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第一章 网络架构和组网部署

1.1 5G的网络整体架构

 5G网络中的中传、回传、前传（这里属于承载网的概念）

CU和DU之间是中传

BBU和5GC之间是回传

BBU和AAU之间是前传（这个好记）

这里竟然还藏了MEC（多接入边缘计算），MEC端可以实现5GC的功能，将核心网更靠近基站，这样传输速率加快

 核心网架构的演进（这里隐藏了5G的一些技术）

特征：控制/处理分离，软硬分离（灵活），网元虚拟化

5G核心网基于SBA实现(Service Based Architecture，基于服务架构)使用NFV（网络功能虚拟化）技术灵活重构网络功能，使用SDN（软件定义网络）技术灵活构建数据转发通道，使用切片技术实现业务保障与资源利用率最大化，完全实现CUPS(Control and User Plane Separation，控制与用户面分离)

5G网元功能与接口

一图以蔽之

其中，上面Nnssf这种接口是基于服务表示（扩展性好），N2这种是点对点的。

5G网元的主要功能

接入网NG-RAN的一些功能（和基站有关，可以用这一特点记忆）：

无线承载控制（这里插个眼）、连接移动性管理、无线接入控制（不同的终端若想接入网络）、测量配置与下发（基站给终端）、动态资源分配

网元的功能（可以用英文全称记忆，中文名也要记，仿真要用）

AMF：接入和移动性管理功能

NAS安全（信令加密），用户鉴权、密钥，空闲状态移动性管理（小区重选）

SMF：会话管理功能

UE的IP地址分配、PDU会话控制

UPF：用户面功能（大多数和数据密切相关）

移动性锚点、PDU处理、流量、数据包的路由和转发、Qos流相关

其他的需要记忆的网元（仿真会用到）

UDM：统一数据管理  AUSF：认证服务器功能 Authentication Server Function

PCF：策略控制 policy    NRF：网络存储功能  NEF：网络开放功能

5G中的接口

NG接口

NG接口是NG-RAN和5G核心网之间的接口，支持控制面和用户面分离，支持模式化设计。

分为：NG-C接口(控制面）与NG-U接口（用户面），功能太多了，这里不列举了，主要就是建立维护NG-RAN会话、传输UE和AMF之间的NAS消息

Xn接口 

Xn接口是NG-RAN之间的接口，Xn-C接口(控制面）与Xn-U接口（用户面），功能也太多了

E1接口

CU\DU分离场景下，E1接口是指CU-C与CU-U之间的接口，E1接口只有控制面接口(E1-C接口)

F1接口

CU\DU分离场景下，F1接口是指CU与DU之间的接口，区分为用户面接口(F1-U接口)和控制面接口(F1-C接口)

Uu接口：用户和基站之间的

Uu口控制面协议栈（这里也可以属于协议那一章的内容了，插个眼）

Layer3：NAS、RRC（无线资源控制，有三种状态，挺重要的）
Layer2：PDCP、RLC、MAC 
Layer1：PHY

PDCP层完成加密和完整性保护 Packet Data Convergence Protocol分组数据汇聚协议
RRC层完成广播，寻呼，RRC连接管理资源控制，移动性管理，UE测量报告控制
NAS层完成核心网承载管理，鉴权及安全控制（这里插个眼，后面有详细介绍） Non-access 

RRC和NAS是控制面特殊的地方

 Uu口用户面协议栈

 5G用户面增加加入新的协议层SDAP，完成QoS映射功能，SDAP（Service Data Adaption Protocol）完成流（5G QoS flow）到无线承载的QoS映射，为每个报文打上 流标识（QFI）

RLC层有三种模式，TM透明模式、UM非确认模式、AM确认模式 （可以这样记忆，天霸动霸tua）

gNB中的CU和DU相关的知识

 高层功能划分方案:3GPP标准确定了option2
PDCP上移便于形成数据锚点，便于支持用户面的双连接/多连接

 CU/DU组网部署，三种

 eMBB下的部署 

 当业务容量需求变高，在密集部署情况下，基于理想前传条件，多个DU可以联合部署，形成基带池，提高基站资源池的利用率，并且可以利用多小区协作传输和协作处理以提高网络的覆盖和容量。CU\DU分离DU资源池组网方式如图1-28所示:

