5G無線技術及部署5G無線網(wǎng)絡組網(wǎng)設計

第七章5G無線網(wǎng)絡組網(wǎng)設計5G建網(wǎng)初期,將基于NSA進行組網(wǎng),可以利用已有地LTE網(wǎng)絡接入核心網(wǎng),快速在熱點地區(qū)提供5G地高速業(yè)務服務,降低5G地部署難度與門檻。本課程主要基于NSA組網(wǎng)進行闡述,并重點基于Option3X組網(wǎng)方案,進行規(guī)劃設計探討。學完本課程后,您將能夠:熟悉5G網(wǎng)絡組網(wǎng)方案掌握5G無線網(wǎng)絡設計掌握gNodeB接口設計7.15G無線網(wǎng)絡組網(wǎng)概述7.25G無線網(wǎng)絡設計7.3NSA組網(wǎng)接口設計7.15G無線網(wǎng)絡組網(wǎng)概述5G從3GPPRelease15開始LTE-APro20165GNewRATRel-152017201820195GPhase1.15GPhase1.25GPhase2Rel-16Rel-14NRNSA（非獨立RAT）NRSA（獨立RAT）Full-IMT2020NRNG與NRNAS定義,SA架構（eMBB/uRLLC）Full5G標準,mMTC能力定義;SoftAI/D2D/D-TDD/FlexibleDuplex增強能力定義NSA定義,eMBBNumerology,幀結構NativeM-MIMO&波形NR業(yè)務目的eMBBuRLLCmMTC18年H2預期NSA終端面世19年H1預期SA終端面世5G組網(wǎng)方式Phase1.1推出5G非獨立組網(wǎng)架構(NSA,NR+EPC）,結合MSA技術實現(xiàn)兩個制式地協(xié)同。Phase1.2推出5G獨立組網(wǎng)架構(SA,NR+NGC）NSASALTES1EPCControlplaneUserplane5GNRS1EPCLTE5GNRNG-CNGCORENG-UControlplaneUserplane網(wǎng)絡架構:NSA/SA組網(wǎng)方式LTEAnchor,EPCeLTEAnchor,NewCoreNRAnchor,NewCoreOption3S1X2NRNon-StandAloneEPCNCLTENREPCNCLTEX2EPCNCLTENROption3aOption3XS1S1EPCNREPCNRNCNCOption7Option7aeLTEEPCNCNReLTEOption4S1-UEPCNCNReLTEOption4aeLTES1-UNgXnNgNg-UNRStandAloneX2-CNRLegendUserPlaneControlPlanephase1.1phase1.2(newcore)EPCNRNCOption7XeLTENgXnXn-CNg-U5GNSAgNBwouldsupport5GSAwithoutanyH/Wchanging.7.1.1NSA組網(wǎng)方案——Option3系列7.1.1NSA組網(wǎng)方案——Option3系列Option3系列組網(wǎng)特點:共同點:采用EPC+NR+eLTE地雙連接組網(wǎng)信令面都是通過eLTE側提供,NR側只有用戶面,可以解決初期部署連續(xù)覆蓋地問題不同點:3種架構下地用戶面分流方案Option3:數(shù)據(jù)從eNB側進行分流Option3a:數(shù)據(jù)從EPC進行分流Option3x:數(shù)據(jù)從gNB側進行分流NSA架構特點部署建議Option3數(shù)據(jù)從LTE側進行分流,對eNB側處理能力要求高用戶面錨定在eNB側,可以減少移動性帶來地用戶面中斷gNB無需對接EPC,對EPC改造無要求在LTE側處理能力不受限場景建議部署Option3aEPC直接數(shù)據(jù)分流,只能基于承載進行分流,無法根據(jù)無線環(huán)境進行調整不建議部署Option3x數(shù)據(jù)從gNB側進行分流,對eNB側沒有影響用戶面錨定在gNB,可能存在頻繁地用戶面錨點變更EPC需要與gNB對接初期推薦部署,對LTE側影響小網(wǎng)絡架構:NSA組網(wǎng)數(shù)據(jù)分流方案從LTE到NR地數(shù)據(jù)流量迂回存量LTEBBU需要改造擴容Option3LTENRX2EPC+PDCP/LRRC/LRLC/LMAC/LPHY/LRLC/NRMAC/NRPHY/NRPDCP/NRLTEBBUNRBBUEPC+Option3xLTENRX2EPC+PDCP/LRRC/LRLC/LMAC/LPHY/LRLC/NRMAC/NRPHY/NRPDCP/NRLTEBBUNRBBUEPC+從NR到LTE地數(shù)據(jù)流量迂回NR覆蓋不夠存在多次切換7.1.1NSA組網(wǎng)方案——Option7系列Option7系列包括Option7,Option7a與Option7x三種組網(wǎng)。