IMT-2020(5G)5G网络架构设计白皮书
IMT-2020(5G)PG-WHITE PAPER ON 5G VISION AND REQUIREMENTS_V1.0
Contents
Overall Vision for 5G
P1
Drivers & Market Trends
P3
Services, Scenarios & Performance Challenges P7
3
IMT-2020 (5G) Promotion Group 5G Vision and Requirements as mobile health, Internet of Vehicles (IoV), smart home, industrial control, and environmental monitoring will drive the explosive growth of IoT applications, facilitating hundreds of billions of devices to connect to a network creating a true “Internet of Everything”. This will give rise to emerging industries of unprecedented scale and instill infinite vitality to mobile communications. Meanwhile, the massive amount of interconnected devices and the diversified IoT services will also pose new challenges to mobile commMT-2020 (5G) Promotion Group 5G Vision and Requirements
中国5G发展和经济社会影响白皮书(2020年)
前言中国经济已进入中速增长平台。
在国际环境发生重大变化的背景下，要在“十四五”期间持续保持经济平稳增长，必须充分释放前沿数字技术创新对经济社会高质量发展的基础和带动作用。
在众多前沿数字技术中，5G以划时代的技术能力、广泛的应用前景以及对其他技术的带动作用，有望成为启动新一轮技术革命的关键支点。
与世界其他主要国家一样，中国深刻认识5G发展的重要意义，在技术产业创新上走在了世界前列。
2019年6月，中国颁发5G牌照，成为全球第一批进行5G商用的国家。
尽管2020年遭受新冠疫情冲击，中国5G产业发展仍逆势上扬。
在一年多的商用时间里，网络建设快速推进，手机终端加速渗透，融合应用开始落地，技术产业持续创新，多方面实现“从0到1”的突破，初步展现了其庞大的潜在市场空间和助力经济社会创新发展的巨大潜能。
5G将正式开启产业互联网变革的新篇章。
我们深切感受到，5G正在切实推动ICT产业从消费互联网向产业互联网转型。
在疫情加速数字化进程的大背景下，一方面5G的高知名度提高了产业用户对新一代信息技术的接受程度，吸引产业用户探索与之有关的行业级应用场景，另一方面，电信运营商、设备供应商、云服务供应商等正集结力量，以5G为驱动，推动基础设施的重构和变革，探索新的产业互联网产品和服务模式，在此基础上构造全新的产业生态体系。
与4G 产业生态限于移动通信领域不同，5G产业生态需要促进移动通信产业与传统产业的深度融合。
5G商用的进程不仅仅是应用的创新进程，还是元器件、终端、网络、平台甚至制度的联动创新进程，其创新的复杂度和难度要远高于4G，开启的创新空间广度和深度也将远远超过4G。
2020年，将是一个全新时代的开始。
未来2-3年5G产业发展将进入关键期。
这一时期，既是5G应用生态的培育期，也是各厂商积蓄实力、加速转型成长的重要窗口期。
产业转型之风已起，需产业界同仁齐心努力。
一、5G逆势增长，商用一年成绩可观2020年中国5G正式进入规模商用时期。
《5G网络架构设计》白皮书
对于移动网络运营商而言，5G网络有助于进一 步开源节流。开源方面，5G网络突破当前封闭固化 的网络服务框架，全面开放基础设施、组网转发和 控制逻辑等网络能力，构建综合化信息服务使能平 台，为运营商引入新的服务增长点。节流方面，按 需提供的网络功能和基础设施资源有助于更好的节 能增效，降低单位流量的建设与运营成本。
第二，为了支持移动互联网和物联网场 景设备高效接入的要求，5G系统需同时满足 Tbps/ k m2的流量密度和百万/ k m2连接密度要 求，而现有网络流量中心汇聚和单一控制机制
在高吞吐量和大连接场景下容易导致流量过载 和 信令拥塞。
