the MeNB,comprising of the PCell and optionally one or more SCellsSCG(Secondary Cell Group)：a group of serving cells associated with the SeNB,comprising of PSCell and optionally one or more SCellsPSCell(Primary Scell)/Special Scell：At least one cell in SCG has a configured UL CC and one of them,named PSCell,is configured with PUCCH resources做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商Rel-12 Dual Connectivity Control PlaneThe S1MME is terminated in MeNBand the MeNB and the SeNB are interconnected via X2CMMEMeNB take charge of the RRC state of UE,and transmit RRC signalling to UE.RRC containersMeNBSeNBThe MeNB and the SeNB exchange information about UE configuration by means of RRC containers(internode messages)carried in X2 messages.RRC signalling做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商Rel-12 Dual Connectivity Control PlaneMobilitySeNB addition:MeNB initiatedSeNB release:MeNB or SeNB initiated SeNB change:MeNB or SeNB initiatedMeNBto(M)eNB handover,SeNB is releasedWithout interMeNB handover involvedEVENT A3/A5 can be reused and enhanced做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商Rel-12 Dual Connectivity User Plane3C1A1A:S1U that terminates in SeNB+independent PDCPs(no bearer split)3C:S1U that terminates in MeNB+bearer split in MeNB+independent RLCs for split bearers做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商Rel-12 Dual Connectivity User PlaneSCG bearer(1A):S1U can terminate in the SeNBSplit bearer(3C):the S1U only terminates in the MeNB and the user plane data is transferred from MeNB to SeNB using the X2U.Split bearer is assigned by MeNB the same DRB ID on MeNB and SeNB.MCGbearerSCGbearerSplit bearer做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商Dual Connectivity mobility performanceEvents per UE per hour2000PP HO1500PM HOEvents per UE per hour2000SCell Change1500SCell RemovalMP HOMM HO1000500SCell AddPCell HO100050003 kmph30 kmph60 kmph3 kmph30 kmph60 kmph2 Picos2 Picos2 Picos10 Picos10 Picos10 Picos03 kmph30 kmph60 kmph3 kmph30 kmph60 kmph2 Picos2 Picos2 Picos10 Picos10 Picos10 PicosMobility Events for interfrequency handoverEvents for DC0.20.180.160.14macro2pico pico2macro54.543.5macro2pico pico2macro0.120.10.080.060.040.020macro2macro pico2pico scell add scell remove pcell handover scell change32.521.510.50macro2macro pico2pico scell add scell removepcell handover scell changeMobility Events做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商Mobility failure rateRel 13 LTE-WLAN AggregationMME/S-GWS1S1WTeNBXwXwXwWLAN APeNBWTXwWLAN APBoth LTEWLAN colocated and uncolocated scenarios are supportedWLAN Termination:logical node that terminates the Xw interface.WT can be WLAN AP or WLAN ACXw interface is similar to X2 interface in DC做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商Rel-13 LWA User Plane architecturePDCPPDCPS1XnRLCMACRLCMACRLCMACMeNBSeNBArchitecture 2CArchitecture 3CS1Switched BearerSplit BearerMCGBearerPDCPPDCPXwPDCPRLCWTRLCMACDRB ID AdditionDRB ID AdditioneNB做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商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LWA demo，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。WIFI AP模拟LTE核核心网产生数据 速率为200Mbps心网LTE eNBLTE UE只开启LTE，系统最高传输速率 可以达到100Mbps做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商LWA开启后，系统最高传输速 率可以达到200MbpsLWA演示（2/2）做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商19内容5G多网络融合需求1LTE中的多网络融合技术25G多网络融合研究和标准化进展3做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商候选网络架构（1/2）EPCNGCLTENGCEPC5G多接入融合网多接入融合网 络络架构架构多网络融合与核心网eLTENRLTENROption 7Option 3NGCNGC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NREPCNRWLAN融合WLANNROption 4eLTENROption 8LTENR不支持NR与EPC之间存 在控制面直连做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商候选网络架构（2/2）EPCLTEEPCLTENGCNGCNGCNGCNGCEPCEPCEPCEPCLTELTENROption 3LTENROption 3aeLTENROption 7aeLTENROption 7现有4G网络NR非独立部署(NSA)：LTE作为控制面的锚点eLTENROption 7xLTENReLTEOption 3xOption 5Option 1NRNGCNRNGCNGCEPCNREPCEPCOption 2eLTENROption 4eLTENROption 4aOption 6LTENROption 8aLTENROption 8NR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做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商Option 3EPCEPCEPCNASRRCRRCLTENROption 3LTENROption 3aLTENROption 3xPDCPRLCMACPHYRLCMACPHYPDCPCP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。LTENRUP架构PDCPRLCRLCPDCPPDCPRLCRLCPDCPPDCPRLCRLCPDCPMACPHYLTEMAC PHY NRMACPHYMACPHYMACPHYMACPHYLTENR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的速率做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商传输速率Option 5&Option 7NGCNGCNGCNGCNASeLTENROption 7aeLTEOption 5eLTENROption 7xCP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。