Модуль rru за что отвечает

Обзор оборудования для построения сети LTE

а) Huawei Technologies

Базовые станции представлены компактными базовыми станциями BTS3900 Indoor и BTS3900A Outdoor, а также распределенной базовой станцией DBS3900.

BTS3900 представляет собой компактную базовую станцию комнатного исполнения. Включает в себя блок базовых частот BBU3900 и сдвоенные радиоблоки DRFU, обеспечивающие конфигурацию S 12/12/12. Это одна из наиболее компактных макро базовых станций (600 мм x 450 мм) в промышленности, что позволяет удовлетворить требования оператора к пространству в части приобретения сайтов и строительства автозалов.

Макро BTS3900А является аналогом уличного исполнения для станции Макро BTS3900, имеет общую с ней платформу и сходные характеристики.

DBS3900 (распределенная базовая станция) – состоит из управляющего модуля – блока обработки базовых частот (BBU) и радиомодулей (RRU) (рис. 7.1).

Рисунок 7.1 – Структура DBS3900

Блок BBU3900 – это низкочастотная часть распределенной базовой станции Huawei, предназначен для обработки базовых частот и устанавливается внутри помещений. Он обеспечивает централизованное управление эксплуатацией и обслуживанием, а также обработку сигнализации всей системы базовой станции и обеспечивает опорный сигнал синхронизации. Также блок имеет физические интерфейсы для соединения с радиомодулями RRU3004 или RRU3606.

Радиочастотный блок RRU3004, поддерживает работу двух/четырёх радиопередатчиков. RRU3004 можно установить на стальной мачте, стене или бетонном основании, блок устанавливается вблизи антенн. Это позволяет избежать затрат на приобретение и монтаж кабелей и фидеров.

Между блоками RRU3004 и BBU3900 используется интерфейс CPRI, который обеспечивает соединение двух модулей с использованием оптических кабелей. Это позволяет существенно сократить затраты по созданию автозала, установке оборудования и эксплуатации.

— RRU3004 поддерживает каскадное соединение трёх модулей RRU. Один модуль RRU устанавливается на расстоянии до 40 км от BBU;

— максимальная выходная мощность RRU3004 достигает 40 Вт (900M) или 30 Вт (1800M);

— максимальная конфигурация до 12 сот и поддержка многополосной сети;

— BBU3900 поддерживает 72 приёмопередатчика;

— GSM и UMTS могут использовать BBU3900;

— RRU3004 работает в диапазонах 1800 МГц и 900 МГц, для работы в диапазоне 2,6 ГГц подходит RRU3201.

В качестве ядра сети Huawei Technologies предоставляет решение, состоящее из USN (Unified Serving Node) для MME и UGW (Unified Packet Gateway) для S-GW и P-GW.

Компания Alcatel-Lucent (Франция) представляет комплексное решение для построения сети LTE. Сеть содержит пакетную магистраль (EPC), мобильное транспортное решение all-IP (META – Mobile Evolution Transport Architecture) и систему радиодоступа LTE.

Наиболее распространенным продуктом Alcatel-Lucent является Alcatel-Lucent LTE 700 МГц – компактная базовая станция типа Macro (рис. 7.2).

Вертикально установлен baseband-unit – низкочастотная часть базовой станции, своего рода компьютер, управляющий радиопередатчиками. Справа от него – три модуля Alcatel-Lucent RDU 700 МГц – это и есть радиомодули, образующие трехсекторную конфигурацию eNodeB LTE.

Рисунок 7.2 – БС Alcatel-Lucent LTE 700 (слева) и её антенна (справа)

Кроссполяризованные антенны RFS подключены к базовым станциям в трехсекторной конфигурации, с поддержкой MIMO 2×2 (рис. 7.3). Большая кросс-поляризованная антенна RFS для диапазона 700 МГц, обеспечивает один из трех секторов LTE 700 МГц.

