1.1.1 接入网

5G无线接入网由新无线(New Radio,NR)单元组成,其中NR是多种接入设备的统称,5G基站称为NR NodeB,简称gNB,为5G网络用户提供NR的用户面和控制面的协议和功能。ng-eNB为升级后的eNB,可以直接连到5GC,为4G网络用户提供用户面和控制面的协议和功能。NR向UE提供用户面和控制面的协议终端的节点,并且经由NG接口连接到5GC,NR之间通过Xn接口进行连接,如图1-6所示。

图1-6 5G无线接入网和接口(3GPP TS38.300图4.1-1)

5G基站gNB按功能分为CU、DU和AAU 3个部分。与eNB相比,gNB从功能上将BBU拆分为CU和DU两个部分,同时将BBU物理层部分功能前移到AAU,减少CPRI接口传输带宽需求,如图1-7所示。

图1-7 eNB和gNB结构对比

通过引入CU,一方面,在业务层面可以实现无线资源的统一管理、移动性的集中控制,从而进一步提高网络性能;另一方面,在架构层面,既可以灵活集成到运营商云平台,也可以采用云化思想设计,实现资源池化、部署自动化,降低投资成本CAPEX和运营成本OPEX。

5G基站gNB的主要功能包括(参阅3GPP TS38.300 4.2节)以下几个。

(1)无线资源管理:无线接入控制、RB控制、连接态移动性管理、动态资源分配。

(2)IP报头压缩、数据加密和完整性保护。

(3)UE附着时AMF选择。

(4)路由用户面数据到UPF。

(5)路由控制面信息到AMF。

(6)连接建立和释放。

(7)调度和发送寻呼消息、源自AMF或OAM的系统广播消息。

(8)测量和测量报告配置。

(9)会话管理。

(10)支持网络切片。

(11)QoS flow(QoS流)管理及将QoS flow映射DRB等。

基于CU/DU(BBU)安装位置进行划分,5G接入网可以划分为3种部署方式,分别是D-RAN、C-RAN和CU云化部署,如图1-8所示。

图1-8 NR接入网组网方式

D-RAN(Distributed RAN)指分布式无线接入网,CU/DU合设并且将CU/DU放置在站点机房,RRU移到靠近天线的位置,大大缩短了RRU和天线之间的馈线长度,可以减少馈线传输损耗,增大基站覆盖范围。

C-RAN(Centralized RAN)指集中化无线接入网,CU/DU集中部署在接入机房。采用C-RAN之后,CU可以统一管理和调度,资源调配更加灵活,适合MEC技术的应用。另外,通过集中化的方式,基站机房数量和配套设备的能耗减少,基站规划更加灵活。

云RAN指云化无线接入网。在云RAN中,CU云化部署,每个虚拟CU能够支持更多的基站,以实现资源池的高利用,更好的业务分流、边缘计算和运维等。