5G网络有接入网、承载网、核心网三部分。接入网通常是无线接入网(RAN),重点由基站(Base station)构成。一个基站,一般包含BBU(重点负责信号调制)、RRU(重点负责射频处理),馈线(连接RRU和天线),天线(重点负责线缆上导行波和空气中空间波之间的转换)。
4G每一个基站都有一个BBU,并经过BBU直接连到核心网。而在5G网络中,接入网再也不是由于BBU、RRU、天线这些东西组成为了。而是被重构为以下3个功能实体:CU(Centralized Unit,集中单元),DU(Distribute Unit,分布单元),AAU(Active Antenna Unit,有源天线单元)。原来4G的RRU和天线合并成AAU,把BBU分离成CU和DU,DU下沉到AAU处,一个CU能够连接多个DU。
4G仅有前传和回传两部分,在5G网络中则演变为三个部分,AAU连接DU部分叫作为5G前传(Fronthaul),中传(Middlehaul)指DU连接CU部分,而回传(Backhaul)是CU和核心网之间的通信承载。(见图1)。
5G 核心网包括多个用于拜访和掌控的组件。在 SBA 架构中,组件摆列在一组互连的网络功能 (NF) 中,包含NF存储库功能(NRF)、网络切片选取功能(NSSF)、策略掌控功能(PCF)、用户平面功能(UPF)、会话管理功能(SMF)、接入和移动管理功能(AMF)和数据网络(DN)。在用户设备 (UE) 端,经过 gNB 节点掌控和执行拜访,这些节点经过 NG 接口与 AMF 和 UPF 服务通信。
NG接口分为NG-C接口(NG-RAN和5GC之间的掌控面接口)和NG-U接口(NG-RAN和5GC之间的用户面接口),承载掌控面和用户面协议:掌控面掌控会话和与网络的连接,包含服务请求和传输资源,用户面实现PDU(Protocol Data Unit)会话。
5G 是基于服务的架构,基于服务的特性比 4G/LTE 更具吸引力,它供给了网络切片、功能虚拟化、基于云的系统以及与 Open-RAN 技术更好的兼容性。另外,UPF 的实现解耦了网关掌控和用户平面,AMF将会话管理与连接和移动性管理掰开。在 5G 中,用户平面和掌控平面是解耦的。
5G 最重要的方面之一是 RAN 元素的解耦和虚拟化,经过O-RAN架构,运营商能够在同一系统中结合区别的供应商,从而加强灵活性并让运营商能够自由地选取技术供给商。
在O-RAN中,基站分为两个:CU和DU(图2)。CU 负责处理非实时协议和服务,而 DU 负责处理理学层协议和实时服务。在链的末端,RRU管理所有 RF 通信和组件,例如调制、编码和避免干扰。在协议栈方面,CU处理高层,DU管理低层,RRU处理理学层。CU 和 DU 之间的开放接口叫作为高层拆分 (HLS),而 DU 和 RRU 之间的连接由低层拆分 (LLS) 接口构成。所有 O-RAN 应用程序都在 RAN 智能掌控器 (RIC) 上运行。RIC 平台供给对 RAN 组件的抽象,集成优化和自动化算法。
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