Рисунок 7.3 – Антенна для LTE 700 МГц

Также часто используются распределенные базовые станции от компании Alcatel-Lucent (рис 7.4). Распределенная базовая станция eNodeB Alcatel-Lucent обеспечивает плавную миграцию от 3G к LTE. Состоит из управляющего модуля ВВU и выносного радиомодуля RRH.

Рисунок 7.4 – Модуль управления (BBU) распределенной eNodeB (слева) и радиоголовка (RRH) (справа)

Управляющий модуль распределенной базовой станции eNodeB компании Alcatel-Lucent предусматривает его установку в стойку 19″. Модуль управления (BBU) расположен в верхней части стойки. Нижняя часть шкафчика вся занята программным эмулятором на платформе ATCA подсистем ядра сети LTE.

Число пользователей: 200 активных пользователей на модем (600 пользователей на d2U); 600 пользователей подключенных по RRC (1800 пользователей с подключением по RRC на eNodeB).

Пропускная способность: пиковая L1 – 172.8 Мбит/с (скорость скачивания на сектор, при использовании полосы 20 МГц и конфигурации антенн 2х2 MIMO); пиковая L1 – 115 Мбит/с (скорость закачки на сектор, 20 МГц и 2×2 MIMO).

Решение для системы ЕРС от компании Alcatel-Lucent содержит узел управления мобильностью ММЕ, пакетный P-GW и сервисный S-GW шлюзы, а также сервер политик и начисления PCRF.

Пакетный и сервисный шлюзы P-GW и S-GW объединены в единый шлюз EPC Gateways. Шлюз EPC Gateways выполнен на основе роутера Alcatel-Lucent 7750 SR и MG-ISM.

Базовые станции eNodeB представлены семейством продуктов Ericsson RBS 6000. Это компактные мультистандартные базовые станции, которые могут быть использованы для сооружения сетей связи GSM, WCDMA и LTE ля диапазонов частот 700 и 2600 МГц (рис. 7.5).

В семейство входят компактная макро базовая станция для наружного применения RBS 6101, а также две полноразмерные макро базовые станции – RBS 6102 и 6201.

RBS 6201 представляет собой компактную базовую станцию типа Macro и предназначена для комнатного исполнения.

Также существует компактная выносная база RBS 6601 и микро базовая станция RBS 6301.

Рисунок 7.5 – Семейство базовых станций Ericsson RBS 6000

Распределённая базовая станция RBS 6601 состоит из управляющего модуля и выносного радиомодуля (рис. 7.6). К каждому управляющему модулю подсоединяется до трех выносных радиомодулей.

Рисунок 7.6 – Управляющий блок (MU) и удалённый радио блок (RRU) RBS 6601

Решение Ericsson EPC – это комплексное решение, включающее поддержку QoS и поддержку голоса LTE. Включает в себя узел SGSN-MME и шлюз Converged Packet Gateway (CPG), а также платформу HSS и SAPC.

CPG объединяет шлюзы S-GW и P-GW в одно устройство на базе платформы Redback (рис. 7.7). Он построен на базе широко известной платформы SmartEdge. Позволяет предоставлять услуги широкополосного доступа высочайшего качества как для фиксированного, так и для мобильного трафика в опорной сети.

Рисунок 7.7 – CPG (слева), SGSN-MME (по центру) и HSS-SAPC (справа)

Платформа SGSN-MME представляет собой объединение SGSN и Mobility Management Entity (MME) в одном элементе (рис. 7.7).

В результате значительно упрощается интеграция в существующие сети, появляется возможность нового использования ранее установленного оборудования.

Элементы HSS и SAPC объединены в одно устройство (рис. 7.7).

HSS – сервер абонентских данных, SAPC вступает аналогом PCRF – узла выставления счетов. Также HSS отвечает за аутентификацию и авторизацию U-SIM.

Линейка продуктов Motorola включает решения, как для системы радиодоступа, так и для сети ЕРС.

Базовые станции серии WBR500 (Wireless Broadband Radio) поддерживают FDD и TDD в диапазоне частот: 700, 800, 900, 1800, 2100 2300 и 2600 МГц (рис. 7.8).

