讲课-第一天课程

NR新空口标准化概要控制面主要设计用户面主要设计移动性设计NSA主要流程4G-5G协议规范框架对比5G36.300：LTE整体36.401：Ｅ－ＵＴＲＡＮ整体架构36.321：LTE

MAC36.322：LTE

RLC36.323：LTE

PDCP36.331：LTＥ

ＲＲＣ36.410：Ｓ１整体36.411：Ｓ１层１36.412：Ｓ１信令传输36.413：S1-AP36.414：S1数据传输36.420：X2整体36.421：X2层136.422：X2信令传输36.423：X2-AP36.424：X2数据传输36.425：X2用户面协议37.340:NR多连接37.324

SDAP38.470：F1整体38.471：F1层138.472：F1信令传输38.473：F1-AP38.474：F1数据传输38.475：F1用户面协议38.300：NR整体38.401：NG-ＲＡＮ整体架构38.321：NR

MAC38.322：NR

RLC38.323：NR

PDCP38.331：NR

ＲＲＣ38.410：NG整体38.411：NG层１38.412：NG信令传输38.413：NG-AP38.414：NG数据传输38.420：Xn整体38.421：Xn层138.422：Xn信令传输38.423：Xn-AP38.424：Xn数据传输38.425：Xn用户面协议4G23.401:架构和流程23.501:5G系统总体架构及功能TR

38.913：5G需求TR

38.801：网络架构

TR

38.804：空口协议523.502：5G系统基本5

流程38.463

E1-APNR

相对于LTE

的主要变化43，新的UE状态：Inactive

state，上下行解耦：SUL5，灵活带宽：BWP6，新承载类型：SRB3，SCG

Split

bearer87，冗余传输：Duplication，跨制式双连接：LTE-NR

DC9，基于RANarea的位置管理和寻呼：RANU10，新的QoS框架：Flow

vs.Bearer11，波束管理：基于Beam的链路管理和移动性管理12，免调度传输：ConfiguredGrant，语音回退：VoNR

vs.EPS

fallback14，双连接下的单发送：STO15，eLTE：LTE接入5GC13NR在接入网接口、空口协议与信令方面做了针对性、优化性、增强性的设计1,

新的接入网架构:CU-DU（F1接口）,CP-UP（E1接口），eLTE2，新的系统信息处理机制：On-demand

SI6NR新空口标准化概要控制面主要设计用户面主要设计移动性设计NSA主要流程系统消息：On-demand机制否可以重用SI。NR的SI广播通过beam的扫描来实现，优化SI以节省beam开销1,

节省广播资源开销LTE：无论终端是否需要，MIB,

SIB1,

SIB2,

SIB3…SIB27

全都周期性广播，包括D2D、MBMS等，广播资源开销大NR：接入小区所必须的消息（Minimum

SI）周期广播，其他消息（Other

SI）按需提供，节省广播资源2,

避免重复索取和接收，节省按需广播和终端功耗LTE：UE换小区要重新接收

系统消息NR：相近小区会有部分系统消息相同，终端根据area

id+value

tag判断是8连接态UE状态从3G到5G

---

分久必合

合久必分CELL_DCHCELL_FACHCELL_PCHURA_PCH空闲态连接态空闲态连接态轻连接态空闲态NB-IoT连接挂起连接态空闲态InactiveLTE

R8UMTS

NB-IoT

R13连接态演进

R14

NR

R15空闲态为实现NR

10ms控制面时延，引入去激活态，功能与NB-IOT挂起/恢复流程、LTE-A轻连接相近，与CELL_FACH的区别在于CELL_FACH有下行FACH信道。9新UE状态特点NG接口建立RRC建立连接态NG接口建立RRC断开去激活态NG接口断开RRC断开空闲态10ms快速恢复链路>100ms恢复链路下行数据到触发寻呼网触发寻呼NRRRC

CONNECTEDNRRRC

IDLEConnectionestablishment/releaseNRRRC

INACTIVEFFS/ConnectioninactivationFFS去激活态可以快速恢复链路传输数据10接入控制NR设计

接入控制，用于所有UE状态、所有业务，没通过则不发接入控制的目的是缓解网络拥塞，UE在发起业务前先自己做起业务。LTE接入控制不足：业务不

，区分用户优先级的ACB和EAB、区分应用APP优先级的ACDC、区分多 业务的SSAC。状态不

，仅能工作在空闲态，连接态新发起业务不受控NR设计

接入控制机制支持所有业务，将不同应用APP、业务、语音通话、不同优先级用户等映射到category，RAN侧基于category控制UE接入支持所有状态，空闲态、去激活态、连接态的终端都要执行接入控制11移动性管理LTE：基于cell质量的测量和移动性NR：基于beam质量和cell质量的移动性，先选好cell，再从cell内选beamNR

Cell质量=大于门限的N个beam取平均值新测量模型，cell的质量和beam的质量均需要L1和L3滤波。NR工作在中、高频段，路损大覆盖差，NR用beam代替扇区以增强覆盖，设计基于beam的新测量模型g