eLTENROption 7UP架构RRCPDCP RLC MAC PHY eLTERRCPDCP RLC MAC PHYNRPDCPRLCPDCPPDCPRLCRLCPDCP SDAP SDAPPDCPRLC SDAP SDAP PDCPRLCRLCPDCPSDAPSDAP MACRLC MACPHYeLTEPHYNRMAC PHY eLTEMAC PHY NRMACPHYeLTEMACMACPHYeLTEPHYNR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eLTEeLTE与NR之间回传需支持NR的 eLTE与NR之间回传无容量要求 传输速率做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商 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eLTEOption 2&Option 4NGCNGCNGCNASRRCRRCNROption 2Option 4eLTENROption 4aeLTENRPDCPRLCMACPHYRLCMACPHYPDCPCP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。eLTENRUP架构SDAPPDCPRLCSDAPPDCPRLCPDCPPDCPRLCRLCPDCPSDAP SDAP MACPHYNRRLC MACPHYeLTEMACPHYNRMAC PHY eLTEMAC PHY NR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eLTEeLTE与NR之间回传需支持eLTE的传输速率做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商 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（支持系列（支持eMBB）标标准于准于2017年年12月月冻结冻结，对应对应ASN.1于于2018年年3月月冻结冻结 Oppttiioonn22、4、7系列系列标标准于准于2001188年年6月月冻结冻结，对应对应ASSNN.1于于2001188年年9月月冻结冻结做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商多网络融合方案对比分析Option 3系列系列Option 7系列系列Option 4系列系列架构 图EPCNGCNGCeLTENR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的意义有限做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商多网络融合方案对比分析Option 7Option 7aOption 7xNGCNGCNGC架构图eLTENReLTENReLTENR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 530ms，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Option 7对现对现网的影响最大；网的影响最大；Option 7a、Option7x对现对现网的影响相当，网的影响相当，Option 7x的性能略的性能略优优于于Option 7a做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商全球运营商对于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NSA Option3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Option 7。Docomo：LTENRNREPCEPCEPCLTEeLTE NGCStep 1:Migration scenario towards NR (option3/3a)Step 2：Migration scenario towards NextGen CoreEPCEPCNGCEPCNGCEPC AT&T：EPCNGCNGCLTENRNRLTEeLTEeLTE NRLTE/PEC Option 3/3a/3x Option 7/7a including Option 3/3a/3x Option 4/4a and/or 2 including Option 3/3a/3x&Option 7/7aTelecom Italia：LTENRLTENRLTELTE/EPC Option 5 andOption 7 Option 5and Option 7 and Option2China Unicom：EPCNREPCLTENRNGCeLTE LTELTE/EPC Option 5 and Option 7/7a Option 5 and Option 7/7a and Option2做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商全球运营商对于4G-5G网络演进的观点CMCCOption 5做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商EPCLTELTENGCNRLTENGCNRNGCNRLTE/EPC Option 2+Option 5 Option 4/4a Option 2EPC LTELTENGCNRNGCNRLTE/EPC-Option 2+Option 5-Option 2EPCEPCNGCNGCLTE/EPC Option：LTELTENRLTENRNR3/3a/3x Option4/4a Option 2EPCLTELTENGCNRNGCNRLTE/EPC Option 7/7a Option 2EPCEPCEPCNGCNGCLTE/EPC Option3/3a/3x Option 1LTELTENReLTENReLTENR+Option 2+Option7/7a Option 2+电信5G时间节点以及网络演进需要考虑的原则2019202020252018标准5G Phase 15G Phase 2电信建成若干规 模预商用网实现5G商用CTNet 2025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（NBIoT）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做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商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sub6G 频段与多数LTE FDD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NR sub6G下 行下 行LTE 频带行行LTE 频带行行NR sub6GNR sub6GHarmonic做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商intermodulationHarmonic mixingNR+LTE 时可能有问题的频谱组合列表 NR(1 CC)+LTE(1 CC)组合需求列表(R41702504):根据RAN批准的spectrum guidance,上述DC列表中红红色色表明存 在潜在的自干扰问题做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商LTE band123578192021252628394166NRFreq.Range3.34.2 GHzYESYESYESYESYESYESYESYESYESYESYESYES4.44.99 GHzYESYESYESYESYESYESYESYESYESYES24.2529.5GHzYESYESYESYESYESYESYESYESYESYESYESYESYes31.833.4GHzYESYESYESYES3740GHzYesBand 7YESYESYESBand 28YESYESYESBand 41YESYESYESYESYESYESYES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(RAN1 89)harmonic/mixing 3GPP RAN1(17-AH#2)上已经提出这个问题,RAN1同意研究解决方案NR/LTE 各自独立组网做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商小结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、业务支持等层面等做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商谢 谢！Rel-12 Dual Connectivity User PlaneBearer SplitRLC UM bearers in split mode is not support for bearer split.UL bearer split is supported in Rel13.For Rel12 DC,the MeNB configures viaRRC over which link the UE transmits UL PDCP data.