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5G核心网组网架构研究5G核心网是指面向5G无线接入网络的核心网络部分，负责处理用户数据、进行用户认证和授权、提供各种网络业务等功能。
5G核心网组网架构研究是为了满足5G网络的高带宽、低时延和大连接等需求，在传统的3GPP协议架构基础上进行升级和优化。
目前，5G核心网的组网架构主要有两种：非独立组网（NSA）和独立组网（SA）。
非独立组网是指在4G基站的基础上增加5G元素，通过4G和5G协同工作来提供5G服务。
独立组网则是独立于4G网络，通过全新的5G核心网来实现5G服务。
下面将分别介绍这两种组网架构的特点。
非独立组网（NSA）是一种较为简单和成本较低的5G组网方式。
它利用了4G核心网的控制能力，通过4G基站的辅助来完成5G用户的接入。
在NSA架构中，5G基站仅负责进行数据传输和无线资源管理，而5G核心网的控制功能由现有的4G核心网来实现。
这样就能够快速部署5G网络，并且能够充分利用现有的4G网络资源。
但是，NSA架构仍然依赖于4G网络，限制了5G网络的潜力。
独立组网（SA）则是一种更为先进和灵活的5G组网方式。
它通过全新的5G核心网来实现对5G用户的控制和管理。
在SA架构中，5G基站和5G核心网都具备了完整的功能，能够独立提供5G服务。
这样就能够实现更低的时延、更高的带宽和更灵活的网络切换，从而满足更多的应用需求。
但是，SA架构需要建设全新的5G核心网，增加了网络的建设成本和时间。
在5G核心网组网架构研究中，还存在一些其他的关键问题需要解决。
例如，网络切换问题、网络切片问题、安全问题等。
网络切换问题是指在不同的组网方式之间进行切换时，如何保证用户的网络连接不中断。
网络切片问题是指如何将网络资源划分为多个虚拟网络切片，满足不同应用的需求。
安全问题是指如何保护5G网络免受各种网络攻击和威胁。
总之，5G核心网组网架构是实现5G网络高速、低时延和大连接的关键环节。
通过研究非独立组网和独立组网两种架构，能够在提供5G服务的同时，平衡网络建设的成本和性能需求。
NSA过渡SA策略下无线组网方案研究XX无线网络优化中心XXXX年XX月目录一、研究背景 (3)二组网模式介绍 (3)三、5G典型组网模式 (6)3.1 OPtiOn3. X典型NSA组网模式 (6)3.2 OPtiOn2典型SA组网模式 (11)3.3 SA&NSA组网差异 (24)四、无线侧演进策略 (27)4.1网络结构策略 (27)4.2语音业务策略 (29)4.3业务场景支撑 (32)4.4无线参数规划 (33)4.5互操作方案 (41)五、总结 (55)NSA过渡SA策略下无线组网方案研究XX摘要：作为5G建网的终极目标，SA承载着人们对于5G所有美好的愿景，就目前而言，无论网络建设和终端品类等硬件配套条件成熟度，还是市场需求的推动，先部署NSA都是运营商和产业的共识也是客观选择，然后再逐渐加快SA部署并完成过渡。
本文主要阐述NSA和 SA两种组网模式的特点和差异，探究NSA平滑过渡SA下的无线侧演进策略。
关键字：5G、NSA/SA.组网模式、演进策略业务类别：5G一、研究背景5G顺应了未来爆炸性的移动数据流量增长、海量的设备连接、不断涌现的各类新业务和应用场景的需求，同时与行业深度融合，满足垂直行业终端互联的多样化需求：实现真正的"万物互联”，是构建社会经济数字化转型的基石。
运营商期望5G网络能够成为服务各行各业的统一信息基础设施平台，落实“以信息化带动工业化、以工业化促进信息化”，助力网络强国、“互联网+” ,开启智慧新时代。
然就组网结构而言，现阶段3GPP提岀了多种5G 建网方案，其中概括为SA组网和NSA组网两大类方案；本文旨在研究两类组网方案间差异及后期由NSA演进SA 的无线侧策略方案。