N

B

b

e

a

m

1

g

N

B

b

e

a

m

2g

N

B

b

e

a

m

KLayer

3f

i

l

tering

for

cellqualityE

v

a

l

u

a

t

i

o

n

ofreportingcriteriaL

a

y

e

r

1

f

i

l

teringL

a

y

e

r

1

f

i

l

teringL

a

y

e

r

1

f

i

l

teringB

e

a

mConsolidation/SelectionCell

qualityRRC

configuresp

a

r

a

m

e

t

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r

sRRC

configuresp

a

r

a

m

e

t

e

r

sRRC

configuresp

a

r

a

m

e

t

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sUE

I

m

p

l

e

m

e

n

t

a

t

i

o

n

speciffiiccBACDC

1L3

B

e

a

m

f

i

l

teringL3

B

e

a

m

f

i

l

teringL3

B

e

a

m

f

i

l

teringRRC

configuresp

a

r

a

m

e

t

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r

sK

b

e

a

m

sX

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m

sB

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m

Selectionfor

reportingK

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e

a

m

sERRC

configuresp

a

r

a

m

e

t

e

r

s层1滤波层3滤波层3滤波A

1

Cell质量beam质量用于RRM管理的cell质量用于beam管理的beam质量12两级移动性为缩短波束管理时延，跨小区移动性归RRC层，换波束归物理层有RRC参与的移动性管理小区间的切换测量配置与上报、切换流程、RLF等过程都有RRC参与没有RRC参与的移动性管理小区内换beam、beam

recovery主要涉及物理层13无线链路管理主要是beam与RRC链路之间的关系RLF

detection

algorithm

(specified

by

RAN2)UpperlayersIS/OOS

generation

algorithm(specified

by

RAN1/4)L1In

SyncOut

of

syncPDCCHfailure

rateOther

L1

criteria

(e.g.RS

quality

etc)RLC

maxretransmissionsreachedRACH

problemdetected

from

MCGMACAny

other

L2/3indications

(e.g.security

failure

etc)Beam

failure

detection

andbeam

recoveryalgorithm(specified

by

RAN1/4)BRFIBRSIRRCconfiguration

(e.g.

T310,

311,N310,

311etc)RRC

configuration

(e.g.timers/countersetc

–

tbd

in

RAN1)BRFIFFS

pendingRAN1

inputBRSIRRCconfigurationRS

configurationfor

hypotheticalPDCCH

BLER14eNBUE1UE2UE3PLMN

1PLMN

2PLMN

2PLMN

3连接到为充分利用存量eNB，LTE

eNB将连接5G

CN，eNB需要做较大升级EPC 5G

CN特点，通过N2/N3连接E-UTRAN与NR，并且

-哪个

网

为

设计一套

的的设计不受限于LTENAS层根据PLMN选择Rel-15

不支持：到GERAN/CDMA的互操作、MBMS、MDT、SON、、

B-IOT、V2X；如果要做这些业务，终端要重定向回EPC。LTE改造为了连接到5G

CN，eNB需要升级支持5G

CN的N2/N3接口为了支持的QoS流，eNB需要升级支持NR的SDAP和PDCP，但不影响RLC/MAC为了支持的slice，eNB需要升级，以支持基于UE辅助信息的slice选择15NR新空口标准化概要控制面主要设计用户面主要设计移动性设计NSA主要流程NR

UP整体进展Radio

Interface

(Uu)Transmitting

sideReceiving

sidePacket

routing

or

duplicationFor

multi-connectivity

and

CAReordering

&Duplicate

detectionMACRLCPDCPSDAPSDAPRemoval

of

duplicatedpacketsRLCMAC取消concatenation取消reorderingRA,SR等增强SPS/grantfree增强引入duplication引入reordering全新协议层New

ASsublayer17NR新空口协议栈相比LTE的主要区别新的AS子层支持QoS相关到新

网连接PDCP引入了Duplication功能（冗余传输）PDCP具备重排序功能（单链路和多链路）多连接场景PDCP

PDU可以重复发送RLC功能重构RLC可以交付乱序的数据包取消级联功能，级联功能放至MACMAC层的子头与MAC

SDU交织放置184G

vs

5G

QoSUPFNBUEPDU

SessionRadioN3NG-RAN5GCRadio

BearerNG-U

TunnelQoSFlowQoSFlowRadio

BearerQoSFlow4G5G4GQoS特点QoS控制的基本粒度是EPS承载(Bearer)，需要通过建立多个

承载为UE提供具有不同QoS保障的业务4G

QoS缺点LTE

QoS机制更适用于运营商

应用基于承载的QoS管理机制粒度较粗，无法实现业务流粒度的QoS控制承载建立信令开销大、较慢无法TCP

session变化5G

QoS特点网取消承载概念，基于流QoS管控更精细RAN侧决定流-》RAN侧承载的

，给RAN侧更大

度19PDNGWeNBUERadio

BearerUL

SDFEPS

BearerUL

Packet

FilterDL

Packet

Filter(TFT)GWeNBUEIP

packets

(inservice

data

flows)Data

Radio

Bearer“NAS”

filters(map

packetsto

flows)“AS”