Рисунок 7.8 – Базовые станции eNodeB WBR 500 (слева) и WBR 500r (справа)

Базовая станция eNodeB WBR 500r, 700 МГц компактного типа (рис. 7.8) обеспечивает исключительную зону покрытия, производительность, гибкость развертывания и значительное снижение стоимости эксплуатации.

Кроме того, Motorola представляет высокопроизводительное решение LTE – оборудование eNodeB серии WBR 700. В оборудование уже заложена поддержка LTE-Advanced и протокола 3GPP версий 9 и 10 на основе текущих спецификаций.

Серия WBR 700 поддерживает FDD и TD-LTE-решения, работающие на частотах от 700 МГц до 2,6 ГГц. При этом основная полоса пропускания до четырех раз шире, по сравнению со средними показателями существующих на сегодняшний день сетей LTE. Это позволяет значительно увеличить качество широкополосной связи путем развертывания более емких систем с многоэлементными антеннами. Например, первые тесты на производительность WBR700 в конфигурации 4TxX8Rx TD-LTE показали 200-процентный прирост пропускной способности, по сравнению со средними показателями оборудования eNodeB в конфигурации 2TxX2Rx LTE.

Данное оборудование представляет собой распределенную базовую станцию, состоящую из контроллера (рис. 7.9) и радиомодуля.

Рисунок 7.9 – WBR 700 Series LTE BCU3 и 4Tx/8Rx eNodeB

— Motorola’s Wireless Broadband Radio (WBR) 700 Series LTE 4Tx/8Rx eNodeB;

— Motorola’s Wireless Broadband Radio (WBR) 700 Series LTE eNodeB 2.6GHz FDD Remote RF.

BCU может монтироваться, как в стойке RRU, так и в нижней части мачты.

Motorola также предлагает EPC решение – Wireless Broadband Core (WBC) 700. WBC 700 состоит из узла управления мобильностью ММЕ, пакетного P-GW и сервисного S-GW шлюзов, а также сервера политик и начисления PCRF.

Платформа WBC 700 MME (рис. 7.10) обеспечивает сетевую производительность и сокращение издержек; вычислительную мощность; защиту информации; использование подробного журнала текущей сессии. Упрощено соединение с eNodeB: между ММЕ и eNodeB требуется только одно соединение.

Рисунок 7.10 – Motorola’s LTE WBC 700 MME (слева) и P-GW (S-GW) (справа)

WBC 700 P-GW – это пакетный шлюз, который обеспечивает соединение абонентских устройств с внешними пакетными сетями данных (рис. 7.10). P-GW выполняет функции защиты, фильтрации пакетов для каждого пользователя, узаконенного перехвата и сортирование пакетов, является узлом управления мобильностью между 3GPP и не-3GPP технологиями.

WBC 700 S-GW предназначен для обработки и маршрутизации пакетных данных поступающих из или в подсистему базовых станций. S-GW маршрутизирует и направляет пакеты с пользовательскими данными, выполняет роль узла управления мобильностью для пользовательских данных при хэндовере между базовыми станциями, а также роль узла управления мобильностью между сетью LTE и сетями с другими технологиями 3GPP.

д) Nokia Siemens Networks

Компания Nokia Siemens Networks также имеет комплексное решение для построения сети LTE.

Базовые станции eNodeB представлены продукцией Flexi Multiradio (рис. 7.11). Базовая станция Flexi используется в сетях 3G и LTE.

Рисунок 7.11 – Базовая станция Flexi Multiradio (слева) и радиомодуль NSN Flexi (справа)

Модуль NSN Flexi – это наружная установка на антенной мачте (рис. 7.11).

Частотные диапазоны: спаренные и неспаренные полосы частот в диапазонах 700, 800, 850, 900, 1800, 1900, 1700/2100, 2100, 2300 и 2600 МГц.

Максимальная емкость: до 6+6+6 GSM, или до 4+4+4 WCDMA, или 1+1+1 LTE с полосой 20 МГц и гибкой комбинации всех перечисленных технологий в конкурентном режиме. Для наращивания емкости на одном сайте можно монтировать несколько стандартных модулей.

