3GPP 5G 架構演進
一 5G架構選項
蜂窩通訊系統主要包含兩部分：無線接入網（Radio Access Network，RAN）和核心網（Core Network）。無線接入網主要由基站組成，為使用者提供無線接入功能。核心網則主要為使用者提供網際網路接入服務和相應的管理功能等。在4G LTE系統中，基站和核心網分別叫做eNB（Evolved Node B）和EPC（Evolved Packet Core）。在5G系統中，基站叫做gNB（哥牛逼），無線接入網稱為NR（New Radio），核心網叫做NGC (NextGeneration Core)。
目前，4G LTE網路的部署非常廣泛，（在發達國家）幾乎可以與GSM的覆蓋相比擬。而此時，5G的標準化正在如火如荼的進行。運營商部署5G網路不可能是一蹴而就的，必定是逐步部署。這樣才能避免短期內的高投入，也能有效的降低部署風險。
以LTE網路為基礎，5G一共有以下8種部署方式。
1.1 Option1：LTE遺產
LTE目前的部署方式，由LTE的核心網和基站組成。5G的部署便是以此為基礎。
1.2 Option2: 純5G網路
5G網路部署的最終目標之一，完全由gNB和NGC組成。要想在LTE系統（Option1）的基礎上演進到Option2，需要完全替代LTE系統的基站和核心網，同時還得保證覆蓋和移動性管理等。部署耗資巨大，很難一步完成。
1.3 Option3：EPC + eNB（主）、gNB
先演進無線接入網，而保持LTE系統核心網不動，即eNB和gNB都連線至EPC。先演進無線網路可以有效降低初期的部署成本。Option3包含3種模式，即Option3、Option3a和Option3x。
Option3：所有的控制面信令都經由eNB轉發，eNB將資料分流給gNB
Option3a：所有的控制面信令都經由eNB轉發，EPC將資料分流至gNB
Option3x：所有的控制面信令都經由eNB轉發，gNB可將資料分流至eNB
此場景以eNB為主基站，所有的控制面信令都經由eNB轉發。LTE eNB與NR gNB採用雙鏈接的形式為使用者提供高資料速率服務。此方案可以部署在熱點區域，增加系統的容量的吞吐率。
1.4 Option4：NGC + eNB，gNB（主）
Option4同時引入了NGC和gNB。但是gNB沒有直接替代eNB，而是採取“相容並舉”的方式部署。在此場景中，核心網採用5G的NGC，eNB和gNB都連線至NGC。類似地，Option4也包含兩種模式：Option4和Option4a。
Option4：所有的控制面信令都經由gNB轉發, gNB將資料分流給eNB
Option4a：所有的控制面信令都經由gNB轉發，NGC將資料分流至eNB
與Option3不同，此場景以gNB為主基站。LTE eNB與NR gNB採用雙鏈接的形式為使用者提供高資料速率服務。LTE網路可以保證廣覆蓋，而5G系統能部署在熱點區域提高系統容量和吞吐率。
1.5 Option5：NGC+eNB
“混搭模式”，LTE系統的eNB連線至5G的核心網NGC。可以理解為首先部署了5G的核心網NGC，並在NGC中實現了LTE EPC的功能，之後再逐步部署5G無線接入網。
1.6 Option6：EPC+gNB
另一“混搭”模式，5G gNB連線至4G LTE EPC。可以理解為先部署了5G的無線接入網，但暫時採用了4G LTE EPC。此場景會限制5G系統的部分功能，如網路切片等。
1.7 Option7：NGC + eNB（主），gNB
同時部署了5G RAN和NGC，但Option7以LTE eNB為主基站。所有的控制面信令都經由eNB轉發, LTE eNB與NR gNB採用雙鏈接的形式為使用者提供高資料速率服務。此場景包含3種模式：Option7、Option7a和Option7x。
Option7：所有的控制面信令都經由eNB轉發，eNB將資料分流給gNB
Option7a：所有的控制面信令都經由eNB轉發，NGC將資料分流至gNB
Option7x：所有的控制面信令都經由eNB轉發，gNB可將資料分流至eNB
二 5G架構演進方案
目前運營商的LTE網路部署較為廣泛，要想從LTE系統升級至5G系統並同時保證良好的覆蓋和移動性切換等非常困難。為了加快5G網路的部署同時降低5G網路初期的部署成本，各個運營商需要根據自身網路的特點，制定相應的演進計劃。
演進計劃都是從Option1（LTE RAN + EPC）開始，終極目標是5G的全覆蓋（Option2）。各個運營商的演進計劃各有不同，我以中國移動向3GPP提交的提案中的方案為例給家介紹。
Option1：LTE/EPC -> Option 2 + Option 5 -> Option 4/4a -> Option 2
Option2：LTE/EPC -> Option 2 + Option 5 -> Option 2
Option3：LTE/EPC -> Option 3/3a/3x -> Option 4/4a-> Option 2
Option4：LTE/EPC -> Option 7/7a -> Option 2
Option5：LTE/EPC -> Option 3/3a/3x -> Option 1 + Option 2 + Option 7/7a-> Option 2 + Option 5
上述演進計劃就不一一解釋了。基本思路是以LTE/EPC為基礎，逐步引入5G RAN和5G NGC。部署初期以雙鏈接為主，LTE用於保證覆蓋和切換，熱點地區架構5G基站，提高系統的容量和吞吐率。最後再逐步演進，進入全面5G時代。
當然方案的評估是相當複雜的，運營商需要權衡各種利弊，才能最終抉擇最合適的方案。
三 參考文獻
3GPP TR 38.801V14.0.0 (2017-03)
R3-161809,"Analysis of migration paths towards RAN for new RAT", CMCC
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