第三，为了支持自动驾驶和工业控制等高 度实时性要求的业务，5G系统需要在高可靠性 前提下，满足端到端毫秒级的极低时延要求。现 网中，端到端时延和业务中断时间都在百毫秒量 级，与5G时延要求存在两个数量级的差距，也难 以满足特定业务的可靠性和安全性要求。
面对5G极致的体验、效率和性能要求，以及 “万物互联”的愿景，网络面临全新的挑战与机 遇。5G网络将遵循网络业务融合和按需服务提供 的核心理念，引入更丰富的无线接入网拓扑，提 供更灵活的无线控制、业务感知和协议栈定制能 力；重构网络控制和转发机制，改变单一管道和 固化的服务模式；利用友好开放的信息基础设施
1. 5G系统设计：逻辑视图与功能视图
如图3所示, 5 G网络逻辑视图由3个功能平面 构成：接入平面，控制平面和转发平面。
白皮书-5G网络架构顶层设计理念-Huawei
远程控制等，满足人们对于数字化工业的 需求；mMTC 则覆盖对于联接密度要求 较高的场景，例如智慧城市，智能农业， 满足人们对于数字化社会的需求。 移动网络业务范畴的扩展，也将丰富 电信网络的生态环境。很多传统行业例如 汽车，医疗，能源，市政系统等等都将参 与到电信生态环境的建设中。5G 是人类 将数字化从个人娱乐为主，推向全联接社 会的奇点，是移动通信行业的机遇，也对 现有移动通信技术提出了挑战。
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5G
Network Architecture-A High Level View
5G Network Architecture-A High Level View
RAN Real Time 功能主要包含接入网络的调度、链路适配、功率控制、干扰协同、 重传、调制编码等。这部分处理对于定时、处理实时性要求高，计算量大，当前硬件加 速器处理的规格和能效远高于通用处理器，因此仍需要采用专用硬件实现，并部署在靠 近业务的站点中。而 RAN Non- Real Time 功能主要包括小区间切换、小区选择与重选、 用户面加密、多连接汇聚等处理，这部分功能的实时要求低，时延可以宽松至数十毫秒， 适合进行集中化部署，并可以采用通用处理器进行处理，可以根据具体业务要求部署在 MCE 中或站点中。 MCE 的引入，将使能基于大区域的时间、频段、空间及协同各种处理能力的多维 度复杂管理。使 CloudRAN 能够支持 4G，4.5G，5G，WIFI 等多种不同制式，及宏站， 小站，微站等多种不同站点形态的协同与调度。云化的网络功能可以按需部署到无线汇 聚点、骨干汇聚点，甚至核心汇聚点等不同的节点上，实现网络的最大效率和最大能力。
5G Network Architecture-A High Level View
《5G无人机应用白皮书》
目录P1P2P12P17P24P26P36P39P45P47引言无人机应用场景和通信需求4G网络能力5G网络能力网联无人机终端通信能力5G应用案例无人机安全飞行标准进展趋势，总结和展望贡献单位IMT-2020(5G)推进组于2013年2月由中国工业和信息化部、国家发展和改革委员会、科学技术部联合推动成立，组织架构基于原IMT-Advanced推进组，成员包括中国主要的运营商、制造商、高校和研究机构。
推进组是聚合中国产学研用力量、推动中国第五代移动通信技术研究和开展国际交流与合作的主要平台。
引言无人驾驶航空器（Unmanned Aerial Vehicle,以下简称UAV）简称为无人机，其全球市场在过去十年中大幅增长，现在已经成为商业、政府和消费应用的重要工具。
无人机能够支持诸多领域的解决方案，可以广泛应用于建筑、石油、天然气、能源、公用事业和农业等领域。
当前，无人机技术正在朝军民融合的方向高速发展，无人机产业已经是国际航空航天最具活力的新兴市场，成了各国经济增长的亮点。
无线通信在过去20 年经历了突飞猛进的发展，从以话音为主的2G 时代，发展到以数据为主的3G 和4G 时代，目前正在步入万物互联的5G 时代。
移动网络在继续丰富人们的沟通和生活的同时，也向全行业数字化转型提供能力，提高各行业的运作效率和服务质量。
5G 以全新的网络架构，提供10Gbps 以上的带宽、毫秒级时延、超高密度连接，实现网络性能新的跃升。
ITU 定义了5G 三大场景：增强移动带宽（Enhanced Mobile Broadband,以下简称eMBB）、超高可靠低时延通信（Ultra-Reliable Low-latency C o m m u n i c a t i o n s，以下简称u R L L C）、大规模机器类通信（M a s s i v e M a c h i n e-Ty p e Communications，以下简称mMTC）。
