揭開(kāi)神秘的面紗，聽(tīng)5G NR是怎么介紹自己的

大家好，我叫5G NR，5G家族的一員。最近關(guān)于我的傳聞太多，言三語(yǔ)四之聲不絕于耳，為此本人今天終于鼓起勇氣走向前臺(tái)，揭開(kāi)神秘的面紗，向大家做一個(gè)完整的自我介紹。

5G部署選項(xiàng)

一說(shuō)到“部署選項(xiàng)”這事，說(shuō)實(shí)話，我覺(jué)得自己有點(diǎn)“奇葩”。

大家都知道我的前輩叫“4G”，4G系統(tǒng)構(gòu)架主要包括無(wú)線側(cè)(即LTE)和網(wǎng)絡(luò)側(cè)(SAE)，準(zhǔn)確點(diǎn)講，這個(gè)4G系統(tǒng)構(gòu)架在3GPP里叫EPS(Evolved Packet System，演進(jìn)分組系統(tǒng))，EPS指完整的端到端4G系統(tǒng)，它包括UE(用戶設(shè)備)、E-UTRAN(演進(jìn)的通用陸地?zé)o線接入網(wǎng)絡(luò))和EPC核心網(wǎng)絡(luò)(演進(jìn)的分組核心網(wǎng))。

▲EPS、EPC、E-UTRAN、SAE和LTE的技術(shù)定義

這個(gè)EPS是為移動(dòng)寬帶而設(shè)計(jì)的。

從3G演進(jìn)到4G，我稱之為”整體演進(jìn)“，即包括接入網(wǎng)和核心網(wǎng)的EPS整體演進(jìn)到4G時(shí)代。

可到了5G我這兒就不一樣了，那個(gè)3GPP組織把接入網(wǎng)(5G NR)和核心網(wǎng)(5G Core)拆開(kāi)了，要各自獨(dú)立演進(jìn)到5G時(shí)代，這是因?yàn)?G不僅是為移動(dòng)寬帶設(shè)計(jì)，它要面向eMBB(增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶)、URLLC(超可靠低時(shí)延通信)和mMTC(大規(guī)模機(jī)器通信)三大場(chǎng)景。

于是，5G NR、5G核心網(wǎng)、4G核心網(wǎng)和LTE混合搭配，就組成了多種網(wǎng)絡(luò)部署選項(xiàng)。

這就像商家推出的多款套餐組合，總有一款適合你。

嗯，主要有這些組合套餐：選項(xiàng)3/3a/3x、7/7a/7x、4/4a為非獨(dú)立組網(wǎng)(NSA)構(gòu)架，選項(xiàng)2、5為獨(dú)立組網(wǎng)(SA)構(gòu)架。

選項(xiàng)3系列：3/3a/3x

2017年12月完成的3GPP Release 15 NSA NR標(biāo)準(zhǔn)正是基于選項(xiàng)3系列。

在選項(xiàng)3系列中，UE同時(shí)連接到5G NR和4G E-UTRA，控制面錨定于E-UTRA，沿用EPC(4G核心網(wǎng))，即“LTE assisted，EPC Connected”。

對(duì)于控制面(CP)，它完全依賴現(xiàn)有的4G系統(tǒng)——EPS LTE S1-MME接口協(xié)議和LTE RRC協(xié)議。

但對(duì)于用戶面(UP)，存在變數(shù)，這就是選項(xiàng)3系列有3、3a和3x三個(gè)子選項(xiàng)的原因。

選項(xiàng)3、3a和3x有啥區(qū)別呢？

選項(xiàng)3

選項(xiàng)3其實(shí)就是參考3GPP R12的LTE雙連接構(gòu)架，在LTE雙連接構(gòu)架中，UE在連接態(tài)下可同時(shí)使用至少兩個(gè)不同基站的無(wú)線資源(分為主站和從站)；雙連接引入了”分流承載“的概念，即在PDCP層將數(shù)據(jù)分流到兩個(gè)基站，主站用戶面的PDCP層負(fù)責(zé)PDU編號(hào)、主從站之間的數(shù)據(jù)分流和聚合等功能。

LTE雙連接不同于載波聚合，載波聚合發(fā)生于共站部署，而LTE雙連接可非共站部署，數(shù)據(jù)分流和聚合所在的層也不一樣。

選項(xiàng)3指的是LTE與5G NR的雙連接(LTE-NR DC)，4G基站(eNB)為主站，5G基站(gNB)為從站。

但是，選項(xiàng)3的雙連接有一個(gè)缺點(diǎn)——受限于LTE PDCP層的處理瓶頸。

眾所周知，5G的最大速率達(dá)10-20Gbps，4G LTE的最大速率不過(guò)1Gbps，LTE PDCP層原本不是為5G高速率而設(shè)計(jì)的，因此在選項(xiàng)3中，為了避免4G基站處理能力遭遇瓶頸，就必須對(duì)原有4G基站，也就是雙連接的主站，進(jìn)行硬件升級(jí)。

