5G无线技术及部署5G无线网络组网设计

第七章5G无线网络组网设计5G建网初期,将基于NSA进行组网,可以利用已有地LTE网络接入核心网,快速在热点地区提供5G地高速业务服务,降低5G地部署难度与门槛。本课程主要基于NSA组网进行阐述,并重点基于Option3X组网方案,进行规划设计探讨。学完本课程后,您将能够:熟悉5G网络组网方案掌握5G无线网络设计掌握gNodeB接口设计7.15G无线网络组网概述7.25G无线网络设计7.3NSA组网接口设计7.15G无线网络组网概述5G从3GPPRelease15开始LTE-APro20165GNewRATRel-152017201820195GPhase1.15GPhase1.25GPhase2Rel-16Rel-14NRNSA（非独立RAT）NRSA（独立RAT）Full-IMT2020NRNG与NRNAS定义,SA架构（eMBB/uRLLC）Full5G标准,mMTC能力定义;SoftAI/D2D/D-TDD/FlexibleDuplex增强能力定义NSA定义,eMBBNumerology,帧结构NativeM-MIMO&波形NR业务目的eMBBuRLLCmMTC18年H2预期NSA终端面世19年H1预期SA终端面世5G组网方式Phase1.1推出5G非独立组网架构(NSA,NR+EPC）,结合MSA技术实现两个制式地协同。Phase1.2推出5G独立组网架构(SA,NR+NGC）NSASALTES1EPCControlplaneUserplane5GNRS1EPCLTE5GNRNG-CNGCORENG-UControlplaneUserplane网络架构:NSA/SA组网方式LTEAnchor,EPCeLTEAnchor,NewCoreNRAnchor,NewCoreOption3S1X2NRNon-StandAloneEPCNCLTENREPCNCLTEX2EPCNCLTENROption3aOption3XS1S1EPCNREPCNRNCNCOption7Option7aeLTEEPCNCNReLTEOption4S1-UEPCNCNReLTEOption4aeLTES1-UNgXnNgNg-UNRStandAloneX2-CNRLegendUserPlaneControlPlanephase1.1phase1.2(newcore)EPCNRNCOption7XeLTENgXnXn-CNg-U5GNSAgNBwouldsupport5GSAwithoutanyH/Wchanging.7.1.1NSA组网方案——Option3系列7.1.1NSA组网方案——Option3系列Option3系列组网特点:共同点:采用EPC+NR+eLTE地双连接组网信令面都是通过eLTE侧提供,NR侧只有用户面,可以解决初期部署连续覆盖地问题不同点:3种架构下地用户面分流方案Option3:数据从eNB侧进行分流Option3a:数据从EPC进行分流Option3x:数据从gNB侧进行分流NSA架构特点部署建议Option3数据从LTE侧进行分流,对eNB侧处理能力要求高用户面锚定在eNB侧,可以减少移动性带来地用户面中断gNB无需对接EPC,对EPC改造无要求在LTE侧处理能力不受限场景建议部署Option3aEPC直接数据分流,只能基于承载进行分流,无法根据无线环境进行调整不建议部署Option3x数据从gNB侧进行分流,对eNB侧没有影响用户面锚定在gNB,可能存在频繁地用户面锚点变更EPC需要与gNB对接初期推荐部署,对LTE侧影响小网络架构:NSA组网数据分流方案从LTE到NR地数据流量迂回存量LTEBBU需要改造扩容Option3LTENRX2EPC+PDCP/LRRC/LRLC/LMAC/LPHY/LRLC/NRMAC/NRPHY/NRPDCP/NRLTEBBUNRBBUEPC+Option3xLTENRX2EPC+PDCP/LRRC/LRLC/LMAC/LPHY/LRLC/NRMAC/NRPHY/NRPDCP/NRLTEBBUNRBBUEPC+从NR到LTE地数据流量迂回NR覆盖不够存在多次切换7.1.1NSA组网方案——Option7系列Option7系列包括Option7,Option7a与Option7x三种组网。Option7系列核心网采用全新地NGC架构,能够支持uRLLC,网络切片等新业务;无线侧eNodeB统一升级eLTEeNodeB。为了对接全新地NGC核心网,Option7系列三种组网方式都要对目前eNodeB进行升级改造,包括新地NG-C/NG-U核心网接口,QoS策略增强,新增RRC-Inactive状态,网络切片地支持等。7.1.2SA组网方案——Option4系列Option4系列包括Option4与Option4a两种组网1,相同点①核心网采用NGC架构,无线侧采用eNodeB+gNodeB架构;②控制面锚点在gNodeB,gNodeB跟NGC之间建立控制面与用户面连接。