5G网络架构和关键技术
5G网络架构和关键技术曹诚【摘要】2014年，IMT-2020(5G)推进组发布了第一份白皮书，第五代移动通信系统被提上日程，有望在2020年完成整个网络与系统的部署。
未来的数据流量，网络连接设备总量将会发生爆炸式增长，业务需求将会发生颠覆性变化，物联网与移动互联网将会相互融合，为人们提供多元化服务，如车联网，智能家居，智慧医疗，工业监测系统，超高清3D时频等。
文章介绍实现以上高速率，靠可靠性，低时延，智能化，功能多元化的5G网络实现的网络架构以及关键技术，如大规模MIMO，软件定义网，自组网技术等。
%2014 IMT-2020 (5G) propulsion group released the ifrst white paper, the iffth generation mobile communication system is put on the agenda, is expected to complete the deployment of the entire network and the system in 2020. The data lfow in the future, network connected devices will total explosion growth, business demand will happen to subvert the changes, networking and mobile Internet will fuse with each other, for people to provide diversified services, such as car networking, intelligent home, medical wisdom, industrial monitoring and measurement system, Ultra HD 3D frequency. The achieve the above high rate, by reliability, low latency, intelligent, diversiifed functions of 5g network to achieve the network architecture and key technology, such as large-scale MIMO, software deifned network, ad hoc network technology.【期刊名称】《无线互联科技》【年(卷),期】2015(000)009【总页数】2页(P16-17)【关键词】5G;超密集异构网络;D2D;MIMO;SDN;网络架构;扁平化【作者】曹诚【作者单位】北京邮电大学电子工程学院，北京 100876【正文语种】中文5G网络的构建需要达到超高速率，大吞吐量，超高可靠性，超低延时等指标，来为用户提供最佳的体验。
IMT-2020(5G)推进组C-V2X白皮书
C-V2X概述国际C-V2X发展现状我国C-V2X发展基础与现状我国C-V2X产业发展倡议贡献单位P2 P9 P15 P28 P30目录IMT-2020(5G)推进组于2013年2月由中国工业和信息化部、国家发展和改革委员会、科学技术部联合推动成立，组织架构基于原IMT-Advanced推进组，成员包括中国主要的运营商、制造商、高校和研究机构。
推进组是聚合中国产学研用力量、推动中国第五代移动通信技术研究和开展国际交流与合作的主要平台。
13GPP第三代合作伙伴项目(the 3rd Generation Partnership Project )5GAA5G 汽车协会(5G Automotive Association )CA证书授权(Certificate Authority )C-ITS合作智能交通系统(Cooperative-Intelligent Transportation System )GNSS全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System )缩略语ITS 智能交通系统(Intelligent Transport System )LTE 长期演进(Long Term Evolution )MEC 多接入边缘计算(Multi-access Edge Computing )OBU 车载单元(On Board Unit )RSU 路侧单元(Road Side Unit )2IMT-2020(5G)推进组C -V 2X 白皮书1. C-V2X 内涵车用无线通信技术（V e h i c l e t oEverything, V2X）是将车辆与一切事物相连接的新一代信息通信技术，其中V代表车辆，X代表任何与车交互信息的对象，当前X主要包含车、人、交通路侧基础设施和网络。