NSA 过渡SA策賂下无线组网方案研究eMB8 UGbpC ∙⅛g≡∙≡⅛S!∙OiS5■ ZVbpc∙K≡λ■轴算・TJltpsfi⅛1S •请细λ∙⅛≡・室序览■諭、龍■殛∙≡J^i3S■刨踽■资p≡■可疑SS■雄理URLLC{∪krarei⅛iity 3rd tow Iat •自瞬■赠人∙⅛3JS⅛(AR∕VR)⅝f•创踽∙v=?W■品理56应用场景5G目标市场10OOO÷ fl Λ ©NSA过渡SA策賂下无线组网方案研究二. 组网模式介绍(1)NSA模式通过将5G-NR的控制信令锚眾在4G基站上，4G基站接入EPe或5GC实现；目前NSA方案下要求4G/5G基站为同厂家且终端支持双连接功能。
5G NSA日常KPI优化5G设计了SA（独立组网）和NSA（非独立组网）两种模式。
NSA组网的一大特点是可以基于现有的LTE核心网实现5G快速部署，是在5G初期运营商大规模投资后收益不确定的情况下，既达到快速部署5G网络又降低5G投资的“一石二鸟”过渡方案，所以5G商用初期，运营商都选择了NSA组网。
目前国内三大运营商的5G网络也是NSA，预计持续到今年四季度SA商用。
NSA重点监控指标包括SN（辅节点）添加成功率（5G），SN异常释放率（5G），SN 变更成功率（5G），小区可用率（5G），小区RB上行平均干扰电平（5G），小区级下行单用户平均感知速率（5G），小区级上行单用户平均感知速率（5G），下行RLC丢包率（5G），小区上行PDCP SDU丢包率（5G），MAC层上行误块率（5G），MAC层下行误块率（5G），SN添加成功率（4G），SN异常释放率（4G），系统内带SN切换成功率(4G)，共计14项指标。
SN添加成功率1：当MN向SN发送SN添加请求SgNB Addition Request消息时，进行采样，用于统计SgNB添加请求的次数。
2：MN等待SgNB Addition Request Acknowledge消息超时，进行采样统计。
3：MN收到SN的添加拒绝消息SgNB Addition Request Reject进行采样统计。
4：MN下发空口重配后，空口重配定时器超时，进行采样统计。
5：MN给SN发送SgNB Reconfiguration Complete消息且MN配置完成，进行采样统计。
6：MN收到E-RAB Modifica tion Confirm且MN配置完成，进行采样统计。
7：MN收到E-RAB Modification Confirm后，所有的E-RAB修改均失败或者等待E-RAB Modification Confirm消息超时，进行采样统计。
全网性SN添加成功率不达标核查1，是否存在区域性干扰。
5G宽带通信设备的网络架构和组网方式随着移动通信技术的不断发展，5G成为当前热门话题之一。
5G（第五代移动通信）作为一种全新的通信技术标准，将为用户提供更快的数据传输速度、更低的延迟和更高的接入性能。
为实现这一目标，5G宽带通信设备采用了一种新的网络架构和组网方式，以适应高速、低延迟、大容量的通信需求。
一、5G宽带通信设备的网络架构5G宽带通信设备网络架构主要分为两个部分，即核心网（Core Network）和无线接入网（Wireless Access Network）。
核心网是整个5G网络的关键部分，负责处理用户数据，实现业务连接和控制功能。
核心网由多个网络节点组成，包括用户验证节点（Authentication Server）、会话管理节点（Session Manager）和移动边缘计算节点（MEC）。
这些节点通过高速光纤连接，提供传输速度快、处理能力强的数据传输环境。
无线接入网是连接移动终端和核心网之间的关键环节，主要由基站和无线传输设备构成。
基站通过无线信号覆盖区域，将用户终端传输的无线信号转化为数字信号，并传送给核心网。
5G无线接入网采用了更高频率的无线信道（mmWave）和更高密度的基站布局，以提供更大的带宽和更高的数据传输速率。