(no reordering for handover)PDCP reorderingDue to the multistream delivery of DL PDCP PDUs from multiple eNBs (MeNB and/or SeNBs),PDCP PDUs may arrive at UE PDCP entity out of order even without the occurrence of handoverX2based Flow controlTo minimizing or avoiding buffer overflowing,the MeNB provides the split ratio with granularity 1%to the SeNB for the maximum number of DLSCH/ULSCH TB bits received within a TTI做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商Rel-12 Dual Connectivity User PlanePDCP reorderingThe underlying assumption for conventional approach is that any PDCP SDU will be eventually received.However such assumption is not valid since PDCP SDUs might be discarded at eNB due to flow control,and packet might be lost in Xn interface(although the probability is very low).Gaps in PDCP SN may stall the reordering procedure if timer is not used.Reordering scheme(with a tReordering timer)is used for PDCP layer reordering in bear split mode.做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商Rel-12 Dual Connectivity User PlaneFlow controlThe flow control information is provided only by the SeNB to the MeNB for the MeNB to control the downlink user data flow to the SeNB.When the SeNB decides to trigger the Feedback for Downlink Data Delivery procedure it shall report:the highest PDCP PDU sequence number successfully delivered in sequence to the UE among those PDCP PDUs received from the MeNB;the desired buffer size in bytes for the concerned ERAB;the minimum desired buffer size in bytes for the UE;the X2U packets that were declared as being lost by the SeNB and have not yet been reported to the MeNB within the DL DATA DELIVERY STATUS frame.做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商Rel-12 Dual Connectivity User PlaneUE Reporting PDCP StatusContinuous PDCP status reporting from the UE to the MeNB is not supportted.Only used for the scenario of inaccurate or incomplete SeNB reporting of delivered PDCP SN to the MeNB.UE triggers PDCP status report for split bearer at SCG RLC release/reestablishment if network configures UE to send PDCP status report.UE triggers PDCP status report at reconfiguration from MCG bearer to SCG bearer if network configures UE to send PDCP status report.做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商Rel-12 Dual Connectivity X2 interfaceBitsNumber of Octets74321065PDU Type(=0)spare1X2-U Sequence Number2Spare extension0-4BitsNumber of Octets74321065PDU Type(=1)SpareFinal Frame Ind.Lost Packet Report1Highest successfully delivered PDCP Sequence Number2Desired buffer size for the E-RAB4Minimum desired buffer size for the UE4Number of lost X2-U Sequence Number ranges reported1Start of lost X2-U Sequence Number range4*(Number of reported lost X2-u SNranges)End of lost X2-U Sequence Number rangeSpare extension0-4做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商Rel-13 LWA-User PlaneLWA PDCP packet identificationLCC/SNAP header in IEEE 802.11 payloadUse a new EtherType on WLAN to distinguish PDCP PDUs做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商SNAP DSAPSNAP SSAP802.11 MAC header0 xAA0 xAA00-00-00EtherTypePayloadRel 13 LWA User PlaneBearer ID identifierThe bearer ID is added by the eNBThe bearer ID is placed into a separate headerBearer IDPDCP PDU做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商Rel-13 LWA-MobilityMobility setMobility across the APsmobility setbelonging to a mobility set is transparent to EUTRANMobility across mobility set is controlled by the eNBThere may be multiple mobility sets within a WTWLAN APmobility setWLAN APmobility set做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商Rel-13 LWA-MobilityXw interfaceBitsum be74321065PDU Type(=0)spare1eNBWTXw-U Sequence Number2Spare extension0-4DL USER DATABitsmbe r of74321065PDU Type(=1)SpareFinal Frame Ind.Lost Packet Report1Highest successfully delivered Xw-U Sequence Number2Desired buffer size for the E-RAB4Minimum desired buffer size for the UE4Number of lost Xw-U Sequence Number ranges reported1eNBWTDL DATA DELIVERY STATUSStart of lost Xw-U Sequence Number range4*(Number of reported lost Xw-u SN ranges)End of lost Xw-U Sequence Number rangeSpare extension0-4Almost the same with X2 series做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商LWA for legacy equipment IPSec TunnelNo need to upgrade the WLAN AP or access controllerLess interaction between LTE and WiFi and simpler PDCP as there is no need for reordering at the UE.IPsec tunnelling is set above the PDCP protocol layer(i.e.at the PDCP SDU level)IPsec tunnel solution shall also support uplink data for a DRB over IPsec/WLAN(in addition to downlinkReuse existing solution for GTP solution做世界做世界级综级综合信息服合信息服务务提供商提供商