Option7系列核心網(wǎng)采用全新地NGC架構,能夠支持uRLLC,網(wǎng)絡切片等新業(yè)務;無線側eNodeB統(tǒng)一升級eLTEeNodeB。為了對接全新地NGC核心網(wǎng),Option7系列三種組網(wǎng)方式都要對目前eNodeB進行升級改造,包括新地NG-C/NG-U核心網(wǎng)接口,QoS策略增強,新增RRC-Inactive狀態(tài),網(wǎng)絡切片地支持等。7.1.2SA組網(wǎng)方案——Option4系列Option4系列包括Option4與Option4a兩種組網(wǎng)1,相同點①核心網(wǎng)采用NGC架構,無線側采用eNodeB+gNodeB架構;②控制面錨點在gNodeB,gNodeB跟NGC之間建立控制面與用戶面連接。UE通過gNodeB跟核心網(wǎng)NGC建立連接。2,不同點①Option4組網(wǎng)場景下,用戶面錨點在gNodeB。該方案跟之前介紹地Option3x與Option7x類似,gNodeB可以基于無線空口質量情況,提供業(yè)務數(shù)據(jù)包級別地動態(tài)分流;②Option4a組網(wǎng)場景下,用戶面錨點在NGC。由于核心網(wǎng)對無線空口質量情況不可見,無法做到基于不同地信號質量進行動態(tài)分流,只能采取靜態(tài)盲分配,因此不建議使用。7.1.3NSA承載方案1,NSA組網(wǎng)承載分類NSAOption3系列組網(wǎng)場景下,用戶面承載可以分成以下四類。（1）主小區(qū)組（MasterCellGroup,MCG）承載:用戶面數(shù)據(jù)只在主站eNodeB上承載,eNodeB上不做分流,適用于NSAOption3/3a場景;（2）輔小區(qū)組（SecondaryCellGroup,SCG）承載:用戶面數(shù)據(jù)只在輔站gNodeB上承載,gNodeB上不做分流,適用于NSAOption3a/3x場景;（3）MCGSplit承載:用戶面數(shù)據(jù)經(jīng)由主站eNodeB分流,分別通過LTE與NR發(fā)送給終端,適用于NSAOption3場景;（4）SCGSplit承載:用戶面數(shù)據(jù)經(jīng)由輔站gNodeB分流,分別通過LTE與NR發(fā)送給終端,適用于NSAOption3x場景;7.1.3NSA承載方案2,Option3x承載分流方案Option3x組網(wǎng)配套支持地承載類型有SCG承載與SCGSplit承載兩種。Option3x承載分流方案描述了四種不同地數(shù)據(jù)流,分別是控制面信令流,用戶面業(yè)務流,維護面數(shù)據(jù)流,X2接口數(shù)據(jù)流。其中5G終端地控制面信令通過主站eNodeB發(fā)送給核心網(wǎng)地MME設備。用戶面地數(shù)據(jù)流,從核心網(wǎng)SGW下來后送給輔站gNodeB,如果gNodeB選擇分流,則該方案為SCGSplit承載;如果gNodeB不分流,則該方案為SCG承載?？紤]到建網(wǎng)初期5G終端地能力以及對4G業(yè)務地影響問題

,早期主要采用SCG承載方案。7.1.4NSA升級改造（以Option3x為例）7.25G無線網(wǎng)絡設計7.2.1NSA互聯(lián)資源設計7.2.25G命名/編號設計7.2.35G聯(lián)合網(wǎng)絡設計NSA互聯(lián)資源設計1,NSA接口IP互連（1）UE信令從eNodeB接入核心網(wǎng),在eNodeB上創(chuàng)建S1-C鏈路,gNodeB與核心網(wǎng)間不建S1-C鏈路;（2）承載用戶面數(shù)據(jù)地S1-U鏈路在gNodeB與核心網(wǎng)間建立,支持自建立。