5G 端到端探讨
试谈面向5G的端到端网络切片关键技术
试谈面向5G的端到端网络切片关键技术作者：陈宛灵来源：《科学导报·学术》2020年第38期摘要：现阶段社会的5G通信技术高速发展，为了保障技术在使用的过程中，能够提供安全可靠的高效率技术支持，工作人员往往会采用端到端的切片技术。
这样的技术，可以为5g 通信提供更加多元化的组网方式，本文主要就5G网络下的端到端网络切片关键技术进行分析。
关键词：5G网络;端到端;接入网;传输网前言：由于信息化的高速发展，5G技术已经在物联网当中得到了广泛的应用，需要确保5G网络可以为用户提供更加高效的连接方式，同时在延迟、安全以及可靠性方面提出更高的要求。
对于5G技术当中的网络切片技术而言，这是一种关键性的技术方式，能够进行各种功能性的信息传输，因此需要对其进行研究。
1 端到端5G网络切片解决方案在开展5G业务的过程中，由于网络数据的传输规模比较大，同时具有着多样化的特征，在移动业务的开展中有着三方面的主要应用，分别为低延时高可靠的应用场景、增强移动宽带应用、大连接低功耗的应用场景。
对于uRLLC场景而言，其在应用的过程中具有着较高的可靠性，同时数据的失真程度较低，并具有着低延时的效果，为此广泛应用于自动驾驶、远程控制等方面的控制业务，是一种大范围的工艺业务控制形式[1]。
而对于eMBB而言，在进行传输的数据也比较庞大，为此主要是应用于一些需要进行大量数据处理以及传输的业务，例如在4K视频、混合现实的场景当中进行应用，这样可以很好的满足人们对于高清数字化的发展需求。
而mMTC则是能够满足工业生产当中的自动化需求。
这三种不同的业务场景需求，在开展业务的过程中有着明显的差异性，对于网络的需求也存在着不同的标准，为了进一步的提升工作的效率性，就需要将不同的网络进行有效的连接，利用5G网络切片技术便可以很好的处理好这个问题。
2 设计标准2.1 资源共享在系统的物理结构方面，采用了在同一个网络通信设施上同时运行多个切片的形式，这样便可以大大的降低通信网络的建设成本价值，同时也是提升资源利用率的一种行为，能够更好的维护网络的稳定运行。
5G毫米波端到端性能测试技术研究
5G毫米波端到端性能测试技术研究1. 引言1.1 研究背景5G毫米波通信技术正逐渐成为下一代移动通信网络的重要组成部分。
毫米波通信技术能够提供更高的带宽和更低的延迟，极大地提升了移动通信网络的性能和用户体验。
由于毫米波信号传输距离短、穿透能力差、易受天气和障碍物影响等特点，导致5G毫米波通信网络的部署和性能测试面临着巨大挑战。
目前，对于5G毫米波端到端性能测试技术的研究还处于起步阶段。
在5G毫米波通信技术快速发展的背景下，端到端性能测试技术显得尤为重要。
通过对5G毫米波通信网络的端到端性能进行全面测试和评估，可以有效评估其实际性能表现，发现潜在问题并解决其关键技术难题。
对5G毫米波端到端性能测试技术进行深入研究，对促进5G毫米波通信技术的发展和推广具有重要意义。
在本文中，我们将对5G毫米波端到端性能测试技术进行系统性研究和探讨，旨在为5G毫米波通信网络的部署和性能测试提供有效的解决方案。
【研究背景】部分将介绍当前5G毫米波通信技术的发展现状和面临的挑战，为接下来的内容铺垫基础。
1.2 研究意义5G毫米波技术是当前通信领域的研究热点之一，其极高的传输速度和大容量特性将极大地推动未来通信网络的发展。
而5G毫米波端到端性能测试技术作为保证5G网络性能的关键环节，对于验证毫米波通信系统的可靠性和稳定性具有重要意义。
通过对5G毫米波端到端性能测试技术进行研究，可以为毫米波通信系统的设计和优化提供有力支撑，从而推动5G技术的广泛应用。
1.3 研究方法研究方法是指研究者在进行科学研究时采用的方法论和技术手段。
本研究将采用实地调研、实验研究和理论分析相结合的方式进行。
具体来说，我们将首先收集相关文献，对毫米波通信技术和5G毫米波性能测试技术进行概述和分析，从而为后续研究奠定基础。