V2X C-V2X 概述交互的信息模式包括：车与车之间（Vehicle to Vehicle,V2V）、车与路之间（Vehicle to Infrastructure,V2I）、车与人之间（Vehicle to Pedestrian, V2P）、车与网络之间（Vehicle toNetwork, V2N）的交互，如图1.1所示。
5G承载网络架构和技术方案白皮书
目录IMT-2020(5G)推进组于2013年2月由中国工业和信息化部、国家发展和改革委员会、科学技术部联合推动成立，组织架构基于原IMT-Advanced推进组，成员包括中国主要的运营商、制造商、高校和研究机构。
推进组是聚合中国产学研用力量、推动中国第五代移动通信技术研究和开展国际交流与合作的主要平台。
引言5G承载网络总体架构5G承载转发面架构与技术方案5G承载协同管控架构和关键技术5G同步网架构和关键技术我国5G承载产业发展趋势分析总结和展望主要贡献单位P1P2P4P21P25P29P34P35I M T -2020(5G )推进组5G承载网络架构和技术方案白皮书I M T-2020(5G)推进组5G承载网络架构和技术方案白皮书2I M T-2020(5G)推进组5G承载网络架构和技术方案白皮书引言随着3GPP 5G非独立（NSA）和独立（SA）组网标准的正式冻结，我国运营商同步启动规划和设计5G试点和预商用方案，5G迈向商用的步伐逐步加快。
相对4G网络，5G在业务特性、接入网、核心网等多个方面将发生显著变化，其中在业务特性方面，增强型移动宽带（eMBB）、超可靠低时延通信（uRLLC）、大规模机器类通信（mMTC）等典型业务场景将分阶段逐步引入；在无线接入网方面，将重塑网元功能、互联接口及组网结构；在核心网方面将趋向采用云化分布式部署架构，核心网信令网元将主要在省干和大区中心机房部署，数据面网元根据不同业务性能差异拟采用分层部署方案，随着物联网（IOT）等垂直行业的业务发展，5G控制平面也将呈现大区部署趋势。
5G新型特性变化为承载技术的新一轮快速发展提供了契机。
根据IMT-2020(5G)推进组5G承载工作组2018年6月发布的《5G承载需求分析》白皮书， 5G对承载网络主要带来三大性能需求和六类组网功能需求，也即在关键性能方面，“更大带宽、超低时延和高精度同步”等性能指标需求非常突出，在组网及功能方面，呈现出“多层级承载网络、灵活化连接调度、层次化网络切片、智能化协同管控、4G/5G混合承载以及低成本高速组网”等六大组网需求，如何满足和实现这些承载需求至关重要。
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管系统，垂直行业能够获得对网内终端和设备更丰 富的监控和管理手段，全面掌控业务运行状况；利 用功能高度可定制化和资源动态可调度的5G基础设 施能力，第三方业务需求方可以快捷的构建数据安 全隔离和资源弹性伸缩的专用信息服务平台，从而 降低开发门槛。
需要指出的是，随着移动网络和互联网在业务 方面融合的不断深入，两者在技术方面也在相互渗 透和影响。云计算、虚拟化、软件化等互联网技术 是5G网络架构设计和平台构建的重要使能技术。
图2 综合化信息服务使能平台
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I M T- 2 0 2 0 ( 5 G ) 推 进 组 5G网络架构设计白皮书
5G网络架构设计
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5G网络: 挑战与机遇
1. 极致性能指标带来全面挑战
首先，为了满足移动互联网用户极致的视频 及增强现实等业务体验需要，5G系统提出了随时 随地提供100Mbps—1Gbps的体验速率的指标要 求，甚至在500km/h的高速运动过程中，也要求 具备基本服务能力和必要的业务连续性。
I M T- 2 0 2 0 ( 5 G ) 推 进 组 5G网络架构设计白皮书
目录
引言
P1
5G网络：挑战与机遇
P2
5G网络架构设计
P4
Байду номын сангаас
5G网络代表性服务能力
P8
5G网络标准化建议
P15
总结和展望
P17
主要贡献单位
P18