Решение для системы ЕРС от NSN также состоит из основных элементов: узла управления мобильностью ММЕ, пакетного P-GW и сервисного S-GW шлюзов. Шлюзы P-GW и S-GW объединены в единое решение Nokia Siemens Networks Flexi Network Gateway (Flexi NG). Flexi NG выполняется функции каждого из шлюзов.

ZTE производит оборудование радиоподсистемы для работы в различных диапазонах частот, в частности, в 700 МГц, 900 МГц, 1800 МГц, AWS, 2.1 ГГц, 2.6 ГГц и различной мощности, например, 40 Вт и 80 Вт.

ZTE первой запустила выпуск многорежимных платформ, способных одновременно поддерживать работу сетей GSM, CDMA, UMTS, LТE.

Технологии ZTE поддерживает распределенную структуру: базовая станция состоит из управляющего модуля (BBU) и радиомодуля (RRU).

В качестве управляющих модулей выступают B8200 и B8300.

Радиомодули представлены следующими продуктами:

ZTE ZX SDR R8880 (рис. 7.12):

— первый в мире двухрежимный выносной радиомодуль RRU (Remote Radio Unit). В момент анонса RRU умел работать в частотных диапазонах 700 МГц и AWS;

— R8880 поддерживает одновременную работу CDMA2000 1x, EV-DO, LTE;

— может работать с B8200.

— работает на частоте 2.1 ГГц;

— поддерживает трехсекторную конфигурацию на одном модуле;

— может использоваться совместно с B8200.

— работает в диапазонах 2.3 ГГц и 2.6 ГГц, может быть использована для установки вне помещений и в помещениях. Совместима с В8300.

Рисунок 7.12 – Радиомодуль ZTE ZX SDR R8880

В качестве EPC решения ZTE предлагает LTE Core EPC, которое состоит из узла управления мобильностью (MME) под названием ZXUN uMAC и шлюза S-GW, который в ZTE выпускается под маркой ZTE ZXUN xGW.

7.2 Оценка и выбор оборудования для построения системы
радиодоступа

Согласно рекомендациям операторов, а также мировому опыту построения сетей LTE, среди производителей LTE решений выделяются следующие производители: Huawei, Alcatel-Lucent, Ericsson, Motorola и Nokia Siemens Networks. В табл. 7.1 проведена оценка продуктов данных компаний по ряду критериев и выбрано оборудование для построения сети LTE.

Таблица 7.1 – Оценка и сравнение LTE оборудования для построения сети

На основании вышеприведённой таблицы было выбрано решение DBS3900 (BBU3900+RRU3201) от компании Huawei. Решающими показателями стали цена, а также повсеместное применении продуктов данной компании местными операторами СС.

Кроме того, оборудование Huawei компактно и способно работать в требуемом диапазоне частот 2,6 ГГц (IMT Extension).

7.3 Характеристики выбранного оборудования для системы
радиодоступа

Система DBS3900 представляет собой распределённую базовую станцию, с использованием платформы BTS. Будучи базовой станцией системы мобильной связи, DBS3900 состоит из блока обработки базовых частот (BBU) и выносного радиочастотного блока (RRU). BBU3900 – это блок обработки базовых частот. Радиочастотный блок RRU3201, поддерживает работу двух/четырёх радиопередатчиков.

В DBS3900 используется выносной радиочастотный модуль, отвечающий требованиям построения сетей в аспекте расширения ёмкости, гибкости установки и модернизации.

Между блоками RRU3201 и BBU3900 используется интерфейс CPRI, который обеспечивает соединение двух модулей с использованием оптических кабелей. Это позволяет существенно сократить затраты по созданию автозала, установке оборудования и эксплуатации.

