中国电信5G多连接网络架构
5G无线接入网的架构设计
5G无线接入网的架构设计摘要：5G网络是下一代移动通信技术，它使用了全新的架构设计来提高网络性能和覆盖范围。
本文研究了5G无线接入网的架构设计，包括5G的物理层、介质访问控制层和网络层。
我们将详细介绍5G网络中各个层次的功能、特点和关键技术。
关键词：5G网络；无线接入网；介质访问控制层；网络层引言：随着人们对移动互联网需求的不断增加，传统的4G网络已经不能满足人们的需求。
因此，5G网络应运而生。
5G网络采用了全新的架构设计，以实现更高的网络性能和更广的覆盖范围。
其中，5G无线接入网作为5G网络的核心组成部分之一，起到了至关重要的作用。
本文将深入研究5G无线接入网的架构设计，以期更好地了解5G网络的发展趋势和未来发展方向。
一、物理层设计5G网络在物理层上采用了多项新技术，以提高网络的速度和可靠性。
下面详细叙述其中三项最重要的技术。
1.毫米波通信：毫米波通信指的是使用频率较高、波长较短的电磁波进行通信的技术。
5G网络使用的毫米波频段为24GHz至100GHz之间，这个频段比起传统的低频段（如2.4GHz和5GHz）拥有更宽的带宽，可以将通信带宽提高到10Gbps以上。
不过，毫米波通信的覆盖范围较小，需要在建筑物等密集区域部署大量基站来保证信号的稳定传输。
2.MIMO技术：MIMO指的是多输入多输出技术，它允许在同一时间通过多个天线发送和接收数据，从而提高数据传输速度和网络可靠性。
在5G网络中，MIMO技术被广泛应用于基站和用户设备之间的通信中，通过同时使用多个天线来增强信号的传输和接收能力，从而提高网络的可靠性和吞吐量。
3.全双工通信技术：全双工通信技术指的是在同一时间内实现双向无线通信的技术。
在传统的半双工通信中，同一频段的信号只能进行单向传输，而全双工通信则可以在同一频段上同时进行发送和接收。
这种技术可以提供更好的用户体验，比如支持高清视频通话、在线游戏等应用。
不过，全双工通信技术也存在信号干扰等问题，需要通过优化天线设计和数据调度算法来解决。
5G多接入融合与协同的网络架构
Telecom Power Technology通信技术多接入融合与协同的网络架构张弛龙（中网联通信发展集团有限公司，北京时代，多张无线网络共存的情况变得日益复杂和突出。
为了满足网络下的高效组网和运营需求，迫切需要研究支持多种无线技术协同的网络架构。
因此，分析场景，并重点分析了5G的部署场景和网络架构，进一步研究了5G Multi Access Fusion and Collaborative Network ArchitectureZHANG Chi-longChina Unicom Development Group Co.，Ltd.，the coexistence of multiple wireless networks has become increasingly complex and prominent. In order to meet the higher traffic and service requirements undernetworks，it is urgent to study 2020年4月10日第37卷第7期Telecom Power TechnologyＡｐｒ． １０，２０２０，Ｖｏｌ． ３７ Ｎｏ． ７ 张弛龙：5G 多接入融合与协同的网络架构2 5G 部署场景与网络架构2.1 可能的部署场景2.1.1 非集中部署如图1所示，在这个场景中，gNB 支持完整的协议栈，如在宏部署或室内热点环境中（可以是公共的或企业的）。
gNB 可以连接到“任何”传输。
假设gNB 能够通过运行接口连接到其他gNB 或（e ）LTE eNBs 。
RAN-CN InterfaceRAN-CN InterfaceRAN-CN Interface(e)LTE eNBgNBInter-BS InterfacegNBCore图1 非集中部署2.1.2 与E-UTRA 联合部署如图2所示，在这个场景中，NR 功能与E-UTRA 功能可以作为同一基站的一部分，也可以作为同一站点上的多个基站。
中国电信打造的5大网络分别是
中国电信打造的5大网络分别是中国电信“双互联”战略实现，网络布局持续优化，5大网络正在打造：
一是自动化的5G核心网。
端到端的自动化网络架构，引领5G网络的方向，结合AI、大数据、云计算等技术，可以实现延迟低至1毫秒以下、专线的宽带普惠工程。
二是具有自我调整和自动恢复能力的苏壮稳定性网络。
中国电信积极践行社会责任精神，把“苏壮”稳定性网络还离不开对互联网安全分发链路上行数据有效安全处理的能力，在提升网络稳定性的同时，还可以保证数据安全运营。
三是把宽带融入新的基础设施，可以实现“云边边”的智能网络。
智能网络可以安全、节能、智能、自动化地进行网络诊断、运维和管理，大大提高了数据传输速度与稳定性，也为网络安全创造了更多便利。