 对于面向垂直行业的机器通信业务，在建设5G网络时，需要考虑机器通信的特点。大规模机器通信普遍对时延要求较低其特点有2个:数据量少而且站点稀疏;站点数量多，且分布密集。

5G组网

SA和NSA

SA：
op2和op5，其中op2是究极架构5G基站+5G核心网
op5是5G核心网+4G增强型基站

NSA（记忆）

3系列，用的都是4G的核心网EPC，在基站上想办法 3x是现在商用的

7系和4系都用的5G核心网

MR-DC多接入网技术双连接

留个印象，多选题可能出

 5G无线网络关键技术及应用

5G八大关键能力

5G关键技术概述

 通过香农公式

 

 真正的重点——

大规模天线

同时同频

这里的优势有可能出多选题，四个……只要不是太离谱就选上吧，感觉只有“信道的统计特征趋于稳定”比较奇怪

这个有可能出计算题（这里插个眼）

这里“双极化”我想了挺久的，（16H4V）是在说水平面TRX的数量是16，垂直面TRX的数量是4，但是图中水平方向上只有8个，所以才是双极化。另外，阵子就是图中的X，通道T是图中的矩形

垂直面空间复用：垂直方向上“3个阵子组成1T”

原理

在采用大天线阵列的MIMO系统中，信号可以在水平和垂直方向进行动态调整，因此能量能够更加准确地集中指向特定的UE，从而减少了小区间干扰，能够支持多个UE间的空间复用（主要是垂直方向）

大规模天线的优势（可能考多选题）
空间复用提容量、抑制干扰提信噪比、3DXX特性满足覆盖，多通道接受提增益

多波束能力，可通过多用户空分复用增益提升网络容量(MU-MIMO)

大阵列Beam forming，通过算法抑制用户间干扰，大幅提升单用户SINR（信噪比）;

3D-beamforming特性，实现多种场景的覆盖要求

多通道上行接收，可最大化提升上行接收增益。

增益类型 

四类：阵列增益、分集增益、干扰抑制增益、空间复用增益

 波束赋型，DMRS解调参考信号，也就是图中有颜色的色块，区分数据

波束扫描：基站发不同方向的信号，用户接收并反馈，不断调整

 波束恢复  终端UE处的作为

过程：detection->recovery request->recovery response

应用场景---感觉不大会考，凭借尝试看看吧

UDN（超密集网络部署）技术 

原理：增加单位面积内小基站的密度，通过在异构网络中引入超大规模低功率节点。

满足热点地区500-1000倍的流量增长的需求(几十Tbps/平方km 1百万连接/平方km，1Gbps用户体验速率)

遇到的问题以及解决方案：

移动性管理
联合传输与反馈
干扰抑制与管理

有选择关闭无用户小簇

D-MIMO多天线联合发送
集中控制和C-RAN技术
多小区频率资源协调

       其中的D-MIMO分布式天线是重点，按照大规模天线一样的思路来看

上行D-MIMO方案
D-MIMO上行采用多用户多天线联合接收，方案的基本原理为D-MIMO簇内的UE进行MU配对，并通过多组天线进行联合接收。每个UE接收天线组根据UE的位置以及移动情况动态选择

虚拟层技术——解决频繁移动

虚拟层承载广播、寻呼等控制信令，负责移动性管理，而实体层承载数据传输

软扇区技术，感觉这种稍微理解一下原理就行，看它能解决什么问题

 

全频谱接入技术

低频（速率低，覆盖广）+高频，全频都可以使用

高频的毫米波的特性

优点：波束集中，方向性好，受干扰影响比较小

挑战：路径损耗大，只能短距离通信，受空气和雨水的影响大，绕射能力比较差

影响因素

大气影响：比如，60GHz必须承受约20dB/km的氧气吸收损耗。这个因素可以通过足够的链路预算来克服

阻挡衰减：建筑物、人体等阻挡

高频传播：路损明显高于低频。
1、在各场景中(LOSINLOS)，高频(30~40GHz)比低频(3.5GHz)的路损高18-25dB;NLOS比LOS高20dB~25dB左右(距离100m~200m)。
2、室外到室内穿透的损耗明显