filters(map

flowsto

DRBs)Packets

with

“Flow

ID”or

similarindicationsQoS

Mapin

E-UTRA2-level

mapfor

NR新QoS管理

机制LTE端到端承载由P-GW建立承载整条承载满足QoS要求NR两级GW的NAS将多个有相同QoS需求的IP

flow

到同一个QoSflowgNB将QoS

flow

到DRB，使无线侧适配QoS需求RAN侧有一定

度，比如gNB可将QoS流换DRB下行

属于网络实现上行 基于reflectiveQoS或RRC配置LTE

QoS管理颗粒度较粗，5G众多新应用对QoS提出多样化要求，NR引入两级QoS机制DL

Service

Data

Flow20SDAP

Service

and

Data

adaptationprotocolRAN感知QoS

flow，决定QoS

flow到DRB的方式SDAP

-

PDUPDCP

-

SDU...Radio

BearersPDCPentityPDCPentityPDCPentityPDCPentity...QoS

Flows...QoS

Flows...SD

ntity

SD

ntitySDAP

位于PDCP之上，NG之下SDAP

主要功能：QoS

flow到DRB的Reflective

QoS

flowRQI(reflective

flow

indicator)QFI(QoS

flow

ID)标准化进展和目标---设计简单明确SDAP

功能进一步澄清QFI含义完善流程设计header

formatQFI

长度优化方案推进Transmitting

SD

ntityReceiving

SD

ntityMap of

QoS

flow

to

a

DRBAdding

SDAP

headerSDAPheader

is

not

configuredSDAP

header

is

configuredRemoving

SDAP

headerReflective

QoS

flow

to

DRB

mapSDAPheader

is

configuredSDAP

header

is

not

configuredQoS

flowQoS

flow21NR新空口标准化概要控制面主要设计用户面主要设计移动性设计NSA主要流程Inter-system

Inter-RAThandover类似于3G和4G

切换Intra-system

intra-RAThandover基于Xn的切换基于NG的切切换Intra-system

inter-RAT

handover基于Xn的切换基于NG的切换NGCgNB1gNB2Inter

gNB

mobilityNGNGXn

NGCgNBng-

eNBIntra

5Ginter-RAT

handoverNGNGXnEPC

NGCLTE

eNBgNBS1NGInter-system

inter-RAT

handover

based

on

CN

interfaceNxInter-system

Inttra-RAThandoverCN

relocationEPC

NGCeLTEeNBNGCNrelocationwithineLTEeNBS1完成50%完成50%23切换:Inter-system

inter-RAT

handoverEPCNGCLTE

eNBgNBS1NGInter-system

inter-RAT

handoverbased

onCN

interfaceNxUPF+PGW-UUENxS5-US5-CS6aS11N1N4N7N2S1-U5GAMFS1-MMEHSS+UDMSMF+PGW-CN11N3PCF+PCRFN15N8UESGWMMEN10E-UTRANRef.:

TS

38.300/23.502和

间互操作通过x接口完成，可选PCF+PCRF,PGW-C+SMF

andUPF+PGW-U是用于NGC和EPC互操作

的，基于用户和网络能力，如果用户不支持NGC和EPC互操作，将接入普通SMF/UPF/PCF2244NR新空口标准化概要控制面主要设计用户面主要设计移动性设计NSA主要流程LTE-NR双连接（NSA）概述LTE—NR

tight

interworking概要基于LTE和NR间的双连接（DC）两个

共同服务同一UE可选

网EPCNGCMN（Master

node）和SN（SecondaryNode）使用不同无线接入技术LTEeNB做MN→EN-DCNR

eNB做MN→NE-DC支持多种数据分流方式网分流无线网分流多种信令承载Master

nodeSecondary

nodeUE网26LTE-NR双连接（NSA）控制面NR自主控制：MN与SN均有RRC实体，

SN

的RRM管理由SN自己控制，避免LTE过多管NR，保证LTE和NR最大程度的独立运行，降低信令时延部分配置需LTE与NR协商：上行功率分配、异频测量频点和gap配置等为提高信令可靠性，提出MN的SRB

duplication用户面灵活用户面路径：用户面走LTE

eNB和/或NR

gNB，下行取决于网络实现，上行可配置成全走LTE或全走NR，也可基于缓存门限选路径相比于传统LTE双连接，LTE-NR双连接时SN能力比MN强很多，为最大程度发挥NR大带宽、低时延、高处理性能的能力，推出新设计27承载相关28MCG

split

SRB：MCG

信令通过SN来传两种方式：duplication&splitDuplication：增强信令传输鲁棒性NE-DC，NR覆盖差移动性Split：NR空口低时延不支持SCG

SRB做splitSCG

SRB:UE和SN间直接交互信令SN自我管理NR空口低时延MCGSRB&SCGSRBSgNBMACLTEMeNBRLCLTEPDCPLTERRCLTEPDCPNRMCGSplit

SRBSgNBMACLTEMeNBRLCLTEPDCPNRRRCLTEPDCPNRMN/SN流程30与LTE

DC的区别1.Scell的增加/删除/修正都由SN自己2.Intra-SN移动性及相关的测量由SN自己3.MN和SN都可以触发S