二、5G宽带通信设备的组网方式为了实现全面覆盖和高质量的通信服务，5G宽带通信设备采用了多种组网方式，包括非独立组网（NSA）和独立组网（SA）。
非独立组网（NSA）是5G网络的最早部署方式，它在现有的4G网络基础上增加了一些5G组件，以提供更高的数据传输速率和更低的延迟。
在NSA组网中，5G基站与4G基站之间共享资源，通过4G网络将用户数据连接到5G核心网。
这种方式可以快速实现5G金属，但由于依赖于4G网络，无法充分发挥5G的全部潜力。
独立组网（SA）是5G网络的最终目标，它独立于现有的4G网络，完全由5G 设备构成。
在SA组网中，5G基站之间直接传输数据，无需依赖4G网络。
5G组网方案1. 引言5G技术是第五代移动通信技术，它具有高带宽、低延迟和大连接密度的特点，为人们提供了更快、更可靠的通信服务。
在5G网络中，组网方案是非常重要的一部分，它决定了网络的性能和可靠性。
本文将介绍5G组网方案的基本原理和具体实施方法。
2. 5G组网的基本原理5G组网的基本原理是通过多个基站之间的协同工作来实现数据传输和网络连接。
在传统的4G网络中，数据的传输是通过集中式的网络控制节点进行调度的，而在5G网络中，基站之间进行前后协作，每个基站都可以独立处理数据传输。
这种分布式的架构使得5G网络具有更好的容错性和抗干扰能力。
5G组网的基本原理可以分为以下几个方面：2.1 Massive MIMO技术Massive MIMO（Massive Multiple-Input Multiple-Output）技术是5G网络的关键技术之一。
它通过同时使用大量的天线和高级的信号处理算法，实现了更高的信号传输效率和容量。
在Massive MIMO技术中，基站和终端设备之间通过多个天线进行数据传输，每个天线都可以独立进行发射和接收。
这种技术可以有效地提高网络的吞吐量和覆盖范围。
2.2 Beamforming技术Beamforming技术是一种通过调整天线阵列的参数来改变信号传输方向的技术。
在5G网络中，基站可以根据用户的位置和信道状态来选择最佳的传输方向，从而提高信号的强度和质量。
通过Beamforming技术，可以实现空间复用和干扰抑制，提高网络的可靠性和容量。
2.3 协议栈优化在5G网络中，为了提高网络的性能和延迟，需要对协议栈进行优化。
协议栈的优化主要包括：引入新的协议，如NR（New Radio）协议；减少控制面的复杂性，提高传输效率；优化网络控制算法，提高网络的稳定性和可靠性。
通过对协议栈的优化，可以提高网络的吞吐量和响应速度。
3. 5G组网的具体实施方法5G组网的具体实施方法包括以下几个方面：3.1 基站布局基站布局是5G组网中的重要环节。
5G SA的网络架构和关键技术【摘要】5G SA是第五代移动通信的一种网络架构，它有着独特的特点和关键技术。
在5G SA网络架构中，核心网和无线接入网都是基于云原生架构设计的，实现了网络切片和网络功能虚拟化。
5G SA采用了分布式用户面和核心网架构，提高了网络的灵活性和可靠性。
在关键技术方面，5G SA采用了新型的调制解调技术，如波束赋形和大规模MIMO，提升了网络的容量和覆盖范围。
网络切片和边缘计算等技术也被广泛应用于5G SA网络中。
5G SA的网络架构和关键技术为用户提供了更高效、更安全、更可靠的通信服务，有望成为未来通信网络的主流发展方向。
【关键词】5G SA、网络架构、关键技术、引言、正文、结论。
1. 引言1.1 介绍5G SA的网络架构和关键技术5G Standalone（SA）是第五代移动通信技术中的一项重要发展，其网络架构和关键技术对于推动数字化转型和实现智慧社会具有重要意义。
5G SA网络架构主要包括核心网、无线接入网和传输网，其中核心网采用云原生架构，实现灵活部署和资源共享；无线接入网采用虚拟化技术，支持灵活的网络切片和多连接服务；传输网采用高速光纤和微波技术，实现低时延和高可靠性。