 NR选择的频段

FR1和FR2

FR1主要记忆 n41: 2496MHz—2690MHz

其中，FR2见下图

 新型多址

多址主要是为了区分用户

4G里面主要是用的正交接入技术，FDMA频分多址，根据频率来区分用户、TDMA时分多址，根据时间来区分用户，CDMA码分多址，在时间和频率都相同的情况下使用code来区分用户，OFDMA正交频分多址减少干扰

非正交多址接入（NOMA)

不同用户占据相同的频域资源，但是可以通过功率域来区分，弱用户先解码强干扰。但是这种技术的功率域用户层不宜太多。

图样多址PDMA(Pattern Division Multiple Access )-大唐提出

是一种可以在功率域、码域、空域、频域和时域同时或选择性应用的非正交多址接入技术。在接收端采用低复杂度高性能的串行干扰抵消算法来逼近最大似然检测的性能。
优点:多址寻址能力最强，信道容量最大，频谱利用率最高。缺点：复杂度太大了

多用户共享接入MUSA(Multi User SharedAccess )-中兴

在上行链路中，MUSA技术充分利用终端用户因距基站远近而引起的发射功率的差异，在发射端使用非正交复数扩频序列编码对用户信息进行调制。

SCMA稀疏码本多址

新型多载波

OFDM传输波形技术

优势和挑战见下图，主要记忆挑战：偏频导致码间串扰、循环前缀CP降低频效和能效

新型传输波形技术——滤波器多载波(Filterbank multicarrier : FBMC )

用滤波器组代替了CP（循环前缀），优点：对载波频偏不敏感、提高了频效和能效

先进调制编码

 空间调制(Spatial Modulation SM）：以天线的物理位置来携带部分发送信息比特，将传统二维映射扩至三维映射，提高频谱效率。

频率正交幅度调制(Frequency Quadrature-amplitude Modulation:FQAM)：将频移键控(FSK)与正交幅度调制(QAM,携带的信息可以1->4)相结合，提高频谱效率

上行：256QAM  下行1024QAM

 LDPC 大数据方面，可以记为large data（数据）

Polar 一般是控制面

 终端直通技术

端到端D2D技术

基本思想，引入副链路，数据传输经过宏基站。支持有网络覆盖和无网络覆盖的场景，资源分配采取调度模式和UE自选模式

D2D的优点（可能考多选题）

终端近距离通信，高速率低时延低功耗。
短距离通信可频谱资源复用。
无线P2P功能
拓展网络覆盖范围

双工技术

同时同频全双工近端设备与远端设备的无线业务相互传输发生在同样的时间、相同的频率带宽上，这与现有的时分双工(TDD:Time Division Duplexing)和频分双工(FDD:Frequency Division Duplexing)体制相比，理论频率效率可以提升1倍

灵活双工

产生原因：上下行业务需求随时间、地点而变化，目前通信系统采用相对固定的频谱资源分配将无法满足不同小区变化的业务需求
灵活双工能够根据上下行业务变化情况动态分配上下行资源，有效提高系统资源利用率

全双工

相同时间相同频率同时收发

频谱共享（不是很成熟，估计不会考）

顾名思义：多个系统共享使用特定的频谱，改变了以往固定频谱分配的方式

栅格

全局栅格

信道栅格 

同步栅格

 总结BWP的一个重点知识

四大优点：前向兼容、降低功耗、动态适应、降低终端成本

BWP分为四类：初始、专用、激活、默认BWP
BWP有四种切换场景

伴随数据调度的DCI指示的快速切换

RRC(重)配置:从initial BWP到first active BWP的切换:

基于timer的长时间没有业务调度的切换

UE在随机接入过程中，如果active BWP内没有PRACH资源则自动切换到initial BWP