中国电信5G多连接网络架构与标准化进展

1、让客户尽情享受信息生活5G多连接网络架构及标准化进展第1页内容5G多网络融合需求1LTE中多网络融合技术25G多网络融合研究和标准化进展3做世界级综合信息服务提供商第2页内容5G多网络融合需求1LTE中多网络融合技术25G多网络融合研究和标准化进展3做世界级综合信息服务提供商第3页5G业务和运行需求（1/2）5G下多网络共存日趋突出5G下更高业务和运行需求EPC5G CoreLTE5G NRWLAN 传统不一样网络间无法灵活调度，带来资源浪费 传统不一样网络间互操作复杂，时延较大 传统不一样网络需独立维护，布署和运行成本高 更多样化业务和场景需求 更高用户体验速率和覆盖需求 更低业务中止时延和

2、能耗需求做世界级综合信息服务提供商第4页5G业务和运行需求（2/2）用 高用户体验速率无缝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 求低业务中止时延 面向未来网络演进，实现5G 网络快速布署低功耗，低资费多网络间流量与覆盖互补，显 著提升用户体验各种无线制式、频谱利用和 统一运行商多RAT共存，包 括LTE、WLAN、5G网 络 运覆盖范围复杂现实状况营需简化终端在网络间切换与互 操作流程降低资费与运行成本，全方面提 升运行水平做世界级综合信息服务提供商 现有多RAT控制面位于关键 网，网络协同能力有限求5第5页5G关键接入技术（1/2）关键网FDD Mas

3、sive 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级综合信息服务提供商6第6页5G关键接入技术（2/2）业界5G重点研究方向Rel-145G标准重点关注方向3GPP已经有立项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侧协作LTE/WLAN在RAN侧聚合 LWIP：基于IP隧道 数据分流eLWA：LWA增强，如支持 上行、移动性 增强等示例认为不一样 网络间协

4、作与聚合 是5G网络架构基 础认为“统一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做世界级综合信息服务提供商第7页内容5G多网络融合需求1LTE中多网络融合技术25G多网络融合研究和标准化进展3做世界级综合信息服务提供商第8页LTE中多网络融合技术Carrier AggregationCarriersC o n n e c t i o nLTEWLANaggregationRATsE n

5、 h a n c e m e n teNodeBsDual Connectivity做世界级综合信息服务提供商第9页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 (Mast

6、er 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 lea

7、st one cell in SCG has a configured UL CC and one of them, named PSCell, is configured with PUCCH resources做世界级综合信息服务提供商第10页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 transmi

8、t 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做世界级综合信息服务提供商第11页Rel-12 Dual Connectivity Control PlaneMobilitySeNB addition : MeNB initiatedSeNB releas

9、e: 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做世界级综合信息服务提供商第12页Rel-12 Dual Connectivity User Plane3C1A1A: S1U that terminates in SeNB + independent PDCPs (no bearer split)3C

10、: S1U that terminates in MeNB + bearer split in MeNB + independent RLCs for split bearers做世界级综合信息服务提供商第13页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 u

11、sing the X2U.Split bearer is assigned by MeNB the same DRB ID on MeNB and SeNB.MCGbearerSCGbearerSplit bearer做世界级综合信息服务提供商第14页Dual Connectivity mobility performanceEvents per UE per hourPP HO1500PM HOEvents per UE per hourSCell Change1500SCell RemovalMP HOMM HO1000500SCell AddPCell HO100050003 kmph3

12、0 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 pico2macro0.120.10.080.06

13、0.040.020macro2macro pico2pico scell add scell remove pcell handover scell change32.521.510.50macro2macro pico2pico scell add scell removepcell handover scell changeMobility Events做世界级综合信息服务提供商Mobility failure rate第15页Rel 13 LTE-WLAN AggregationMME / S-GWS1S1WTeNBXwXwXwWLAN APeNBWTXwWLAN APBoth LTEW

14、LAN 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做世界级综合信息服务提供商第16页Rel-13 LWA User Plane architecturePDCPPDCPS1XnRLCMACRLCMACRLCMACMeNBSeNBArchitecture 2CArchi

15、tecture 3CS1Switched BearerSplit BearerMCGBearerPDCPPDCPXwPDCPRLCWTRLCMACDRB ID AdditionDRB ID AdditioneNB做世界级综合信息服务提供商第17页LWA演示（1/2）中国电信技术创新中心联合台湾MTK与ITRI，于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核关键网产生数据 速率为200Mbps心网LTE eNBLTE UE只开启LTE，系统最高传输速率 能够到达100Mbps做世界级综合信息服务提供商LWA开启后，系统最高