四是宽频网络。
实现双链路网络应用，实现全方位和端到端的高速互联，打造更多更优质、更快捷的智能服务，实现网络资源、设备租借和交换，形成跨技术、跨服务的宽频联接模式。
五是提供数字生态服务的生态网络，延伸到各行各业的智能服务，实现综合服务管理，多场景数据信息共享与整合，构建以数字为基础的数字经济生态网络。
中国电信打造5大网络，完善数字化互联网服务，更好地为个人和企业提供专业化、多样化、稳定性、安全性的服务。
可以使中国网络技术和服务实现内外双轮驱动的现代化跨越发展，助力中国经济高质量发展，实现中国梦！。
5G通信技术和架构
5G通信技术和架构
5G通信技术是一种新一代移动通信技术，它具有更高的数据传输速度、更低的延迟和更多连接设备的能力。
下面将介绍5G通信技术的架构。
5G通信技术的架构
5G通信技术的架构主要由三个核心部分组成：用户设备（UE）、无线接入网（RAN）和核心网（CN）。
用户设备（UE）
用户设备是指使用5G网络进行通信的终端设备，如手机、平板电脑和物联网设备等。
UE是与网络进行通信的起始和终止点。
无线接入网（RAN）
无线接入网是连接用户设备和核心网的关键环节，它提供无线
接入服务。
RAN包括基站和天线等设备，用于接收和发送无线信号。
核心网（CN）
核心网是整个5G网络的核心部分，它负责处理用户数据和提
供各种网络服务。
CN包括多个功能模块，如用户管理、移动性管
理和安全认证等。
5G通信技术的架构是层次分明的，各个部分之间通过接口进
行通信和协作，以提供高效稳定的通信服务。
注意事项
- 在使用5G通信技术时，需要注意保护个人信息和数据安全。
- 5G通信技术的应用范围广泛，除了移动通信外，还可以应用
于智能交通、智能家居等领域。
- 5G通信技术的发展将对社会经济产生重要影响，提升了信息
交流的效率和便利性。
以上是对5G通信技术和架构的简要介绍，希望对您有所帮助。
参考资料：。
5G网络架构、网元及接口
AMF主要承载功能
• 终止RAN CP接口（N2） • 终止NAS（N1），NAS加密和完整性保护 • 注册管理，连接管理，可达性管理 • 移动性管理（支持系统内和系统间移动性） • 支持网络切片 • SMF选择 • 合法拦截（适用于AMF事件和LI系统的接口） • 空闲模式UE可达性（包括寻呼重传的控制和执行） • UE和SMF之间的SM消息提供传输 • 用于路由SM消息的透明代理 • 接入身份验证，接入授权（包括检查漫游权） • 在UE和SMSF之间提供SMS消息的传输 • 安全锚功能（SEAF） • 监管服务的定位服务管理 • 为UE和LMF之间以及RAN和LMF之间的位置服务消息提供传输 • 用于与EPS互通的EPS 承载 ID分配 • UE移动事件通知
UPF主要承载功能
• 用于RAT内/ RAT间移动性的锚点（适用时） • 外部PDU与数据网络互连的会话点 • 分组路由和转发（例如，支持上行链路分类器以将业务流路由到数据网络的实例，支持分支点以支持多宿主PDU会话） • 数据包检查（例如，基于服务数据流模板的应用流程检测以及从SMF接收的可选PFD） • 用户平面部分策略规则实施，例如门控，重定向，流量转向） • 合法拦截（UP收集） • 流量使用报告 • 用户平面的QoS处理，例如UL / DL速率实施，DL中的反射QoS标记 • 上行链路流量验证（SDF到QoS流量映射） • 上行链路和下行链路中的传输级分组标记 • 下行数据包缓冲和下行数据通知触发 • 将一个或多个“结束标记”发送和转发到源NG-RAN节点
SA架构中的gNB功能
• 无线资源管理的功能：无线承载控制，无线接入控制，移动性连接控制，在上行链路和下行链路中向UE的动态资源分配（调度） • IP报头压缩，加密和数据完整性保护 • 当不能从UE提供的信息确定到AMF的路由时，在UE附着处选择AMF • 用户面数据向UPF的路由 • 控制面信息向AMF的路由 • 连接设置和释放 • 调度和传输寻呼消息 • 调度和传输系统广播信息（源自AMF或O＆M） • 用于移动性和调度的测量和测量报告配置 • 上行链路中的传输级别数据包标记 • 会话管理 • 支持网络切片 • QoS流量管理和映射到数据无线承载 • 支持处于RRC_INACTIVE状态的UE • NAS消息的分发功能; • 无线接入网共享
5.10.15g网络架构、网元及接口
息，在IP 之上添加SCTP。应用层信令协议称为NGAP （NG应用协议）。SCTP 层提供有保证的应用层消息 传递。在传输中，IP层点对点传输用于传递信令PDU
NG-U协议栈
NG-C协议栈
Xn接口协议栈
Xn用户面
• Xn 用户面（Xn-U）接口在两个gNB节点之间定义。传输 网络层建立在IP传输上，GTP-U用于UDP/IP之上以承载用 户面PDU
• Xn-U提供无保证的用户面PDU传送，并支持以下功能：