BBU3900 (рис. 7.13) является блоком обработки базовых частот для установки внутри помещений, который обеспечивает централизованное управление эксплуатацией и обслуживанием, а также обработку сигнализации всей системы базовой станции и обеспечивает опорный сигнал синхронизации. Также блок имеет физические интерфейсы для соединения с BSC и RRU3201. BBU3900 устанавливают в статив 2 U высотой и шириной 47,5 см. Он может быть установлен в статив 19“, либо смонтирован на стену.

Рисунок 7.13 – Блок обработки базовых частот BBU3900

В BBU3900 устанавливаются дополнительные платы, обеспечивающие мониторинг окружающих условий, мониторинг интерфейсов и сигналов синхронизации. BBU3900 это компактное оборудование, простое при установке. Потребляет небольшой объём мощности и обеспечивает полный спектр услуг.

BBU характеризуется высокой адаптируемостью к условиям окружающей среды:

— диапазон рабочих температур: –20C

— BBU может работать при широком диапазоне рабочих напряжений: –38.4 V DC

–57 V DC (номинальное напряжение –48 V DC);

— используемый блок питания преобразует 220 V AC в –48 V DC для работы BBU.

RRU3201 – выносной радиочастотный блок (рис. 7.14). Обеспечивает обработку сигналов основных частот и радиочастотных сигналов. Один RRU3201 выполняет функцию двух приёмопередатчиков. Если два модуля RRU3201 установлены в подстативе RRU3201, они выполняют функцию четырёх приемопередатчиков.

Рисунок 7.14 – Радиочастотный блок RRU3201

RRU3004 имеет небольшой вес и характеризуется простотой установки. Подставив RRU3004 можно установить на стальной мачте, стене или бетонном основании.

RRU – это оборудование, которое может работать при разных условиях окружающей среды. Модуль характеризуется адаптируемостью к условиям окружающей среды:

— RRU имеет закрытый интегрированный дизайн. По водонепроницаемости отвечает стандарту (IP65). Меры защиты от воздействия влаги, плесени и соляного тумана соответствуют спецификациям класса 1;

— диапазон рабочих температур RRU: –40C

— RRU может работать при широком диапазоне рабочих напряжений: –36 V DC

–57 V DC (номинальное напряжение –48 V DC);

— используемый блок питания преобразует 220 V AC в –48 V DC для работы RRU.

Сценарии применения DBS3900:

Возможна гибкая комбинация модулей RRU3201 и BBU3900, в зависимости от фактических требований.

— устанавливается на стену или в статив 19 “, подстатив RRU3004, APM или OFB.

— внутри помещений /снаружи;

— распределённое покрытие в городах, на автомагистралях и железных дорогах

DBS3900 обладает следующими преимуществами при обеспечении покрытия:

— RRU201 поддерживает каскадное соединение трёх модулей RRU. Один модуль RRU устанавливается на расстоянии до 40 км от BBU;

— максимальная конфигурация до 12 сот и поддержка многополосной сети.

DBS3900 поддерживает антенны с двойной поляризацией, что позволяет сократить число антенн в соте.

При выборе антенны следует исходить из диапазона рабочих частот (2.5 – 2.7 ГГц) и максимально возможного усиления. Кроме того, для построения трёхсекторной антенной системы понадобятся антенны со 120 -й диаграммой направленности.

Полностью удовлетворяющей данным требованиям явилась антенна ZDADJ2600-16-120 (рис. 7.15) от компании ZDA Communications US LLC.

— диапазон частот: 25500-2700 МГц;

— угол ДН по горизонтали: 120 ;

— входной импеданс: 50 Ом;

Рисунок 7.15 – Антенна ZDADJ2600-16-120

Возможности организации сети:

— E1/T1, оптический FE, поддержка радиорелейной и спутниковой передачи;

— поддержка топологий: звезда, дерево, цепь, кольцо и смешанных топологий.

а) Быстрое развёртывание сети:

— раздельное использование BBU и RRU, компактный дизайн и распределенная установка позволяют сэкономить пространство на сайте и смонтировать BBU и RRU практически в любом месте;

— распределённая установка также обеспечивает удобство при транспортировке и быстрое развертывание сети.