我们将进行实地调研，与相关领域的专家学者进行交流和讨论，深入了解目前5G毫米波端到端性能测试技术研究的现状及存在的问题。
在此基础上，我们将设计并实施一系列实验，验证不同性能测试技术的有效性和可靠性，为研究提供数据支撑。
5g系统设计-端到端标准详解 -回复
5g系统设计-端到端标准详解-回复5G系统设计端到端标准详解一、引言随着移动通信技术的飞速发展，5G成为目前各国竞相研发的焦点。
5G承载了大规模物联网、高速数据传输等应用的期待，因此其端到端标准的设计成为保证5G网络性能与质量的基石。
本文将一步一步详细回答关于5G 系统设计端到端标准的问题。
二、5G系统设计端到端标准的概述1. 什么是5G系统设计端到端标准？5G系统设计端到端指的是从终端设备到基站、传输网络、核心网再到服务平台的整个通信链路。
而5G系统设计端到端标准是为了保证整个通信链路的功能和性能而制定的规范和指南。
2. 为什么5G系统需要端到端标准？5G系统涉及到的通信技术和应用非常复杂，每个环节都有特定的要求和挑战。
只有建立统一的端到端标准，才能确保各个环节间的协同工作，提供优质的服务和良好的用户体验。
三、5G系统设计端到端标准的关键要素1. 网络架构5G网络架构由无线接入网、传输网和核心网组成。
端到端标准需要明确各个网络层级的功能和接口要求，确保数据的无缝传输和处理。
2. 频谱管理频谱是5G通信的基础资源，而频谱管理涉及到频段分配、功率控制、动态频谱分配等。
端到端标准需要制定频谱管理策略，确保频谱资源的高效利用和公平共享。
3. 无线传输技术5G系统设计端到端标准需要定义无线传输技术的要求，包括传输速率、覆盖范围、容量等。
同时，还需要制定多天线技术、波束成形等关键技术的标准，以确保信号的稳定和可靠传输。
4. 网络切片网络切片是5G系统中的一个重要概念，它将网络资源划分为多个虚拟网络，为不同应用提供个性化的服务。
端到端标准需要明确定义网络切片的功能和接口，以实现灵活高效的网络资源调度。
5. 兼容性和互操作性5G系统设计端到端标准需要确保不同设备和网络间的兼容性和互操作性。
这需要统一的接口标准和协议，以确保设备之间的互联互通和数据的无缝传输。
6. 安全性和隐私保护5G系统设计端到端标准需要制定安全和隐私保护的要求和机制，确保用户的数据和通信安全。
5G技术的端到端质量保障策略
5G技术的端到端质量保障策略随着科技的不断发展，5G技术正逐渐成为我们生活中的一部分。
作为一种新一代移动通信技术，5G不仅提供了更快的速度和更低的延迟，还为我们的生活带来了更多可能性。
然而，要实现5G技术的全面应用，我们需要一套完善的端到端质量保障策略。
首先，5G技术的端到端质量保障需要从网络基础设施着手。
在5G网络中，基站的部署密度更高，网络拓扑更加复杂。
为了保证网络的稳定性和可靠性，运营商需要加强基站的建设和维护工作。
这包括对基站进行定期巡检和维修，以及加强对基站设备的监控和管理。
同时，运营商还需要加强对网络的容量规划和优化，以确保网络能够满足用户的需求。
其次，5G技术的端到端质量保障还需要关注网络的安全性。
随着5G技术的应用，网络的攻击面也会不断扩大。
为了保护用户的隐私和数据安全，运营商需要加强网络的安全防护。
这包括加强对网络的监测和检测，及时发现和应对网络安全威胁；加强对用户数据的加密和保护，防止用户数据泄露；以及加强对网络设备的安全管理，防止网络设备被攻击和篡改。
此外，5G技术的端到端质量保障还需要关注网络的性能和容量。
5G网络的高速和低延迟给用户带来了更好的体验，但同时也给网络带来了更大的压力。
为了保证网络的性能和容量，运营商需要加强对网络的监测和优化。
这包括对网络的实时监测，及时发现和解决网络故障和瓶颈；对网络的容量规划和优化，确保网络能够满足用户的需求；以及对网络的负载均衡和流量控制，避免网络拥塞和性能下降。
最后，5G技术的端到端质量保障还需要关注用户体验。
5G技术的应用不仅仅是为了提供更快的速度和更低的延迟，更重要的是为用户带来更好的体验。
为了提升用户体验，运营商需要加强对用户需求的了解，不断优化网络和服务。