– 数据传输和流量控制和数据传输功能 – 数据传输功能允许在gNB节点之间传输数据以支持移动性操作 – 流量控制功能使gNB节点能够从第二gNB节点接收用户平面数据，
以提供与数据流相关的反馈信息
Xn控制面
• Xn 控制面接口（Xn-C）在两个gNB 节点之间定义。传输 网络层建立在IP之上的SCTP上。应用层信令协议称为 XnAP（Xn应用协议）。SCTP层提供有保证的应用层消息 传递
RRC子层的主要服务和功能
• 广播与AS和NAS相关的系统信息；由5GC或gNB发起的寻呼 • 建立，维持和释放UE与gNB之间的RRC连接，包括：
– 载波聚合的添加，修改和释放 – 安全功能包括密钥管理 – 信令无线承载（SRB）和数据无线承载（DRB）的建立，配置，维护和发
布
• 移动功能包括：
– 切换和上下文转移 – UE小区选择和重选以及小区选择和重选的控制 – RAT间移动性 – QoS管理功能 – UE测量报告和控制报告 – 无线链路故障的检测和恢复 – NAS向/从UE传送NAS的消息
AMF主要承载功能
• 终止RAN CP接口（N2） • 终止NAS（N1），NAS加密和完整性保护 • 注册管理，连接管理，可达性管理 • 移动性管理（支持系统内和系统间移动性） • 支持网络切片 • SMF选择 • 合法拦截（适用于AMF事件和LI系统的接口） • 空闲模式UE可达性（包括寻呼重传的控制和执行） • UE和SMF之间的SM消息提供传输 • 用于路由SM消息的透明代理 • 接入身份验证，接入授权（包括检查漫游权） • 在UE和SMSF之间提供SMS消息的传输 • 安全锚功能（SEAF） • 监管服务的定位服务管理 • 为UE和LMF之间以及RAN和LMF之间的位置服务消息提供传输 • 用于与EPS互通的EPS 承载 ID分配 • UE移动事件通知
5G超密集异构网络双连接技术架构设计
Telecom Power Technology通信网络技术超密集异构网络双连接技术架构设计董春利（南京交通职业技术学院 电子信息工程学院，江苏双连接（Dual Connectivity，DC）技术是一种创新型技术，可以满足Network，HetNet）日益增长的高数据速率传输需求。
在5G 超密集HetNet 技术的一般概念为基础，设计了5G 非独立接入（Non-Standalone Access，NSA）架构和独立接入（Standalone Access，SA）架构。
同时，为确保5G 超密集的切换程序。
超密集异构网络（HetNet）；双连接（DC）技术；非独立接入（NSA）；独立接入（SA）The Architecture Design of Dual Connection Technology for 5G Ultra DenseHeterogeneous NetworksDONG Chunli(College of Electronic Information Engineering, Nanjing Vocational Institute of Transport Technology, Nanjing Abstract: Dual Connectivity (DC) technology is an innovative technology, which can meet the growing demand 场景2：UE 由宏蜂窝和小蜂窝共同提供服务（双连接）。
场景3：UE 只由小蜂窝提供服务。
场景1：UE 只由 宏蜂窝提供服务。
UEUEUE宏蜂窝小蜂窝小蜂窝小蜂窝 2024年1月10日第41卷第1期161 Telecom Power TechnologyJan. 10, 2024, Vol.41 No.1董春利：5G 超密集异构网络 双连接技术架构设计2 5G 非独立接入架构尽管3GPP 的R 15为5G 网络系统的开发提供了不同的设计方案，但最合适的是非独立接入（Non-Standalone Access ，NSA ）架构。
全面：一文看懂5G网络(接入网+承载网+核心网)
全面：一文看懂5G网络（接入网+承载网+核心网）本文以无线接入网为线索，梳理一下无线侧接入网+承载网+核心网的架构，主讲无线接入网，浅析承载网和核心网，帮助大家更深入的了解5G，也帮助新手更好的入门。
在我们正式讲解之前，我想通过这张网络简图帮助大家认识一下全网的网络架构，通过对全网架构的了解，将方便对后面每一块网络细节的理解。
这张图分为左右两部分，右边为无线侧网络架构，左边为固定侧网络架构。
无线侧：手机或者集团客户通过基站接入到无线接入网，在接入网侧可以通过RT N或者IP R A N或者PT N解决方案来解决，将信号传递给BS C/R N C。
在将信号传递给核心网，其中核心网内部的网元通过IP承载网来承载。
固网侧：家客和集客通过接入网接入，接入网主要是GP O N，包括ON T、OD N、OL T。
信号从接入网出来后进入城域网，城域网又可以分为接入层、汇聚层和核心层。