б) Низкая стоимость:

— BBU может устанавливаться в любом месте на стену или на бетонное основание. Также BBU устанавливается внутри BTS, устройств передачи или в системе питания, при монтаже вне помещений;

— RRU устанавливается вблизи антенн. Это позволяет избежать затрат на приобретение и монтаж кабелей и фидеров.

в) Высокая надёжность:

— каждый RRU обеспечивает два высокоскоростных порта CPRI для обеспечения взаимодействия RRU и BBU в топологии кольцо. Один дополнительный порт CPRI предоставляет резервный канал между BBU и RRU;

— в одном подстативе можно установить два модуля RRU3201 для поддержки распределённой передачи, обеспечения большей емкости и большего числа несущих. При сбое одного из рабочих модулей RRU3201, резервный обеспечивает услуги в соте.

Источник

Сеть радиодоступа 5G, часть 1

Базовые станции gNB, о которых пойдет речь в настоящем разделе, формируют сеть радиодоступа мобильной связи 5-го поколения (NR Radio Access). Если вернуться на 20 лет назад, в эпоху бурного строительства сетей 2-го поколения (2G-GSM), то мы увидим, что конструктивно каждая БС представляла собой большой железный шкаф, высотой 1,5-2 метра, установленный в кондиционированном помещении «на земле» (выгородке технического этажа, либо металлическом контейнере). От базовой станции к антеннам, размещенным башнях, столбах и т.д. прокладывались радиочастотные фидеры (сечением 7/8 дюйма или больше – в зависимости от протяженности трассы).

Около 10 лет назад производители начали выпуск так называемых распределенных базовых станций, на основе которых в настоящее время построены сети мобильной связи 2G-GSM, 3G-UMTS и 4G-LTE большинства операторов связи. Такая базовая станция включает в себя базовый блок (или BBU – Baseband Unit), по-прежнему размещаемый «на земле», и несколько радиомодулей (или RRU), размещаемых вблизи антенн сотовой связи. BBU и RRU связаны между собой оптическим кабелем, поверх которого реализуется интерфейс CPRI (Common Public Radio Interface). Радиомодуль осуществляет аналого-цифровое / цифро-аналоговое преобразование, усиление и фильтрацию сигнала, формирование радиочастотного тракта. Весь стек протоколов взаимодействия базовой станции с пользовательским терминалом и базовой станции с ядром сети, а также алгоритмы обработки сигналов реализуются базовым блоком (BBU). BBU по сути представляет собой небольшой сервер, высотой 2-3 юнита, который может быть установлен либо в телекоммуникационной стойке (если существует какое-либо выделенное помещение), либо в климатическом шкафу на крыше здания, либо непосредственно на столбе/радиомачте для BBU внешнего (outdoor) исполнения.

Следующим шагом развития архитектуры построения базовых станций стала концепция облачных BBU или «Cloud BBU», которая заключалась в отказе от локальных BBU, размещаемых непосредственно на объектах БС, и перенос их функциональности на виртуализированные ресурсы мощных серверов, размещаемых в центрах обработки данных (ЦОД). Данная концепция за счет централизации ресурсов и эффекта «масштаба» позволяет повысить надежность и емкость базовых станций, одновременно снизив затраты на их эксплуатацию. Однако она не нашла существенного применения из-за высоких требований к характеристикам CPRI каналов:

Архитектура базовых станций gNB сети мобильной связи 5-го поколения, предлагаемая 3GPP, представляет собой дальнейшее развитие идеологии распределенных базовых станций и «Cloud BBU». gNB включает в себя центральный модуль gNB-CU (gNB Central Unit) и один или несколько распределенных модулей gNB-DUs (gNB Distributed Unit). 3GPP (рекомендация TR 38.801 V14.0.0) определяет 8 возможных опций разделения функций между CU и DU – см. Рис. 1. При этом опция 8 соответствует классической (существующей) схеме построения распределенной базовой станции.

Основные функции, реализуемые на тех или иных уровнях, описаны ниже.