5G SA的关键技术包括大规模MIMO、毫米波通信、网络切片、多址接入和SDN等，这些技术的应用使得5G SA网络能够满足不同场景和应用的需求，为用户提供更加快速和稳定的通信服务。
5G SA的网络架构和关键技术的不断创新和优化将极大地推动5G应用的发展，为数字经济的蓬勃发展奠定坚实的基础。
2. 正文2.1 5G SA网络架构5G SA网络架构是基于全新的核心网架构设计，具有更高的灵活性和可扩展性。
其主要组成部分包括用户面和控制面。
在用户面，5G SA网络采用了云原生架构，将网络功能虚拟化，实现了灵活的网络切片和服务定制。
控制面则包括了核心网和RAN，实现了完全分离的核心网和无线接入网。
这种分离架构使得网络更加灵活，可以更好地应对不断增长的数据流量和服务需求。
目录简介 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1基于服务的架构（SBA ） . . . . . . . . . . .15G 核心网中 SBA 结构的实现方式 . .2集成式 SBA 架构实现 . . . . . . . . . . . . . . . . .2分布式 SBA 架构实现 .. . . . . . . . . . . . . . . .2部署方案原型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3集成式容器/虚拟机部署方案 . . . . . . . . . . . .3分布式容器/虚拟机部署方案 . . . . . . . . . . . .3性能特征与测试结果 . . . . . . . . . . . . . .3测试环境搭建 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3测试方案与结果 .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3优化方案 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4总结 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4参考文献 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4独立组网的5G核心网实现优化简介以 NSA （非独立架构）还是以 SA （独立架构）开启 5G 网络之门，一直是通信业界目光聚集的焦点。
采用独立架构模式组网，不仅可体现 5G 的技术优势，更能为用户带来多样化的服务类型。
但新的模式也带来新的挑战，通信业界需要设计构建全新的网络架构与之相应对。
由中国移动牵头联合全球 26 家运营商及网络设备商提出的基于服务的架构（Service Based Architecture，SBA ）就是适应了这一趋势，不仅成为 5G 核心技术之一，同时也是构建5G独立架构组网方案的关键技术。
SBA 架构面向原生云（Native Cloud）设计，借鉴了互联网领域中面向服务的架构（Service-Oriented Architecture, SOA ）、微服务架构等成熟理念，并结合通信网现状、特点和发展趋势，以软件服务的概念重构 5G 核心网，对 5G 核心网控制面各网络功能实施服务化定义，同时提供一系列的基于服务的接口（Service Based Interface，SBI ），具备灵活化、开放化以及智能化的特点，并可根据需求进行灵活部署和扩展。
本白皮书是中国移动与英特尔公司共同起草的《独立组网的 5G 核心网实现优化》的简版，描述了 5G 核心网中 SBA 架构的基本组成，以及基于该架构的一系列实现方法，并归纳各自优缺点。