升級(jí)后的4G基站，或者說(shuō)R15版本的4G基站，叫eLTE eNB，同時(shí)，遷移入5G核心網(wǎng)的4G基站也叫eLTE eNB，因?yàn)?G核心網(wǎng)引入了新的NAS層，這在后面會(huì)講到。e就是enhanced，增強(qiáng)版的意思。

但一定有運(yùn)營(yíng)商不愿意對(duì)原有的4G基站升級(jí)，于是，3GPP就推出了兩個(gè)“變種”選項(xiàng)——選項(xiàng)3a和3x。

嗯！總有一款套餐適合你！

選項(xiàng)3a

選項(xiàng)3a和選項(xiàng)3的差別在于，選項(xiàng)3中，4G/5G的用戶面在4G基站的PDCP層分流和聚合；而在選項(xiàng)3a中，4G和5G的用戶面各自直通核心網(wǎng)，僅在控制面錨定于4G基站。

你不是嫌升級(jí)4G基站麻煩嗎，這下我跳過(guò)4G基站得了。

選項(xiàng)3x

選項(xiàng)3x可謂選項(xiàng)3的一面鏡子。為了避免選項(xiàng)3中的LTE PDCP層遭遇處理瓶頸，其將數(shù)據(jù)分流和聚合功能遷移到5G基站的PDCP層，即NR PDCP層。

反正我5G基站的處理能力很強(qiáng)嘛，這下不用擔(dān)心處理瓶頸的問(wèn)題了。

從目前來(lái)看，除了中國(guó)運(yùn)營(yíng)商，全球很多領(lǐng)先運(yùn)營(yíng)商都宣布支持選項(xiàng)3系列，以實(shí)現(xiàn)最初的5G NR部署。

原因很簡(jiǎn)單：

1）選項(xiàng)3系列利舊4G網(wǎng)絡(luò)，利于快速部署、搶占市場(chǎng)，而且成本還不高；

2）目前5G三大場(chǎng)景中，eMBB是最易實(shí)現(xiàn)的，選項(xiàng)3系列可謂是LTE MBB場(chǎng)景的升級(jí)版。

比如美國(guó)運(yùn)營(yíng)商，可選擇選項(xiàng)3系列，在現(xiàn)有的LTE網(wǎng)絡(luò)上搭配他們的5G毫米波固定無(wú)線。

這些運(yùn)營(yíng)商對(duì)選項(xiàng)3家族的青睞程度可表示為：選項(xiàng)3x > 選項(xiàng)3a > 選項(xiàng)3。選項(xiàng)3x面向未來(lái)，無(wú)需對(duì)原有的LTE基站升級(jí)投資；選項(xiàng)3a簡(jiǎn)單樸素；至于選項(xiàng)3，由于要對(duì)LTE網(wǎng)絡(luò)再投資，嫌棄它的人比較多一點(diǎn)。

可是，中國(guó)運(yùn)營(yíng)商為啥不愛(ài)選項(xiàng)3系列呢？至少目前中國(guó)電信已宣布5G采用獨(dú)立部署方式。

因?yàn)閴?mèng)想更大啊！

接下來(lái)介紹完選項(xiàng)2你就明白了！

選項(xiàng)2

選項(xiàng)2就是獨(dú)立組網(wǎng)，一次性將5G核心網(wǎng)和接入網(wǎng)一起”打包“邁進(jìn)5G時(shí)代，與前4G網(wǎng)絡(luò)少有藕斷絲連的瓜葛。

這種方式的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)都很明顯。一方面，它直接邁向5G，與前4G少有瓜葛，所以減少了4G與5G之間的接口，降低了復(fù)雜性。

另一方面，與選項(xiàng)3系列依托于現(xiàn)有的4G系統(tǒng)用5G NR來(lái)補(bǔ)盲補(bǔ)熱點(diǎn)的方式不同，選擇選項(xiàng)2的運(yùn)營(yíng)商背后一定隱藏著更大的野心——一旦宣布建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)，就意味著大規(guī)模投資，建成一個(gè)從接入網(wǎng)到核心網(wǎng)完整獨(dú)立的5G網(wǎng)絡(luò)。