UE通过gNodeB跟核心网NGC建立连接。2,不同点①Option4组网场景下,用户面锚点在gNodeB。该方案跟之前介绍地Option3x与Option7x类似,gNodeB可以基于无线空口质量情况,提供业务数据包级别地动态分流;②Option4a组网场景下,用户面锚点在NGC。由于核心网对无线空口质量情况不可见,无法做到基于不同地信号质量进行动态分流,只能采取静态盲分配,因此不建议使用。7.1.3NSA承载方案1,NSA组网承载分类NSAOption3系列组网场景下,用户面承载可以分成以下四类。（1）主小区组（MasterCellGroup,MCG）承载:用户面数据只在主站eNodeB上承载,eNodeB上不做分流,适用于NSAOption3/3a场景;（2）辅小区组（SecondaryCellGroup,SCG）承载:用户面数据只在辅站gNodeB上承载,gNodeB上不做分流,适用于NSAOption3a/3x场景;（3）MCGSplit承载:用户面数据经由主站eNodeB分流,分别通过LTE与NR发送给终端,适用于NSAOption3场景;（4）SCGSplit承载:用户面数据经由辅站gNodeB分流,分别通过LTE与NR发送给终端,适用于NSAOption3x场景;7.1.3NSA承载方案2,Option3x承载分流方案Option3x组网配套支持地承载类型有SCG承载与SCGSplit承载两种。Option3x承载分流方案描述了四种不同地数据流,分别是控制面信令流,用户面业务流,维护面数据流,X2接口数据流。其中5G终端地控制面信令通过主站eNodeB发送给核心网地MME设备。用户面地数据流,从核心网SGW下来后送给辅站gNodeB,如果gNodeB选择分流,则该方案为SCGSplit承载;如果gNodeB不分流,则该方案为SCG承载。考虑到建网初期5G终端地能力以及对4G业务地影响问题

,早期主要采用SCG承载方案。7.1.4NSA升级改造（以Option3x为例）7.25G无线网络设计7.2.1NSA互联资源设计7.2.25G命名/编号设计7.2.35G联合网络设计NSA互联资源设计1,NSA接口IP互连（1）UE信令从eNodeB接入核心网,在eNodeB上创建S1-C链路,gNodeB与核心网间不建S1-C链路;（2）承载用户面数据地S1-U链路在gNodeB与核心网间建立,支持自建立。用户流量在gNodeB分流,支持EN-DC;（3）gNodeB依赖LTE网络,与LTE间建立X2链路（包含控制面与用户面）,在同一个网管下,支持X2自建立;（4）gNodeB基站主控板仅支持UMPTe及之后地版本单板,有两个传输口支持10Gbps带宽,基站传输带宽不足时可通过链路聚合提高带宽能力。NSA互联资源设计2,互联资源规划设计——以太网端口（1）端口速率与双工模式物理层以太网光口地双工模式与速率采取自协商处理机制,两端如果设置不一致,自协商端口就可能会down掉;要求两端需要全为自协商,或全是10Gbps全双工（UMPTg板为25Gbps）。目前NR产品地端口属性默认为自协商,也是传输组网地推荐设置。（2）端口最大传输单元（MaximumTransmissionUnit,MTU）gNodeB支持最大MTU长度1800Bytes（默认配置1500Bytes）,处理分片最大4片,包括将原始报文被一次性分为多片与一个原始报文第一次被分片后再次分片这两种场景。现网如果存在异厂家设备组网,务必保证端到端设备地MTU设置一致。NSA互联资源设计3,互联资源规划设计-VLAN通信网络中采用VLAN可以实现一定地安全性,不同地VLAN之间在L2上是不能相互访问地,VLAN地标记中还有表明优先级地字段,可以实现在L2上地优先级区分。图7-8所示为VLAN帧结构,与标准以太网帧相比,VLAN帧多了一个4字节大小地TAG标记（位于源MAC地址与帧类型之间）。互联资源规划设计-VLAN（1）标记协议标识（TagProtocolIdentifier,TPID）:表示帧类型,取值为0x8100时表示802.1Q地VLAN帧,不支持802.1Q地设备收到这样地帧后,会将其丢弃。（2）PRI:表示帧地优先级,取值为0～7,用于QoS,值越大,优先级越高。（3）控制格式指示（ControlFormatIndicator,CFI）:表示MAC地址是否为经典格式（默认是0）,用于令牌环网与光纤分布数据接口网络。（4）VLANID:表示该帧所属地VLAN,取值为0～4095,可用VLANID为1～4094。归属到同一个VLAN地gNodeB数量,以一级汇聚点（最靠近gNodeB侧）地传输设备网关地一个端口或一块单板所连接地gNodeB数为准,推荐30～50个gNodeB规划在一个VLAN中。gNodeB推荐VLAN地规划方式为SingleVLAN。NSA互联资源设计4,互联资源规划设计——IP地址（1）gNodeB中地IP地址分成物理接口IP地址与逻辑IP地址两大类。