同时基于这些实现方法，本文提出多个 SBA 架构方案实现原型，并给出这些方案原型在不同场景下的性能测试数据和相关的技术优化方案。
最后，结合上述的方法与测试结果，本文建议了一种高性能 SBA 架构实施方案，并指出了长期演进的方向。
基于服务的架构（SBA ）SBA 架构包含了“网络功能服务化”和“基于服务的接口”两大元素，前者是指其将传统网元设备的功能，例如会话管理、移动管理、策略控制等，以软件的方式定义为若干个网络功能，例如 AMF、SMF、UDM、NRF 等，这些网络功能间的通信与交互通过服务调用的方式来实现。
后者是指每个网络功能对外都具备通用化、基于服务的接口（SBI ），可以被经过授权的网络功能或服务灵活调用。
这些接口使用了一系列通用化协议，包括使用 TCP 协议和 HTTP/2 协议，以 JSON 作为序列化协议，以 OpenAPI 作为接口描述语言（Interface白皮书Definition Language, IDL），允许在不访问源代码或底层服务文档的情况下寻址和调用服务功能。
随着技术与标准的日益完善，服务化接口正逐渐取代 3GPP 中定义的上一代接口，如 Diameter，SCTP 等，成为下一代移动通信系统的核心技术之一。
图一 3GPP 技术规范（TS 23.501）建议的 5G 系统架构5G 核心网中 SBA 的实现方式在整体功能上，SBA 可分为两大类组件。
一类为接口组件，其提供了多种功能，包括 HTTP 服务器功能、收发 HTTP 请求/响应功能，以及解析 API 端点中内置 HTTP 请求的功能；另一类为逻辑组件，其可以处理来自 5G 核心网应用以及特定网络功能（例如 SMF，UDM，AMF）的请求。
在本文中，我们设想了以下两种在5G核心网控制面中实现 SBA 的方式：•集成式实现：接口和逻辑组件可以整体集成到应用中，并驻留在同一物理服务器中，且是同一虚拟机或容器的一部分。
•分布式实现：接口和逻辑组件分布在各自独立的物理服务器中，并通过专用接口相互连接。
集成式 SBA 架构实现集成式 SBA 架构实现方式的特点，在于功能自洽而不必依赖其他网络功能。
基于这一方式，在集成式 SBA 实现方式中，对每个控制面网络功能，例如 AMF，SMF，PCF，AF 等，都能够提供基于 SBA 的接口和逻辑组件来与其他服务进行交互，每个网络功能都可实现功能自洽。
接口和逻辑组件既可通过函数调用，进行静态链接或编译，也可通过多线程的方法，使用软件队列或共享内存结构进行消息传递，且消息传递的方式有嵌入式请求处理和基于工作线程的请求处理两种。
嵌入式请求处理是将 5G 核心网功能库化，并集成了 HTTP 服务器处理流程。
接口组件依次提供 HTTP 服务器和相关的 API 端点处理消息，并以库函数的方式调用 5G 核心网控制面处理流程相关的逻辑组件，这种实现方法在进行功能、服务消息处理时引入了“运行到完成（Run To Complete, RTC）”模型。
表一 集成式 SBA 架构实现的优缺点基于工作线程的请求处理方法可在一定程度上克服嵌入式请求处理方式中可能存在的性能隐患。
在这一方法中，接口和逻辑组件被分离为各自具有可通信存储器映射接口（如 SW 队列）的独立应用/进程。
这一机制使得接口组件和逻辑组件彼此独立，并可在不同的工作内核、线程上完成 5G 核心网特定的消息处理，其中消息可以通过共享内存接口传递，而消息的元数据则通过内存映射接口传递。
分布式 SBA 架构实现在这一实现方式中，部署在电信运营商数据中心/中心局的接口组件可以通过专有接口，如 UNIX 或 TCP/IP 套接字接口，以消息代理的方式将消息发送给各个逻辑组件中基于服务的 API 端点。
接口组件的 API 端点会接收所有 HTTP 请求，并打上相应的逻辑组件目的地标识，然后在 UNIX 或 TCP / IP 接口上传输请求。
