5G核心网技术

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1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,#,正文标题,黑体,/Arial(,加粗,),中兴蓝,(0/102/255),左对齐,24,28,号,正文,宋体,/Arial,黑色,1620,号,五级项目符号,右上角,设置运营商,Logo,222,219,222,255,154,0,49,162,2

2、06,123,195,24,206,162,74,206,207,206,0,102,255,二级目录标题,楷体,GB2312(,加粗,),Arial(,加粗,),红色,/,黑色,24,28,号,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,#,正文标题,黑体,/Arial(,加粗,),中兴蓝,(0/102/255),左对齐,24,28,号,正文,宋体,/Arial,黑色,1620,号,五级项目符号,右上角,设置运营商,Logo,222,219,222,255,154,0,49,162,206,123,195,24,206,162,74,206,207,2

3、06,0,102,255,二级目录标题,楷体,GB2312(,加粗,),Arial(,加粗,),红色,/,黑色,24,28,号,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,#,正文标题,黑体,/Arial(,加粗,),中兴蓝,(0/102/255),左对齐,24,28,号,正文,宋体,/Arial,黑色,1620,号,五级项目符号,右上角,设置运营商,Logo,222,219,222,255,154,0,49,162,206,123,195,24,206,162,74,206,207,206,0,102,255,二级目录标题,楷体,GB2312(,加粗,

4、),Arial(,加粗,),红色,/,黑色,24,28,号,5G,总体情况,5G,核心网网络架构及网元功能,5G,核心网,关键技术,5G,核心网演进思路,5G,网络畅想,5G,是移动网络面向数字化转型的契机，通过一张网络满足未来差异化业务需求,5G,通过大数据、云计算技术使能移动网络能力的对外开放，使得,5G,实现业务面向平台化的运营,核心,DC,MEC,GW-U,UP,CP,本地,MEC,本地,GW-U,大规模天线,超密集组网,高频通信,基站集中化部署,灵活的无线接入,，具备网络功能和信息开放能力,统一,硬件平台,数字化平台,大数据分析及能力开放,可编程化,网络,动态数据安全保证,接入,CU

5、,边缘,DC,汇聚,DC,采用通用硬件，一张网络满足多样化业务需求,网络平台级运营，灵活适配业务需求，满足能力开放,用户面部署下沉，减小业务时延，降低传输网压力,支持多制式统一接入与管理，实现异构组网,5G,网络技术升级,时隙,结构,优化,大规模,天线,新型,多址,高频段通信,/,全频谱,接入,超密集组,网,灵活双工（全双工,）,新型多,载波,终端直通技术,频谱,共享,RAN,侧的云,化,无线网,通用硬件,SDN/NFV,QoS,机制,策略控制,网络切片,边缘计算,网络能力开放,核心网,移动通信,系统,标准演进,2G,3G,IMT-2000,4G,IMT-Advanced,5G,IMT-202

6、0,1990,2000,2010,2020,10kbps-200kbps,语音和低速数据业务,300kbps-80Mbps,移动多媒体业务,100Mbps-1Gbps,移动宽带业务,1Gbps-20Gbps,多样化移动宽带及物联网业务,移动通信每十年出现新一代技术，通过关键技术的引入，实现频谱效率和容量的成倍提升，推动新的业务类型不断涌现,随着,4G,在全球范围内规模商用，,5G,已成为全球业界的研发焦点，制定全球统一,5G,标准已经成为业界共识,标准进展,2015,2016,2018,2019,核心网,NR SI,2017,NR R15 WI,NR R16 WI,NGC,SI,NGC R15

7、 WI,R16,NGC WI,无线侧,3GPP,ITU,5G,技术性能需求与评估方法,5G,候选提案征集,5G,评估与方案确定,WRC-15,Release 15:,满足,eMBB,以及,URLLC,的部分功能,Release 16:,满足,ITU,定义的三大场景所有需求,冻结,NSA,标准,Release 15:,满足,eMBB,基本功能及,EPC,增强支持,NR,功能,Release 16:,满足网络切片所有功能,2017,年,12,月完成,NGC,第一个版本,(R15),制定,：仅满足,eMBB,业务需求，不支持与,2G/3G,互操作,完成,EPC,增强支持,NR,功能（,Option-

8、3,）,2019,年底完成,NGC R16,版本,：支持网络切片，满足,5G,全业务需求,核心网,2018,年,9,月发布,NR,第一个版本,(R15),，,满足,eMBB,以及,URLLC,的部分功能,R15 5G,标准化加速，,2017,年,12,月冻结,NSA,标准,2019,年底发布,R16,，,满足,5G,全业务需求,无线网,5G,移动通信需求,1.,开放网络和基础设施能力,提升盈利能力,2.,新的业务（移动互联网（高清视频，,AR,，,VR,，在线游戏）和物联网业务（车联网等）；大流量，低时延，大连接，快速灵活部署,3.,降低运维成本；,峰值,10G,均值,1G,端到端,10ms,

9、空口,1ms,百万连接,部署灵活,新的业务增长点,5G,高带宽,低时延,灵活开放,大连接,5G,应用场景需求,3,大应用场景,网络,流量密度,连接数密度,时延,移动性,能效,用户体验速率,频谱效率,峰值,速率,4G,0.1Mbps/m2,10,万,/km,2,空口,10ms,350Km/h,1,倍,10Mbps,1,倍,1Gbps,5G,10Mbps/m,2,100,万,/k,m,2,空口,1ms,500Km/h,100,倍提升,100M-1Gbps,3-5,倍提升,20Gbps,8,个,KPI,指标,5G,网络演进需求,独立扩容,独立演进,网络架构演进除了业务需求之外，独立扩容、技术发展和独