B R A S为城域网的入口，主要作用是认证、鉴定、计费。
信号从城域网走出来后到达骨干网，在骨干网处，又可以分为接入层和核心层。
其中，移动叫CM N E T、电信叫169、联通叫163。
固网侧和无线侧之间可以通过光纤进行传递，远距离传递主要是有波分产品来承担，波分产品主要是通过WD M+S D H的升级版来实现对大量信号的承载，OT N是一种信号封装协议，通过这种信号封装可以更好的在波分系统中传递。
最后信号要通过防火墙到达IN T E R N E T，防火墙主要就是一个N A T，来实现一个地址的转换。
这就是整个网络的架构。
看完宏观的架构，让我们深入进每个部分，去深入解读一下吧。
什么是无线接入网？首先大家看一下这个简化版的移动通信架构图：无线接入网，也就是通常所说的RAN（Radio Access Network）。
简单地讲，就是把所有的手机终端，都接入到通信网络中的网络。
大家耳熟能详的基站（Ba s e S t a t i o n），就是属于无线接入网（RA N）。
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<4>
5G业务和运营需求（2/2）
用 户 体 验 需 求
• 高用户体验速率 •无缝的网络覆盖 •低业务中断时延 •低功耗，低资费
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 • 面向未来网络演进，实现5G 网络的快速部署 •多网络间流量与覆盖互补，显 著提升用户体验 •简化终端在网络间的切换与互 操作流程 •降低资费与运营成本，全面提 升运营水平
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Rel – 13 LTE-WLAN Aggregation
MME / S-GW
Xw eNB
WT
WLAN AP
WT eNB
WLAN AP
•Both LTE‐WLAN colocated and un‐colocated scenarios are supported •WLAN Termination: logical node that terminates the Xw interface. WT can be WLAN AP or WLAN AC • Xw interface is similar to X2 interface in DC
Switched Bearer
PDCP RLC MAC
PDCP RLC
PDCP
Xw
DRB ID Addition DRB ID Addition eNB WT
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<17>
LWA演示（1/2）
中国电信技术创新中心联合台湾的MTK与ITRI，于2015年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。
核心网产生数据 速率为200Mbps
模拟LTE核 心网
WIFI AP
LTE eNB
只开启LTE，系统最高传输速率 可以达到~100Mbps
LTE UE
LWA开启后，系统最高传输速 率可以达到~200Mbps 做世界级综合信息服务提供商
LWA演示（2/2）
做世界级综合信息服务提供商
19
内容
1 5G多网络融合需求
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
内容
1 5G多网络融合需求
2
LTE中的多网络融合技术
3
5G多网络融合研究和标准化进展
做世界级综合信息服务提供商
<2>
内容
1 5G多网络融合需求
2
LTE中的多网络融合技术
3
5G多网络融合研究和标准化进展
做世界级综合信息服务提供商
<3>
5G业务和运营需求（1/2）
60 kmph 10 Picos
3 kmph 2 Picos
30 kmph 2 Picos
60 kmph 2 Picos
3 kmph 10 Picos
30 kmph 10 Picos
60 kmph 10 Picos
Mobility Events for inter‐frequency handover
做世界级综合信息服务提供商
<13>
Rel-12 Dual Connectivity – User Plane
SCG bearer (1A): S1‐U can terminate in the SeNB Split bearer (3C): the S1‐U only terminates in the MeNB and the user plane data is transferred from MeNB to SeNB using the X2‐U. Split bearer is assigned by MeNB the same DRB ID on MeNB and SeNB.