这包括提供更多的服务和应用，满足用户的多样化需求；提供更好的网络覆盖，确保用户能够随时随地享受5G技术带来的便利；以及提供更好的客户服务，及时解决用户的问题和反馈。
综上所述，5G技术的端到端质量保障策略需要从网络基础设施、网络安全、网络性能和容量以及用户体验等多个方面进行考虑。
5G 端到端探讨教学提纲
商业模式
Telco
Pipe in the future
Pipe today
AT&T + IUSACELL
举措
• 软硬件解耦（CT云） • 网络切片
Cloud V2X
Telco
Big data M2M
Finance Store
Auto
Telco
Health care
Others
Security
AT&T + DirecTV
ToD
4K Camera
>100Mbps
Driven
Surveillance 20 Mbps
Advance VR 20ms
Ultimate VR eHealth 10ms
V2X 3~5ms
Smart Energy Robot control
1~2ms
~100Mbps <40ms
~500Mbps <20ms
中心的网络架构等基础创新技术已被3GPP采纳
11
芯片&终端进展：2018年发布5G商用CPE，2019年发布5G商用智能手机
2018年CPE商用
业界首款5G芯片组—巴龙5G01
2019年智能机芯片和手机商用
巴龙5G01 首款商用CPE（C-Band、毫米波）
Kirin 麒麟
Snapdragon 骁龙X50
AT&T + DirecTV + Time Warner
大视频
IT云（M2M, V2X…）
IT云（M2M, V2X…）
• 网络现代化（全IP/4.5G/5G…） • 极简运维（AI）
6
5G业务对网络的诉求？
5G网络端到端切片技术应用探究
5G网络端到端切片技术应用探究提纲：一、5G网络端到端切片技术的原理与应用二、5G网络端到端切片技术的优势与挑战三、5G网络端到端切片技术在建筑行业中的应用四、5G网络端到端切片技术在建筑行业中的案例分析五、5G网络端到端切片技术的未来发展与应用前景一、5G网络端到端切片技术的原理与应用5G网络端到端切片技术是指将网络分成若干个独立的逻辑单元，每个逻辑单元具有独立的数据处理能力和资源分配能力。
通过对网络进行分割和虚拟化，可以实现对网络资源的灵活配置和优化，提高了网络的效率和灵活性。
在5G网络中，通过对网络进行切片，可以将不同的业务数据流分割成不同的逻辑单元，每个逻辑单元可以根据需要进行定制化的资源配置和优化，提供不同的服务质量和响应速度，以适应不同的业务需求。
2、5G网络端到端切片技术的优势与挑战2.1、优势（1）提高网络利用率5G网络端到端切片技术可以对网络资源进行精细的划分和管理，使得网络资源能够得到更加有效和高效的利用，从而提高网络的整体利用率。
（2）提高服务质量通过5G网络端到端切片技术，可以根据用户的需求和业务的需求，对网络资源进行分配和优化，使得服务质量得到有效提升，从而提高用户的满意度。
（3）增强网络安全性5G网络端到端切片技术可以根据网络中的业务流量和安全需求，对网络进行细粒度的安全管理，实现对网络的安全保障。
2.2、挑战（1）技术复杂度较高5G网络端到端切片技术是一项技术复杂度较高的技术，需要涉及到网络架构、资源调度、业务管理等多个方面的知识和技术。
（2）成本较高在实现5G网络端到端切片技术的过程中，需要投入大量的人力、财力和物力，成本较高。
（3）存在标准化不统一的问题目前，5G网络端到端切片技术的标准化并不统一，不同的设备厂商和运营商之间实现方式可能存在差异，这也增加了它的难度和成本。
三、5G网络端到端切片技术在建筑行业中的应用在建筑行业中，5G网络端到端切片技术可以应用在以下三个方面：3.1、智能建筑智能建筑是近年来较为火爆的一种建筑模式，通过将建筑物内部的各种物联网设备和传感器连接起来，实现对建筑物内部行为的实时监控和管理。
五G端到端探讨
NG-C
NG Core