Рекомендация 3GPP TS 38.401 V15.0.0 определяет архитектуру построения базовой станции, основанную на 2-ой опции разделения функций. В этом случае RRC и PDCP реализуются в центральном модуле (gNB-CU), а RLC, MAC и физический уровень – в распределенном (gNB-DU). Взаимодействие между gNB-CU и gNB-DU осуществляться по интерфейсу F1.

Предположу, что производители будут проектировать базовые станции, вводя дополнительные плоскости разделения, выделяя радиоблок из распределенного модуля посредством интерфейса F2 (в соответствии с опцией 7), а также разнося PDCP уровня пользовательского трафика и уровня управления – см. Рис. 2.

Ожидается, что интерфейсы F1 и F2 будут стандартизованы 3GPP, что позволит использовать gNB-CU и gNB-DU от разных вендоров.

Интерфейсы базовых станций gNB

3GPP определяет следующие интерфейсы gNB:

Стек протоколов сети радиодоступа

Структуры стека протоколов сети радиодоступа плоскости пользовательского трафика (User Plane) и плоскости управления (Control Plane) показаны на Рис. 3 и Рис. 4 соответственно.

Рис. 4 (control plane)

Кратко перечислим основные функции, реализуемые на различных уровнях:

1. RRC (Radio Resource Control) – протокол управления радиоресурсами.

Основные функции, реализуемые на уровне RRC:

Ключевые изменения по сравнению с уровнем RRC интерфейса S1 сетей LTE связаны с введением нового RRC состояния (RRC INACTIVE), призванного минимизировать сигнальный обмен для отдельных классов постоянно подключенных к сети устройств, а также с реализацией механизма передачи части системной информации (SIB3..n) не в широковещательных, а в выделенных каналах конкретным устройствам.

2. SDAP (Service Data Adaptation Protocol) – является новым уровнем, впервые введенном в 15-ом релизе 3GPP. Реализуется в рамках интерфейса NG-U сетей, построенных на базе ядра NGCN при взаимодействии с базовыми станциями не только сетей радиодоступа NR (gNb), но и E-UTRAN (ng-eNb).

Обеспечивает реализацию фреймворка архитектуры управления качеством (QoS), включая:

При этом на стороне пользовательского терминала (UE) в UL канале возможны две схемы маппинга – явная, при которой пакеты маршрутизируются в тот или иной виртуальный канал (DRB) на основании QFI, либо зеркальная, при которой UE осуществляет маппинг UL пакетов по результатам анализа параметров соответствующих пакетов DK канала.

3. PDCP (Packet Data Convergence Protocol)

Основные функции, реализуемые на уровне PDCP:

Ключевые изменения по сравнению с уровнем PDCP интерфейса S1 сетей LTE заключаются в следующем:

4. RLC (Radio Link Control)

RLC может функционировать в одном из трех режимов:

Основные функции, реализуемые на уровне RLC:

При этом функцию сегментации / де-сегментации условно относят к подуровню Low-RLC, остальные – к High-RLC.

5. MAC (Medium Access Control)

Основные функции, реализуемые на уровне MAC:

При этом функцию, реализующую метод HARQ, условно относят к подуровню Low-MAC, остальные – к High-MAC.

6. Физический уровень
На физическом уровне выполняются функции, перечисленные в таблице ниже. При этом часть функций (в зависимости от опции разделения) условно относят к подуровню Low-PHY, остальные – к High-PHY.

Сценарии миграции от LTE к 5G

С целью реализации данной стратегии 3GPP предложил несколько возможных сценариев (или опций) внедрения 4G (LTE) и 5G (NR). Все опции разделены на две группы:

Для развертывания 5G по сценарию Non-Standalone необходима модернизация базовых станций сети 4G-LTE до уровня eLTE (или enhanced LTE) с целью поддержки расширенного функционала взаимодействия с базовыми станциями 5G (gNb). Стандартизация данного сценария (в рамках релиза 15 3GPP) была завершена в январе 2018г.