IMT-2020(5G)推进组于2013年2月由中国工业和信息化部、国家发展和改革委员会、科学技术部联合推动成立，组织架 构基于原IMT-Advanced推进组，成员包括中国主要的运营商、制造商、高校和研究机构。推进组是聚合中国产学研用力 量、推动中国第五代移动通信技术研究和开展国际交流与合作的主要平台。
体验速率
极致体验
流量密度
重要性：高 重要性：中 重要性：低
移动性
时延
极致效率
连接密度
全面网络挑战 图1 5G全面的网络挑战
可靠性
极致性能
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2. 网络与业务融合触发全新机遇
丰富的5G应用场景对网络功能要求各异：从突 发事件到周期事件的资源分配；从自动驾驶到低移 动性终端的移动性管理；从工业控制到抄表业务的 时延要求等。面对如此多样化的业务场景，5G提出 的网络与业务深度融合，按需提供服务的新理念能 为信息产业的各个环节带来全新的发展机遇。
5G网络架构设计包括系统设计和组网设计两 个方面。系统设计重点考虑逻辑功能实现以及不 同功能之间的信息交互过程，构建功能平面划分 更合理的统一的端到端网络逻辑架构。组网设计 聚焦设备平台和网络部署的实现方案，以充分发 挥基于SDN/NFV技术的新型基础设施环境在组 网灵活性和安全性方面的潜力。
1. 5G系统设计：逻辑视图与功能视图
I M T- 2 0 2 0 ( 5 G ) 推 进 组 5G网络架构设计白皮书
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I M T- 2 0 2 0 ( 5 G ) 推 进 组 5G网络架构设计白皮书
引言
随着5G研究的全面展开并逐步深入，业界就 5G场景形成基本共识：面向增强的移动互联网应 用场景，5G提供更高体验速率和更大带宽的接入 能力，支持解析度更高、体验更鲜活的多媒体内 容；面向物联网设备互联场景，5G提供更高连接 密度时优化的信令控制能力，支持大规模、低成 本、低能耗IoT设备的高效接入和管理；面向车 联网、应急通信、工业互联网等垂直行业应用场 景，5G提供低时延和高可靠的信息交互能力，支 持互联实体间高度实时、高度精密和高度安全的 业务协作。
面对5G极致的体验、效率和性能要求，以及 “万物互联”的愿景，网络面临全新的挑战与机 遇。5G网络将遵循网络业务融合和按需服务提供 的核心理念，引入更丰富的无线接入网拓扑，提 供更灵活的无线控制、业务感知和协议栈定制能 力；重构网络控制和转发机制，改变单一管道和 固化的服务模式；利用友好开放的信息基础设施
环境，为不同用户和垂直行业提供高度可定制化 的网络服务，构建资源全共享、功能易编排、业 务紧耦合的综合信息化服务使能平台。
5G国际标准化工作现已全面展开，需要尽 快细化5G网络架构设计方案并聚焦关键技术方 向，以指导后续产业发展。本白皮书从逻辑功能 和平台部署的角度，以四维功能视图的方式呈现 了新型5G网络架构设计，并提炼了网络切片、移 动边缘计算、按需重构的移动网络、以用户为中 心的无线接入网和能力开放等5G网络代表性服务 能力。白皮书最后提出了5G网络架构和技术标准 化工作的推进建议。
如图3所示,5G网络逻辑视图由3个功能平面 构成：接入平面，控制平面和转发平面。
基于5G网络“最后一公里”的位置优势，互 联网应用服务提供商能够提供更具差异性的用户体 验。例如，基于网络开放的位置区域、移动轨迹和 无线环境等上下文信息，APP能够筛选出更恰当的 服务参数，提升客户黏性；同时，利用网络边缘的 内容缓存和计算能力，服务提供商可以为指定用户 提供更优质的时延和带宽服务质量保障，在竞争中 占得先机。
对于移动网络运营商而言，5G网络有助于进一 步开源节流。开源方面，5G网络突破当前封闭固化 的网络服务框架，全面开放基础设施、组网转发和 控制逻辑等网络能力，构建综合化信息服务使能平 台，为运营商引入新的服务增长点。节流方面，按 需提供的网络功能和基础设施资源有助于更好的节 能增效，降低单位流量的建设与运营成本。
第二，为了支持移动互联网和物联网场 景设备高效接入的要求，5G系统需同时满足 Tbps/km2的流量密度和百万/km2连接密度要 求，而现有网络流量中心汇聚和单一控制机制
在高吞吐量和大连接场景下容易导致流量过载和 信令拥塞。
第三，为了支持自动驾驶和工业控制等高 度实时性要求的业务，5G系统需要在高可靠性 前提下，满足端到端毫秒级的极低时延要求。现 网中，端到端时延和业务中断时间都在百毫秒量 级，与5G时延要求存在两个数量级的差距，也难 以满足特定业务的可靠性和安全性要求。