NG-U
控制面
顾客面
CP与UP分离，简化关键网旳布署与集成
老式架构：网状全互连
将来演进：云+分布式DC
迅速集成：N*M => 1*M（端口）统一NBI接口：N => 1（节点）自动DGW布署：N => 1 （配置）
M
N
伴随流量增长和边沿业务诉求旳提升，网关数量也要增长。
集成布署：N*M个端口运维复杂：运营成本高
5G业务应用场景和网络目的
超级全联接世界（5G）
2023+
5G业务布署旳三个阶段对网络演进旳诉求
Latency
DL Speed
UL Speed
PHASE12023-2023
PHASE22023Service: FWA/ eMBB, Public
覆盖：3.5GHz高频覆盖不足
3.5G覆盖上行受限连续覆盖面临现网2倍站点投资
老式DAS不支持3.5G频段和多天线
运维：多天线优化难，多网能耗大
多天线、大带宽增长能耗2/3/4/5G设备共存，运维成本高
语音：5G语音两次回落体验、保障难
联通现网单天线占比40%双天线占比50%三天线占比10%
天面改造：增长抱杆天线供配电改造：要求增大供配电能力馈电改造：老式48V不能满足拉远供电
5G带来了什么？
5G旳TOP行业应用
5G体育场全景VR直播
全景VR直播
公布辅助驾驶
2023H2
不久将来
4G : 辅助
*UDN：超高密度网络
占地4.38平方公里
300K人/天
100Mbps 随处
10Gbps 场馆
冬奥会全景VR直播
5G毫米波端到端性能测试技术研究
5G毫米波端到端性能测试技术研究5G毫米波技术作为下一代移动通信技术的重要组成部分，其高速、低延迟的特性已然成为了人们所关注的焦点。
要实现这些特性所需的技术研究与测试也是至关重要的。
本文将对5G毫米波端到端性能测试技术进行研究，并探讨其在实际应用中的意义与挑战。
一、5G毫米波技术概述5G毫米波技术，即使用毫米波频段进行通信的5G技术，具有大带宽、高频率、高速率和低时延等特点，是5G网络的重要组成部分。
其频段通常在24GHz至100GHz之间，远高于传统的微波通信频段，可以提供更大的带宽和更高的数据传输速率。
5G毫米波技术被寄予厚望，有望为未来的移动通信提供更高效、更快速的网络连接。
毫米波频段的特性也带来了一些挑战，例如信号传输距离较短、穿透能力较差等。
在实际应用中，需要对5G毫米波技术进行全面的性能测试，以确保其在各种环境下都能够稳定可靠地运行。
二、端到端性能测试技术概述端到端性能测试是指对整个通信系统进行全面测试，包括终端设备、基站、传输网络等各个方面。
在5G毫米波技术中，端到端性能测试尤为重要，因为毫米波频段的特性对信号的传输和接收都提出了更高的要求。
端到端性能测试技术通常包括以下几个方面：1. 信号质量测试：包括信噪比、误码率、信号强度等指标的测试，以评估信号的稳定性和可靠性。
2. 预期覆盖测试：评估5G毫米波技术在不同环境下的覆盖能力，包括室内、室外、城市、乡村等不同场景。
3. 网络容量测试：评估5G毫米波技术在高负载情况下的网络容量，包括同时连接多个终端设备时的信号稳定性和速率表现。
以上技术都是为了确保5G毫米波技术在实际应用中能够稳定可靠地运行，满足用户对高速率、低时延的需求。
三、技术研究与挑战5G毫米波端到端性能测试技术的研究是一项复杂而艰巨的任务，因为其频段特性的独特性决定了测试技术需要更高的精度和更复杂的工程。
而且，毫米波频段的传输距离短、穿透能力差，使得测试设备的选择和测试环境的搭建都需要更高的水平和技术。
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模块 选型 室分 系统
√ 形成试验局基站选型标准 √ 选定站点解决方案样板点，赋能省内 √ 研讨5G数字化室内建设思路
√ 与联通共同推动上下行解耦标准化 √ 确定长话大楼上下行解耦测试场景
√ 明确北京新机场数字化室分建设节奏
目标 通过专项规划、 优化，实现路 面1Gbps， 并赋能全国。
完成 站点工勘
ToD >100Mbps