10、立演进也是驱动网络架构发生变化的三个重要发面,虚拟化技术,5G,服务化,网络架构,控制转发分离,信令处理需求增加,(,用户数，连接数）,扩展控制面能力,流量增加，扩展转发面能力,网元形态变化,不受限于体积，重量和功耗，以网元为中心向以功能服务为中心架构演进。,网元功能划分,原则上把经常变化的功能单元放在一起,大流量主要影响的是核心网的转发面,大连接影响移动性管理和连接管理,低时延，影响移动性管理，连接管理，转发面,5G,总体情况,5G,核心网网络架构及网元功能,5G,核心网,关键技术,5G,核心网演进思路,5G,核心网网元（,1,）,5G,核心网网元,功能描述,与,EPC,网元,对应关系,Un

11、ified Data Management(UDM),-,支持,ARPF,支持存储签约信息,支持,5G,功能增强后的其它签约数据,类似于,HSS,Authentication Server Function(AUSF),生成鉴权向量,类于,HSS,的,AuC,功能,Policy Control function(PCF),应用和业务数据流检测,QoS,控制、额度管理、基于流的计费,背景数据,(Background data),传送策略协商,对通过,NEF,和,PFDF,从第三方,AS,配置进来的,PFD,（,Packet Filter Descriptor,）进行管理,数据流分流管理（不同,D

12、N,）,具备,UDR(User Data Repository),前端功能以提供用户签约信息,提供网络选择和移动性管理相关的策略（比如,RFSP,检索）,UE,策略的配置（网络侧须支持向,UE,提供策略信息，比如：网络发现和选择策略、,SSC,模式选择策略、网路切片选择策略）,类似于,PCRF,5G,核心网网元（,2,）,5G,核心网网元,功能描述,与,EPC,网元,对应关系,Access and Mobility Management Function(AMF),-,NG1,接口终止、,NG2,接口终止,-,移动性管理、,SM,消息的路由,-,接入鉴权、安全锚点功能（,SEA,）,-,安全上

13、下文管理功能（,SCM,）,类似于,MME,Session Management Function(SMF),-,会话管理、,UP,选择和控制,-,SM NAS,消息终止,-,下行数据通知,类似于,P-GW-C,User plane Function(UPF),Intra-RAT,移动的锚点,数据报文路由、转发、检测及,QoS,处理,流量统计和上报,类似于,P-GW-U,Network Exposure Function(NEF),网络能力的收集、分析和重组,网络能力的开放,类似于,SCEF,NF Repository Function(NRF),业务发现，从,NF,实例接收,NF,发现请求，

14、并向,NF,实例提供发现的,NF,实例的信息（被发现）,全新网元，类似于增强,DNS,5G,核心网架构图（,3,）,5G,核心网采用控制转发分离架构，同时实现移动性管理和会话管理的独立进行,用户面上去除承载概念，,QoS,参数直接作用于会话中的不同流。通过不同的用户面网元可同时建立多个不同的会话并由多个控制面网元同时管理，实现本地分流和远端流量的并行操作,服务化模式,点对点模式,用户标识符,Subscriber Permanent Identifier(SUPI),Permanent Equipment Identifier(PEI),5G Globally Unique Temporary

15、Identity(5G-GUTI),:=,:=,:=,IMSI,IMEI,5G,核心网状态模型,5G,核心网定义以下两种注册管理状态，用于反映,UE,与,AMF,间的注册状态：,去注册：此状态下，,UE,没有注册到核心网，,AMF,中的,UE,上下文不包含有效的位置或路由信息，即,UE,对,AMF,是不可达的,已注册：此状态下，,UE,注册到核心网，可以接受网络提供的业务,注册管理,5G,核心网定义以下两种连接管理状态，用于在,UE,和,AMF,间通过,N1,接口实现信令连接的建立与释放。上述的信令连接用于实现,UE,和核心网之间的,NAS,信令交互，包含,UE,和,AN,间的,AN,信令连接

16、以及,UE,所属的,AN,和,AMF,间的,N2,连接,空闲态：,UE,与,AMF,间不存在,N1,接口的,NAS,信令连接，不存在,UE N2,和,N3,连接。,UE,可执行小区选择、小区重选和,PLMN,选择。空闲态,AMF,应能对非,MO-only,模式的,UE,发起寻呼，执行网络发起的业务请求过程,连接态：,UE,所属的,AN,和,AMF,间的,N2,连接建立后，网络进入连接态,连接管理,注册管理状态图（,UE&,网络侧）,连接管理状态图（,UE,侧）,连接管理状态图（网络侧）,5G,核心网移动性管理（,1,）,5G,移动性管理与,3/4G,下的移动性管理相比有很大的改变，为了满足,RAN-CN,功能解耦、垂直行业应用、大数据、能力开放等需,求，,5G,移动性管理提出了灵活化、智能化的移动性管理能力，重点包含轻连接、区域监测和限制、以及用户行为特征三大方面,轻连接,区域监测和限制,用户移动行为特征,UE,RAN,连接态,/,空闲态,CN,连接态,/,空闲态,断开,/,连接,断开,/,连接,自由区域,限制区域,禁止区域,终端,网络,行为统计及调整,轻连接功能，即,RAN,和,CN