16、传输速 率能够到达200Mbps第18页LWA演示（2/2）做世界级综合信息服务提供商19第19页内容5G多网络融合需求1LTE中多网络融合技术25G多网络融合研究和标准化进展3做世界级综合信息服务提供商第20页候选网络架构（1/2）EPCNGCLTENGCEPC5G多接入融合网 络架构多网络融合与关键网eLTENRLTENROption 7Option 3NGCNGC之间关系关键网EPC或者NGC接入网控制面锚点 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级综合信息服

17、务提供商第21页候选网络架构（2/2）EPCLTEEPCLTENGCNGCNGCNGCNGCEPCEPCEPCEPCLTELTENROption 3LTENROption 3aeLTENROption 7aeLTENROption 7现有4G网络NR非独立布署(NSA)：LTE作为控制面锚点eLTENROption 7xLTENReLTEOption 3xOption 5Option 1NRNGCNRNGCNGCEPCNREPCEPCOption 2eLTENROption 4eLTENROption 4aOption 6LTENROption 8aLTENROption 8NR独立布署(SA

18、)：NR具备完整控制面功效不支持NR与EPC之间存在控制面直连做世界级综合信息服务提供商第22页Option 3EPCEPCEPCNASRRCRRCLTENROption 3LTENROption 3aLTENROption 3xPDCPRLCMACPHYRLCMACPHYPDCPCP架构仅LTE存在与EPC 控制 面连接。LTE负责主要控 制面功效。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

19、NR上同时传输LTE需要更强处理转发能力LTE与NR之间回传需支持NR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之间回传需要支持LTE速率做世界级综合信息服务提供商传输速率第23页Option 5 & Option 7NGCNGCNGCNGCNASeLTENROption 7aeLTEOption 5eLTENROption 7xCP架构仅LTE存在与NGC 控制面面连接。 LTE负责主要控制 面功效。NR能够发 送部分控制信令。eLTENROption 7UP架构

20、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 eLTE与NR之间回传无容量要求 传输速率做世界级综合信息

21、服务提供商同一承载可在LTE和NR上同时 传输LTE需要升级成eLTEeLTE与NR之间回传需要支持eLTE传输速率承载只在eLTE传输LTE需要升级 成eLTE第24页Option 2 & Option 4NGCNGCNGCNASRRCRRCNROption 2Option 4eLTENROption 4aeLTENRPDCPRLCMACPHYRLCMACPHYPDCPCP架构仅NR存在与NGC 控制 面连接。NR负责主要控 制面功效。eLTE能够发送 部分控制信令。eLTENRUP架构SDAPPDCPRLCSDAPPDCPRLCPDCPPDCPRLCRLCPDCPSDAP SDAP MAC

22、PHYNRRLC 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传输速率做世界级综合信息服务提供商同一承载仅可在eLTE或者NR上 传输LTE需要升级成eLTEeLTE与NR之间回传无容量要求第25页标按时间节点Option3系列（支持eMBB）标准于12月冻结，对应ASN.1于年3月冻结 Oppttiioonn22、4、7系列标准于2001188年6月冻结，对应ASSNN.1于2001188年9月冻结做世界级综合信息服务提供商第26页多网络融合方

23、案对比分析Option 3系列Option 7系列Option 4系列架构 图EPCNGCNGCeLTENR优缺 点分 析同时引入NGC和NR能够提供5G全业务支持以NR提供宏覆盖为前提，LTENR无需布署NGC，标准完 成最早，能够将NR最快速 引入现网对5G业务支持有限， 无法支持uRLLC业务对LTE或EPC带来较大 升级eLTENR同时引入NGC和NRLTE需要升级为eLTE， 以支持NGC相关功效uRLLC业务支持情况FFS。而5G早期NR存在覆盖受限问题，所以短期内不会 考虑在NR可实现宏覆盖情况 下，LTE作为SeNB意义有限做世界级综合信息服务提供商第27页多网络融合方案对比分

24、析Option 7Option 7aOption 7xNGCNGCNGC架构图eLTENReLTENReLTENR额外LTE处需要 理能力不需要不需要LTE与NR之间回传要 求回传接口时延不超出 530ms，容量需要满 足NR速率回传容量上没有要求回传接口时延不超出5 30ms，容量需要满足LTE 速率同一承载能够分流到 两个接入网同一承载无法利用两 个网络资源同一承载能够分流到两 个接入网同时利用NR 和LTE无线 资源Option 7对现网影响最大；Option 7a、Option7x对现网影响相当，Option 7x性能略优于Option 7a做世界级综合信息服务提供商第28页全球运行商