物理接口IP地址:配置在物理接口（真实存在,有对应器件支持地接口）上地IP地址,直接与网络连接地以太网端口IP地址;逻辑IP地址:配置在逻辑接口（指能够实现数据交换功能但物理上不存在,需要通过配置建立地接口）上地IP地址,不直接与网络连接,如以太网聚合组（EthTrunk接口）IP地址,环回接口（LoopINT接口）IP地址,子接口（SUBIF）地址。（2）现网推荐每个gNodeB分配两个物理接口IP地址,S1-U/X2使用一个IP,OM/Clock使用一个IP,建议进行VLAN隔离。如果IP地址资源紧张,也可以共用同一个IP地址。NSA互联资源设计5,互联资源规划设计-路由gNodeB中地路由分成目地IP地址路由与源IP地址路由两大类。（1）目地IP地址路由:根据IP报文中地目地IP地址查找报文发送地出端口以及网关IP地址;（2）源IP地址路由:根据IP报文中地源IP地址查找报文发送地出端口以及网关IP地址。目地IP地址路由场景源IP地址路由场景5G命名/编号设计1,站点命名设计站点命名规则:所在区域名+站型+"_"+序号,命名在全网唯一,如:上海金桥_DBS5900_1。如果区域名可简写,则推荐简写。如:SHJQ_DBS5900_1。站点命名约束:最大为64个字符地字符串,名称字符串不能是全空白地字符串或者含有如下字符:‘?’,‘:’,‘<’,‘>’,‘*’,‘/’,‘\’,‘|’,‘"’,‘,’,‘;’,‘=’,‘'’,‘+++’,两个以上（含两个）连续空格,两个以上（含两个）连续%。5G命名/编号设计2,小区命名设计（1）小区命名规则:站点名称+"_"+Cell+序号,命名在全网唯一。如:上海金桥_DBS5900_1_Cell1。如果区域名可简写,则推荐简写。如:SHJQ_DBS5900_1_Cell1。（2）小区序号从1开始,当客户网络中存在多个频点时,序号可以按照如下规则进行设置。第一频点:序号1～5;第二频点:序号6～10。（3）小区命名约束:最大为99个字符地字符串,名称字符串不能是全空白地字符串或者含有如下字符:‘?’,‘:’,‘<’,‘>’,‘*’,‘/’,‘\’,‘|’,‘"’,‘,’,‘;’,‘=’,‘'’,‘+++’,两个以上（含两个）连续空格,两个以上（含两个）连续%。5G命名/编号设计3,小区级参数编号设计（1）扇区编号:取值范围0～65535,唯一标识一个逻辑扇区,正常情况下从0开始依次编号;（2）扇区设备编号:取值范围0～65535,唯一标识一个物理扇区设备,正常情况下从0开始依次编号;（3）NRDU小区标识:取值范围0～65534,唯一标识一个NRDU小区,没有全局意义,只需要保证基站内不冲突就行;（4）NR小区标识:取值范围0～65534,唯一标识一个NR小区,没有全局意义,只需要保证基站内不冲突就行;（5）小区标识:取值范围0～16383,该小区标识与gNodeBID以及PLMNID组成NR小区全球标识（NRCellGlobalIdentifier,NCGI）;（6）物理小区标识（PhysicalCellIdentifier,PCI）:取值范围0～1007,该标识不能跟周边相邻小区PCI冲突,考虑到小区搜索以及后续干扰随机化算法地影响,尽量保证相邻小区PCI模3错开。5G联合网络设计5G承载网规划设计5G联合网络设计5G核心网规划设计——S1-C接口组网设计（主备端口+VRRP+静态路由）5G联合网络设计5G核心网规划设计——S1-U接口组网设计（双主端口+动态路由+负荷分担）7.3NSA组网接口设计NSAOption3x组网场景下,gNodeB需要跟核心网EPC建立S1-U接口,用于传递NR地业务数据流;同时还需要跟eNodeB建立X2（包含X2-C与X2-U）接口,用于传递LTE与NR之间地信令以及业务数据流。S1接口自管理在Option3x组网场景下,gNodeB仅需要跟EPC构建S1-U接口,用于传递NR地业务数据流。eNodeB与gNodeB仅支持基于EndPoint方式来配置S1-U接口,S1-U接口建立方式包括手动建立与自动建立两种。（1）手动建立通过ADDUSERPLANEHOST命令,手工配置本端基站地用户面端点（本端用户面IP）信息。通过ADDUSERPLANEPEER命令,手工配置对端基站地用户面端点（对端用户面IP）信息。通过ADDUPHOST2EPGRP与ADDUPPEER2EPGRP两条命令,依次将本端与对端地用户面端点信息加入到端点组EPGROUP,最后通过ADDGNBCUS1命令,引用该端点组EPGROUP,从而完成S1-U接口创建。如果gNodeB存在多个S1-U接口,则需要多次添加对端信息。(命令第八章介绍）S1接口自管理（2）自动建立S1-U接口支持自动建立,当UE进行DC业务时,若gNodeB检查到S1-U链路不存在或者出现了故障,则gNodeB将eNodeB发送过来地SGWIP地址作为对端用户面IP地址,进行S1-U接口地