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<10>
Rel-12 Dual Connectivity – Control Plane
The S1‐MME is terminated in MeNB and the MeNB and the SeNB are interconnected via X2‐C
MeNB take charge of the RRC state of
有线回传链路 无线回传链路 接入链路
分布
频带 6G 以下 6G–100G
Massive 式 MIMO
下行频带 上行频带
高频
灵活频 带
密集组 网
做世界级综合信息服务提供商
6
5G核心接入技术（2/2）
业界5G重点研究方向 5G标准重点关注方向
3GPP已有立项 白皮书中 将其作为5G接入/接 口技术研究重点
Without inter‐MeNB handover involved
EVENT A3/A5 can be reused and enhanced 做世界级综合信息服务提供商
<12>
Rel-12 Dual Connectivity – User Plane
1A
3C
1A: S1‐U that terminates in SeNB + independent PDCPs (no bearer split) 3C: S1‐U that terminates in MeNB + bearer split in MeNB + independent RLCs for split bearers
NR 或者 LTE
Option 7
EPC
NGC
NGC
数据面分流路径
NR
LTE NR
eLTE
NR
WLAN
NR
Option 8
不支持NR与EPC之间存 在控制面直连
MeNB
RRC signalling
SeNB
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<11>
Rel-12 Dual Connectivity – Control Plane
Mobility
SeNB addition : MeNB initiated SeNB release: MeNB or SeNB initiated SeNB change: MeNB or SeNB initiated MeNB‐to‐(M)eNB handover, SeNB is released
MCG bearer
Split bearer
SCG bearer
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<14>
Dual Connectivity mobility performance
Events per UE per hour 2000 1500 1000 500 0
Events per UE per hour
Rel-12 Rel-13 LWA/LWI增强： LTE/WLAN在 RAN侧的聚合 LWIP： 基于IP隧道的 数据分流 Rel-14
认为不同 网络间的协作与聚合 是5G网络架构的基 础
双链接： 宏微之间C/U 分离 LWI： LTE/WLAN在 RAN侧的协作
eLWA：LWA 增强，如支持 上行、移动性 增强等
பைடு நூலகம்
内容
1 5G多网络融合需求
2
LTE中的多网络融合技术
3
5G多网络融合研究和标准化进展
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<8>
LTE中的多网络融合技术
Carrier Aggregation LTE‐WLAN aggregation
Carriers
RATs
Connection
Enhancement
eNodeBs
3GPP 5G工作 TR 38.913: The RAN architecture shall support tight interworking between the new RAT and LTE
示例
认为“统一的多无线接入技术融合” 为5G网络架构重点关键技术之一
做世界级综合信息服务提供商
<7>
做世界级综合信息服务提供商
<16>
Rel-13 LWA – User Plane architecture
S1 Xn PDCP RLC MAC MeNB PDCP RLC MAC
RLC MAC SeNB
Architecture 3C
Architecture 2C
MCG Bearer S1
Split Bearer
macro2pico pico2macro macro2macro pico2pico scell add scell remove pcell handover scell change
remove pcell
handover scell change
Mobility Events
Mobility failure rate <15>
Dual Connectivity
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<9>
Rel-12 Dual Connectivity
Control plane User plane User plane
Non‐ideal backhaul
F1
•A UE is connected to one MeNB and one SeNB. •MeNB and SeNB connected via a non‐ ideal backhaul over the X2 interface. •Self‐scheduling between MeNB&SeNB •5 CC at most