4K Camera Driven
FWA 5Mbps
Surveillance 20 Mbps
Advance VR 20ms
Ultimate VR eHealth 10ms
V2X 3~5ms
Smart Energy Robot control 1~2ms
~100Mbps<40ms
“9.15” 中国联通5G 1Gbps精品网发布
“10.1” 中国联通5G金融 街示范网发布
…
16
5G网络架构？
17
NSA适用5G前期部署，SA是5G的最终演进架构
NSA（非独立组网）
EPC EPC
SA（独立组网）
NG Core
S1
S1
NG-C
NG-U
LTE
5G NR
控制面 用户面
LTE
5G NR
NR 64T64R
NR 100MHz
4:1 配比
NR 4T8R LTE 1T2R
NR 100MHz LTE 10MHz
4:1 配比
eMBB热点流量密度 （107Mbps/m2）
H:107
中兴
H :62
大唐 诺基亚
华为 爱立信
2017.09
2018.06
14
深化5G战略合作，全方位支持中国联通5G领先
5G带来了什么？
1
5G的TOP行业应用
VR直播 车联网 WTTx 超高密度网络
冬奥会全景VR 直播
车联网
2017H2 辅助驾驶
占地4.38平方公里
收购频谱
2016 Q4
300K人/天
发布
5G体育场 全景VR直播
28GHz
39GHz
不久 将来
全景VR直播
4G : 辅助 5G : 自动
发布WTTx 切换至3GPP标准
中国联通、华为5G车联网创新合作
稻香湖无人驾驶路段
联合项目组成立 明确业务规划 规划仿真评估 设备安装调试 业中国联通5G首个 预商用基站开通
“9.26” 北展-中国联通 5G成果发布
“12.1” 中国联通5G长安街区 域覆盖及业务发布 “2019.3” 中国联通5G 试商用
举措
IT云（M2M, V2X…）
• 软硬件解耦（CT云） • 网络切片
IT云（M2M, V2X…）
• 网络现代化（全IP/4.5G/5G…） • 极简运维（AI）
6
5G业务对网络的诉求？
7
5G业务应用场景和网络目标
2020+
增强移动宽带
Gbps 3D 视频, UHD屏幕 智能家居 云端工作和娱乐 虚拟现实/增强现实 工业自动化 智慧城市
穿梭车
华为园区
2 km2 30KK
连接
云办公
82K 50K 节省 人 $3.6M
集成商
摄像头
3年TCO（现状）
> 4.5Tbps
吞吐量
$3,430,000
车辆集成
15K
运营商 园区
物
5G网络
$860,000
节省XX% TCO
3
5G业务的商业模式？
4
新商业模式：切片即服务
技术验证
2018
2018.6频谱拍卖
2019
网络部署
2020
商用
技术验证
部署 / 预商用
商用 商用
技术验证
解决方案测试 / IOT
站点部署
2019Q1频谱拍卖
技术验证 解决方案测试 / IOT 2018.4频谱拍卖 技术验证 规模试验
部分国家商用
商用
预商用 规模商用
规模商用
技术验证
预商用
韩国将于2019年3月（5G-Day）商用
Device/km²
连接密度
（每平方公里设备数）
1M
10m
1
1ms
时延（毫秒）
超级全联接世界（5G）
来源：ITU-R M.2083-0建议书
8
5G业务部署的三个阶段对网络演进的诉求
PHASE1
2018-2019
PHASE2
2020-2022
PHASE3
2022~
Strategy Focus
Service: FWA
2018年，启动基于3GPP标准的5G预商用组网测试
6月27日，中国联通与华为签署“5G端到端战略合作框架协议”，深度聚焦5大领域
5G端到端战略规划 5G技术及标准化合作 5G内外场技术验证合作 5G室内数字化创新合作 5G业务孵化和示范推广
15
打造5G规模商用示范区，助力中国联通技术储备和新业务孵化
Finance
Store Health care
Telco
V2X
Cloud
Telco