用戶流量在gNodeB分流,支持EN-DC;（3）gNodeB依賴LTE網(wǎng)絡,與LTE間建立X2鏈路（包含控制面與用戶面）,在同一個網(wǎng)管下,支持X2自建立;（4）gNodeB基站主控板僅支持UMPTe及之后地版本單板,有兩個傳輸口支持10Gbps帶寬,基站傳輸帶寬不足時可通過鏈路聚合提高帶寬能力。NSA互聯(lián)資源設計2,互聯(lián)資源規(guī)劃設計——以太網(wǎng)端口（1）端口速率與雙工模式物理層以太網(wǎng)光口地雙工模式與速率采取自協(xié)商處理機制,兩端如果設置不一致,自協(xié)商端口就可能會down掉;要求兩端需要全為自協(xié)商,或全是10Gbps全雙工（UMPTg板為25Gbps）。目前NR產(chǎn)品地端口屬性默認為自協(xié)商,也是傳輸組網(wǎng)地推薦設置。（2）端口最大傳輸單元（MaximumTransmissionUnit,MTU）gNodeB支持最大MTU長度1800Bytes（默認配置1500Bytes）,處理分片最大4片,包括將原始報文被一次性分為多片與一個原始報文第一次被分片后再次分片這兩種場景?，F(xiàn)網(wǎng)如果存在異廠家設備組網(wǎng),務必保證端到端設備地MTU設置一致。NSA互聯(lián)資源設計3,互聯(lián)資源規(guī)劃設計-VLAN通信網(wǎng)絡中采用VLAN可以實現(xiàn)一定地安全性,不同地VLAN之間在L2上是不能相互訪問地,VLAN地標記中還有表明優(yōu)先級地字段,可以實現(xiàn)在L2上地優(yōu)先級區(qū)分。圖7-8所示為VLAN幀結構,與標準以太網(wǎng)幀相比,VLAN幀多了一個4字節(jié)大小地TAG標記（位于源MAC地址與幀類型之間）。互聯(lián)資源規(guī)劃設計-VLAN（1）標記協(xié)議標識（TagProtocolIdentifier,TPID）:表示幀類型,取值為0x8100時表示802.1Q地VLAN幀,不支持802.1Q地設備收到這樣地幀后,會將其丟棄。（2）PRI:表示幀地優(yōu)先級,取值為0～7,用于QoS,值越大,優(yōu)先級越高。（3）控制格式指示（ControlFormatIndicator,CFI）:表示MAC地址是否為經(jīng)典格式（默認是0）,用于令牌環(huán)網(wǎng)與光纖分布數(shù)據(jù)接口網(wǎng)絡。（4）VLANID:表示該幀所屬地VLAN,取值為0～4095,可用VLANID為1～4094。歸屬到同一個VLAN地gNodeB數(shù)量,以一級匯聚點（最靠近gNodeB側）地傳輸設備網(wǎng)關地一個端口或一塊單板所連接地gNodeB數(shù)為準,推薦30～50個gNodeB規(guī)劃在一個VLAN中。gNodeB推薦VLAN地規(guī)劃方式為SingleVLAN。NSA互聯(lián)資源設計4,互聯(lián)資源規(guī)劃設計——IP地址（1）gNodeB中地IP地址分成物理接口IP地址與邏輯IP地址兩大類。物理接口IP地址:配置在物理接口（真實存在,有對應器件支持地接口）上地IP地址,直接與網(wǎng)絡連接地以太網(wǎng)端口IP地址;邏輯IP地址:配置在邏輯接口（指能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換功能但物理上不存在,需要通過配置建立地接口）上地IP地址,不直接與網(wǎng)絡連接,如以太網(wǎng)聚合組（EthTrunk接口）IP地址,環(huán)回接口（LoopINT接口）IP地址,子接口（SUBIF）地址。（2）現(xiàn)網(wǎng)推薦每個gNodeB分配兩個物理接口IP地址,S1-U/X2使用一個IP,OM/Clock使用一個IP,建議進行VLAN隔離。如果IP地址資源緊張,也可以共用同一個IP地址。NSA互聯(lián)資源設計5,互聯(lián)資源規(guī)劃設計-路由gNodeB中地路由分成目地IP地址路由與源IP地址路由兩大類。（1）目地IP地址路由:根據(jù)IP報文中地目地IP地址查找報文發(fā)送地出端口以及網(wǎng)關IP地址;（2）源IP地址路由:根據(jù)IP報文中地源IP地址查找報文發(fā)送地出端口以及網(wǎng)關IP地址。目地IP地址路由場景源IP地址路由場景5G命名/編號設計1,站點命名設計站點命名規(guī)則:所在區(qū)域名+站型+"_"+序號,命名在全網(wǎng)唯一,如:上海金橋_DBS5900_1。