Важным аспектом для реализации Non-Standalone опций является концепция двойного подключения (Dual Connectivity), специфицированная 3GPP в релизе 12, и подразумевающая подключение пользовательских терминалов (UE) в состоянии RRC_CONNECTED одновременно к двум базовым станциям (Master eNb и Secondary eNb). Ключевое отличие Dual Connectivity от агрегации частот заключается именно в подключении к двум различным базовым станциям, связанным посредством X2 интерфейса, и находящимся в общем случае на различных сайтах.

При этом возможны две схемы реализации:

Реализация Non-Standalone накладывает дополнительные требования к сложности пользовательских терминалов (UE), включая обеспечение одновременной работы двух модемов, увеличенный размер буфера приема и дополнительная нагрузка на процессорные ресурсы уровня PDCP для восстановления порядка следования пакетов (в случае режима MCG split bearer). Также нужно отметить, что для опций 3, 4, 7, 8 вносится дополнительная задержка в передачу пакетов пользовательского трафика за счет использования интерфейса Xx.
Кратко рассмотрим все определенные 3GPP опции.

Option 1 – представляет собой реализацию классической выделенной сети LTE на базе ядра EPC и базовых станций eNb (в соответствии с 14-м или более ранними релизами 3GPP). Используется в географических зонах, где 5G сервисы не востребованы.

Option 5 – актуальна при новом строительстве выделенной сети LTE (greenfield) с возможностью последующей модернизации до комбинированной сети 5G/LTE (Option 4/4a). Используется ядро NGCN и модернизированные базовые станции сети радиодоступа E-UTRAN ng-eNb.

Option 2 – представляет собой целевую финальную архитектуру выделенной сети 5G сети на базе ядра сети NGCN и базовых станций gNb. Используется в географических зонах, где сети LTE отсутствуют и их строительство нецелесообразно.

Option 6 – может использоваться при строительстве выделенной сети 5G, но на базе существующего ядра сети LTE (EPC), например, при разворачивании тестовых зон, либо как промежуточный этап на пути к целевой архитектуре 5G в географических зонах, где сети LTE отсутствуют и их строительство нецелесообразно (Option 2).

Option 3/3a – актуальна на ранних этапах строительства 5G (в виде точечного радиопокрытия) в географических зонах, где уже развернуты сети 4G-LTE. Не требует внедрения ядра NGCN (используется ядро сети LTE – EPC). Базируется на технологии двойного подключения. В качестве интерфейса, связывающего сети радиодоступа E-UTRA/NR и EPC, и переносящего пользовательский (User Plane) и сигнальный (Control Plane) трафик используется S1. Якорной точкой для терминации S1-MME являются базовые станции сети радиодоступа E-UTRAN (eNb).

Option 8/8a – может использоваться как промежуточный этап на пути к целевой архитектуре 5G/LTE от Option 3/3a к Option 4/4a. В отличии от Option 3/3a якорной точкой для терминации S1-MME являются базовые станции сети радиодоступа NR (gNb).

Option 4/4a – представляет собой целевую финальную архитектуру комбинированной сети 5G/LTE. Используется технология двойного подключения. Требует внедрение ядра NGCN и модернизации базовых станций сети LTE до ng-eNb. Базируется на технологии двойного подключения. В качестве интерфейса, связывающего сети радиодоступа E-UTRA/NR и NGCN, и переносящего пользовательский (User Plane) и сигнальный (Control Plane) трафик используется NG. Якорной точкой для терминации NG-C являются базовые станции сети радиодоступа NR (gNb).

Option 7/7a – может использоваться как промежуточный этап на пути к целевой архитектуре 5G/LTE Option 4/4a, в отличии от которой якорной точкой для терминации NG-C являются базовые станции сети радиодоступа E-UTRAN (eNb).

Возможные сценарии внедрения сетей 5G показаны на Рис. 5.

Option 1

Option 2

Option 3

Option 3a

Option 4

Option 4a

Option 5

Option 6

Option 7

Option 7a

Option 8

Option 8a

Источник