Pipe today Big data
Auto
商业模式
Pipe in the future
Telco
Others Security
M2M
AT&T + IUSACELL
AT&T + DirecTV
AT&T + DirecTV + Time Warner 大视频
上下行解耦，实现5G低成本连续覆盖
5G数字化室分打造室内极致体验
完成
新业务孵化：联通+华为合作共赢
业务与网络齐头并进，共铸5G新商业机会点
北京5G业务孵化
移动AR/VR 工业制造 无人驾驶 安防监控 远程教育
品牌深度合作：打响联通5G第一品牌
5G品牌持续发声，中国联通5G ready
完成 完成 完成 进行中 规划中
前期5G创新合作成果
5G标准与试验合作
3GPP标准合作：
在3GPP RAN1~RAN4标准层面均有联合立项项目 标准工作上彼此支持，同签成就彼此
5G试点与品牌宣传
完成7省业务演示，5G品牌领先
4.10 - 福建 - 数字中国峰会 - 5G低时延冰球互动 5.03 – 河南 - 5G发布会 - 5G多路高清视频 5.17 – 北京 - 全球电信日 - 5G博物馆业务直播 5.26 – 贵州 - 大数据博览会 - 5G峰值速率体验 6.09 – 山东 - 上合组织峰会 - 5G AR/VR
R16：满足ITU所有场景 R16 •新多址技术 •uRLLC增强 •mMTC增强
2018年6月14日，R15标准冻结
•灵活空口结构 •上下行解耦 •…
• 5G标准分为两个阶段，R15主要聚焦eMBB，R16满足所有场景（eMBB/uRLLC/mMTC） • 2018年6月14日，R15标准已经冻结，奠定了商用基础。 • 5G全球统一标准成为事实，华为公司提出的Polar码、F-OFDM波形、上下行解耦、短时延接入、以用户为 中心的网络架构等基础创新技术已被3GPP采纳
D:12.4
H: 3.7
mMTC连接数 万 /MHz/Cell/ 小时 N: 0.64 D:2.1 E:5.5 Z:161 D:163 H : 217 Z:1.8 E: 1.6 E: 26 E: 36.8 Z:51.6 D: 61.2 eMBB高频小区峰 值(Gbps)
D:0.43 Z:12.1 E:0.63
智能工厂
体育场馆
园区
用户 SaaS
VR直播 切 片 1 智能工厂 车联网
基于地点的切片业务
VR直播
足球赛
演唱会
基于时间的切片业务
网 络 切 片
切 片 2
切 片 N
切 片 0
车联网
无人机
物联网
基于服务的切片业务
Flat Rate:单一模式 统一收费
时间
5
5G时代运营商的三类运营模式
超级管道 战略意图 切片即服务 ICT使能的基础租赁 集成商 ICT使能的业务超市 服务商
Strategy Focus
Service: FWA/ eMBB, Public
Strategy Focus
Service: eMBB/ uRLLC/ start of mMTC
Ultimate VR 1Gbps Hologram 10Gbps Video
Latency
FWA 40ms
4K Video Pre-VR 30ms
聚焦北京联通，规模商用示范，能力辐射全国
关键方案验证：5G高频与现网规模组网
NSA/SA，明确5G初期建网架构
√ 携手网研院完成测试内容梳理 √ 端到端分析NSA/SA架构特征
规划能力储备：5G密集城区规划部署
金融街 密集城区站点规划
64T64R构建最佳5G体验
区域规划仿真
路线规划与演示业务设计
网络 架构 覆盖 增强
边缘DC 随着流量增长和边缘业务诉求的提升，网关数量也要增加。
RGW (GW-U) CDN
…
RGW (GW-U)
APP Server
…
• •
集成部署：N*M个端口 运维复杂：运营成本高
• • •
快速集成：N*M => 1*M（端口） 统一NBI接口：N => 1（节点） 自动DGW部署：N => 1 （配置） 集成效率高：减少90%的GW组网 运维效率高：节省50%投入 TTM短：提升50%