如果區(qū)域名可簡寫,則推薦簡寫。如:SHJQ_DBS5900_1。站點命名約束:最大為64個字符地字符串,名稱字符串不能是全空白地字符串或者含有如下字符:‘?’,‘:’,‘<’,‘>’,‘*’,‘/’,‘\’,‘|’,‘"’,‘,’,‘;’,‘=’,‘'’,‘+++’,兩個以上（含兩個）連續(xù)空格,兩個以上（含兩個）連續(xù)%。5G命名/編號設計2,小區(qū)命名設計（1）小區(qū)命名規(guī)則:站點名稱+"_"+Cell+序號,命名在全網(wǎng)唯一。如:上海金橋_DBS5900_1_Cell1。如果區(qū)域名可簡寫,則推薦簡寫。如:SHJQ_DBS5900_1_Cell1。（2）小區(qū)序號從1開始,當客戶網(wǎng)絡中存在多個頻點時,序號可以按照如下規(guī)則進行設置。第一頻點:序號1～5;第二頻點:序號6～10。（3）小區(qū)命名約束:最大為99個字符地字符串,名稱字符串不能是全空白地字符串或者含有如下字符:‘?’,‘:’,‘<’,‘>’,‘*’,‘/’,‘\’,‘|’,‘"’,‘,’,‘;’,‘=’,‘'’,‘+++’,兩個以上（含兩個）連續(xù)空格,兩個以上（含兩個）連續(xù)%。5G命名/編號設計3,小區(qū)級參數(shù)編號設計（1）扇區(qū)編號:取值范圍0～65535,唯一標識一個邏輯扇區(qū),正常情況下從0開始依次編號;（2）扇區(qū)設備編號:取值范圍0～65535,唯一標識一個物理扇區(qū)設備,正常情況下從0開始依次編號;（3）NRDU小區(qū)標識:取值范圍0～65534,唯一標識一個NRDU小區(qū),沒有全局意義,只需要保證基站內(nèi)不沖突就行;（4）NR小區(qū)標識:取值范圍0～65534,唯一標識一個NR小區(qū),沒有全局意義,只需要保證基站內(nèi)不沖突就行;（5）小區(qū)標識:取值范圍0～16383,該小區(qū)標識與gNodeBID以及PLMNID組成NR小區(qū)全球標識（NRCellGlobalIdentifier,NCGI）;（6）物理小區(qū)標識（PhysicalCellIdentifier,PCI）:取值范圍0～1007,該標識不能跟周邊相鄰小區(qū)PCI沖突,考慮到小區(qū)搜索以及后續(xù)干擾隨機化算法地影響,盡量保證相鄰小區(qū)PCI模3錯開。5G聯(lián)合網(wǎng)絡設計5G承載網(wǎng)規(guī)劃設計5G聯(lián)合網(wǎng)絡設計5G核心網(wǎng)規(guī)劃設計——S1-C接口組網(wǎng)設計（主備端口+VRRP+靜態(tài)路由）5G聯(lián)合網(wǎng)絡設計5G核心網(wǎng)規(guī)劃設計——S1-U接口組網(wǎng)設計（雙主端口+動態(tài)路由+負荷分擔）7.3NSA組網(wǎng)接口設計NSAOption3x組網(wǎng)場景下,gNodeB需要跟核心網(wǎng)EPC建立S1-U接口,用于傳遞NR地業(yè)務數(shù)據(jù)流;同時還需要跟eNodeB建立X2（包含X2-C與X2-U）接口,用于傳遞LTE與NR之間地信令以及業(yè)務數(shù)據(jù)流。S1接口自管理在Option3x組網(wǎng)場景下,gNodeB僅需要跟EPC構建S1-U接口,用于傳遞NR地業(yè)務數(shù)據(jù)流。eNodeB與gNodeB僅支持基于EndPoint方式來配置S1-U接口,S1-U接口建立方式包括手動建立與自動建立兩種。（1）手動建立通過ADDUSERPLANEHOST命令,手工配置本端基站地用戶面端點（本端用戶面IP）信息。通過ADDUSERPLANEPEER命令,手工配置對端基站地用戶面端點（對端用戶面IP）信息。通過ADDUPHOST2EPGRP與ADDUPPEER2EPGRP兩條命令,依次將本端與對端地用戶面端點信息加入到端點組EPGROUP,最后通過ADDGNBCUS1命令,引用該端點組EPGROUP,從而完成S1-U接口創(chuàng)建。如果gNodeB存在多個S1-U接口,則需要多次添加對端信息。(命令第八章介紹）S1接口自管理（2）自動建立S1-U接口支持自動建立,當UE進行DC業(yè)務時,若gNodeB檢查到S1-U鏈路不存在或者出現(xiàn)了故障,則gNodeB將eNodeB發(fā)送過來地SGWIP地址作為對端用戶面IP地址,進行S1-U接口地