25、对于4G-5G网络演进观点全球多家运行商（日韩、欧美、中国）对于加速NSA Option3系列标准进程持支 持态度。多数运行商（尤其是对5G商用时间比较在意）愿意采取Option3作为初 期布署，其次最受欢迎是Option 7。Docomo：LTENRNREPCEPCEPCLTEeLTE NGCStep 1: Migration scenario towards NR (option3/3a)Step 2：Migration scenario towards NextGen CoreEPCEPCNGCEPCNGCEPC AT&T：EPCNGCNGCLTENRNRLTEeLTEeLTE NRLT

26、E/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 7/7

27、a and Option2做世界级综合信息服务提供商第29页全球运行商对于4G-5G网络演进观点CMCCOption 5做世界级综合信息服务提供商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/EP

28、C Option 7/7a Option 2EPCEPCEPCNGCNGCLTE/EPC Option3/3a/3x Option 1LTELTENReLTENReLTENR+ Option 2 + Option7/7a Option 2 +第30页电信5G时间节点以及网络演进需要考虑标准2025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7月11日，中国电信 CTNet2025网络架构白皮书2月22日，中国电信集团企业媒体恳谈会网络演进需要考虑标准LTE网络将长久存在，并在mMTC（NBIoT）等业务支持中起主要作用5G不

29、是一蹴而就，然而过多演进阶段又不利于详细实施布署，并造成过 多终端类型网络演进方案对现网影响不宜过大网络演进方案需要较强后续产业支持力度做世界级综合信息服务提供商第31页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有源射频器件(譬如PA)非线性特征当单频率信号f1输入时，输出含有f1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)各类谐波组合互调(IMD)信号当终端内发射/接收信号存在1倍以上频差关系时，就可能产生

30、 自干扰因为NRsub6G 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做世界级综合信息服务提供商intermodulationHarmonic mixing第32页NR+LTE 时可能有问题频谱组合列表NR(1 CC)+ LTE (1 CC) 组合需求列表(R41702504):依据RAN同意spectrum guidance, 上述DC列表中红色表明存 在潜在

31、自干扰问题做世界级综合信息服务提供商LTE band123578192021252628394166NRFreq. Range3.34.2 GHzYESYESYESYESYESYESYESYESYESYESYESYES4.44.99 GHzYESYESYESYESYESYESYESYESYESYES24.2529.5GHzYESYESYESYESYESYESYESYESYESYESYESYESYes31.833.4GHzYESYESYESYES3740GHzYesBand 7YESYESYESBand 28YESYESYESBand 41YESYESYESYESYESYESYES第33页自干扰

32、问题 处理方案频谱分配因为产生问题频段多是主力LTE频段，可能经过频段定义防止干扰终端射频实现抑制自干扰研究可行终端射频设计抑制自干扰RAN4 之前研究过类似问题，不过定义比较大射频参数回退(MSD), 对 于终端厂商并无实际意义基于调度处理方案NR-LTE存在紧耦合接口intermodulation 在NR+LTE 双连接场景下，为了防止互调干扰时，终端能够不一样时发送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同意研究处理方案NR/LTE 各自独立组网做世界级综合信息服务提供商第34页小

33、结LTE/NR多网络融合方案及后续演进路线选择对于 中国电信5G建设和运行至关主要集团重点研究（子）课题之一需要结合标准和产业研究进展，结合网络现实状况，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级综合信息服务提供商第35页谢 谢！第36页Rel-12 Dual Connectivity User PlaneBearer SplitRLC UM bearers in split mode is not support for bearer split.UL bearer split is supported in Re

34、l13 . 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 occurre

35、nce 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做世界级综合信息服务提供商第37页Rel-12 Dual Connectivity User PlanePDCP reorderingThe underlying ass

36、umption 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 reord

37、ering procedure if timer is not used.Reordering scheme (with a tReordering timer) is used for PDCP layer reordering in bear split mode.做世界级综合信息服务提供商第38页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 dow

38、nlink 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

39、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.做世界级综合信息服务提供商第39页Rel-12 Dual Connectivity User PlaneUE Reporting PDCP StatusContinuous P

40、DCP 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

41、.UE triggers PDCP status report at reconfiguration from MCG bearer to SCG bearer if network configures UE to send PDCP status report.做世界级综合信息服务提供商第40页Rel-12 DualConnectivity X2 interfaceBitsNumber of Octets74321065PDU Type (=0)spare1X2-U Sequence Number2Spare extension0-4BitsNumber of Octets74321065

42、PDU 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

43、-u SNranges)End of lost X2-U Sequence Number rangeSpare extension0-4做世界级综合信息服务提供商第41页Rel-13 LWA- User PlaneLWA PDCP packet identificationLCC/SNAP header in IEEE 802.11 payloadUse a new EtherType on WLAN to distinguish PDCP PDUs做世界级综合信息服务提供商SNAP DSAPSNAP SSAP802.11 MAC header0 xAA0 xAA00-00-00EtherTypePayload第42页Rel 13 LWA U