各个网络功能，例如 AMF、SMF 等，可以作为单个进程，在同一服务器或不同服务器上启动。
这种方法可以将接口组件和逻辑组件在不同的物理服务器上独立部署。
表二 分布式 SBA 架构实现的优缺点部署方案原型基于上述 2 种 SBA 架构的实例化，可以提出以下几种可行的部署方案原型：集成式容器/虚拟机部署方案本方案是集成式 SBA 架构的实例化原型，集成了 HTTP 服务器和控制面（如 SMF、AMF 等）的 5G 核心网控制面，可以在虚拟机或容器中进行部署。
虚拟机/容器通过网卡上的 SR-IOV 技术来实现性能的提升，并可考虑使用 virtio-net 或自适应虚拟功能（AVF）来实现更强的可扩展功能，从而支持真正的原生云实施。
同时由于每个网络功能都具备本地化的 HTTP Web 服务接口功能，因此该部署方案还可实现各5G核心网各种控制面功能之间的完全互操作性。
图二 集成式容器 SBA 架构部署方案分布式容器/虚拟机部署方案本方案是分布式 SBA 架构的实例化原型。
方案中的 HTTP 服务器功能在物理上可以与承载 5G 核心网控制面功能分别部署在不同的虚拟机或容器中。
HTTP 服务器虚拟机和控制面功能虚拟机之间的接口通过专有的网络套接字接口进行通信。
此外，还有一种在传统分布式方案基础上衍伸而来、具备容器间内存映射接口的分布式容器部署方案。
在该方案中，HTTP 服务器容器和承载 5G 核心网控制面功能容器使用内存映射接口进行通信。
这可减少数据包缓冲区的拷贝数量，从而提高消息请求处理的性能，并获得更低的延迟。
性能特征与测试结果测试环境搭建为对上文所述的几种部署方案原型进行性能验证，本文设计了几类相关的性能测试场景，并将测试目标聚焦在事务吞吐率和处理器负载两个关键指标上。
测试方案采用两台独立的基于英特尔® 至强® E5 处理器，并通过 25GbE 以太网交换机互连的物理服务器执行。
测试服务器 1 作为待测设备（DUT），运行接口组件和逻辑组件，并可进一步配置为前文所述各类部署方案的场景。
在测试中，测试服务器 2 会向测试服务器 1（待测设备）发起请求并接收响应，来测量相应的请求数量与响应总数等结果，以确定测试服务器 1（待测设备）在不同部署方案场景下的整体性能。
操作系统(服务器/客户端)Fedora 26HTTP2/0 服务器NGINX (Ver 1.12)后端应用FastCGI (v2.4.0)HTTP 客户端H2load and CURLJSON 解析器Rapid JSON (v1.1.0)表三 用于基准测试的软件工具包配置测试方案与结果测试方案一：测试服务器 1（待测设备）的一个处理器内核被配置为执行接口组件，而另一个处理器内核被配置为执行逻辑组件。
测试包含了两个场景：1. 集成式容器/虚拟机部署方案，且接口组件和逻辑组件之间建立了基于套接字的通信进程。
接口和逻辑组件在各自独立的处理器内核上执行，但执行在同一进程空间中；2. 分布式容器/虚拟机部署方案，接口和逻辑组件在独立的虚拟机或容器中实例化，并通过专门的基于套接字的通信进程进行交互。
测试方案二：测试服务器 1（待测设备）的一个处理器内核同时执行接口组件和逻辑组件。
该测试体现了接口和逻辑组件被紧密集成在一起的系统实现方式，因此，该实现方式中两个组件将被配置在同一处理器内核上执行，并且可通过多核实现可扩展性。
测试方案一测试方案二事务吞吐率 (每秒请求数量)13.5 K 117 KHTTP2.0 工作内核处理器负载 (内核1)79%81%后端应用处理器负载34%NA（含在工作内核处理器负载项中）表四 两种测试方案结果对比:根据测试结果，下表对 5G 核心网 SBA 架构下的不同实现方案的关键指标进行了对比：表五 5G 核心网 SBA 架构不同实现方案的关键指标对比优化方案通过对 SBA 架构实际部署和测试中积累的经验进行深入分析和研究，可以看到，进一步对其各个组件开展优化，可使系统获得更好的整体性能。
