从LTE RAN 到5G NR的演进之路怎么走？来看案例！

如何在现用LTE网络的基础上部署5G网络，每个运营商都可能面临以下各个方面的考虑：

• 5G网络是进行热点覆盖还是全网覆盖?
• 5G采用独立网络(终端、无线和核心网)还是和LTE复用部分网元?
• 对LTE无线系统进行改造升级还是对核心网进行改造升级?
• 要否新建5G核心网?
• LTE EUTRAN与5G NR之间如何共存和协同工作?
  

LTE的网络规模不同、5G部署的速度不同、未来应用的方向不同等因素，都可能会影响运营商的选择。如今，一些运营商早期网络建设的思路已经相对明确了，其后续LTE融合和演进(Migration)之路也可能各不相同。
早期网络建设思路已经明确的运营商举例如下：
1.Verizon采用独立5G网络，包括5G NR以及5G独立核心网。

2.KT新建5G NR，借助LTE EPC，实现5G与LTE之间的双连接(DC)。

3.Docomo与KT的思路基本一致。

4.中国移动更倾向于独立5G网络，包括终端、5G NR以及5G核心网。

而各运营商的后续LTE融合和演进(Migration)之路，目前则难以确定，因此我们只能借助TR 38.801来进行初步分析。
TR 38.801中提供了4种潜在融合和演进之路(第14节：Migration towards RAN for NR)，分别来自NTT Docomo、AT&T、中国移动(CMCC)和意大利电信(TIM)的提案，特此翻译整理并简单分析如下 (注：仍采用TR 38.801中章节号)。
14  到NR的RAN的演进(Migration towards RAN for NR)
14.1   潜在演进(Migration)路径1 (参考NTT Docomo的提案，R3-161646)
R3-161646, "Migrationpath towards NR with EPC",NTT DOCOMO, INC.
14.1.1  第一步部署
初始部署时，LTE提供宏覆盖，5G提供热点覆盖。可以采用LTE-5G NR双连接方式，LTE eNB作为MeNB，gNB作为SeNB，即架构选项3或者3A。由于LTE eNB已经连接到EPC了，所以可以降低成本，快速建网。

14.1.2    第二步：引入NGC
从EPC到NGC可以采用3种方式。即：

• -NGC是EPC的演进版本
• -NGC将EPC作为一个切片
• -采用NGC替代EPC
  

从运营商的角度看，要么NGC可以后向兼容EPC，且能够提供与EPC相同的服务；要么NGC部不能向兼容EPC，且可以比EPC提供更多EPC难以做到的新业务。
编者按：初期新建5G无线网，借助EPC实现LTE与5G双连接方式，后续则根据业务需求看如何部署5G核心网。但是引入5G核心网之后还有很多选择，如何走还需要进一步研究。
14.2  潜在演进(Migration)路径2 (参考AT&T的提案，R3-161772)
R3-161772, "AT&T Views on 5G Architecture Evolution: Early Phase 1 To Mature Phase 2 Deployment",AT&T.
从现有E-UTRAN演进到新的RAN，可以采用以下路径：

• -第一步：采用选项3部署5G网络。
• -第二步：演进到选项7，同时支持选项3。
• -第三步：演进到选项4或者2，同时支持选项3和7。
  

注意，上述选项3/4/7也可以包含3a/4a/7a选项。

编者按：初期新建5G无线网络，核心网采用EPC，LTE RAN与5G NR之间实现双连接(3/3a)。然后采用5G核心网替代EPC，仍采用LTE做MeNB的双连接方式(即架构7)，最后或者将主控eNB(即MeNB)功能转到5G NR(即架构4)，或者转变成全独立的5G网络(即架构2)。
14.3  潜在演进(Migration)路径3 (参考中国移动的提案，R3-161809)
R3-161809, "Analysis of migration paths towards RANfor new RAT", CMCC.
14.3.1 潜在演进路径3-1
LTE/EPC -> Option2 + Option 5 -> Option 4/4a -> Option 2

• -第一步：如果NG核心网可用，则同时部署选项2和5，也可以支持7&7a。
• -第二步：部署4/4a。
• -第三步：只使用选项2。
  

UE模式：

• -第一步中使用NG NAS支持双模UE。
• -第二步中仅支持NR NAS。
• -第三步中支持NR UE。
  

编者按：新建5G核心网，或者采用独立5G(即架构2)，或者将LTE RAN升级到R15连接到5G核心网(即架构5)，甚至可以采用架构7/7a实现LTE与5G之间的双连接方式。这步中需要采用LTE和5G双模终端。
之后再逐步部署架构4，以5G NR为MeNB，终端仅支持5G NAS就可以了。最后全部演进到纯粹的5G端到端网络(即架构2)，采用5G终端。
14.3.2    潜在演进路径3-2
LTE/EPC -> Option2 + Option 5 -> Option 2

• -第一步：如果NG核心网可用，则同时部署选项2和5，也可以支持7&7a。
• -第二步：只使用选项2。
  

UE模式：

• -第一步中使用NG NAS支持双模UE。
• -第二步中支持NR UE。
  

编者按：与路径3-1类似，但是不再部署架构4/4a。
首先新建5G核心网，并采用架构2(独立5G方式)或者架构5(LTE升级支持R15并连接到5G核心网)，也可同时考虑基于7/7a的双连接方式，后续再演进到纯独立的5G网络(架构2)。UE模式与路径3-1相类似。
14.3.3    潜在演进路径3-3
LTE/EPC -> Option 3/3a -> Option 4/4a-> Option 2

• -第一步：采用非独立(NSA) NR，基于传统LTE网络支持LTE-NR紧连接(tightinterworking)，也可考虑3&3a。
• -第二步：采用NG核心网部署独立NR。也可考虑4/4a。
• -第三步：只使用选项2。
  

UE模式：

• -第一步中只支持LTE NAS。
• -第二步中仅支持NR NAS。
• -第三步中支持NR UE。
  

编者按：首先新建5G无线网络并连接到EPC，LTE作为MeNB实现LTE与5G之间的双连接方式(即架构3/3a)，这一步中UE支持LTE NAS。第二步建设5G核心网，并采用5G NR作为MeNB实现双连接(即架构4/4a)，UE支持5G NR的NAS协议。最后实现独立的5G端到端网络(架构2)，采用真正的5G UE。
14.3.4    潜在演进路径3-4
LTE/EPC -> Option7/7a -> Option 2                  

• -第一步：采用7&7a，支持eLTE-NR紧连接(tight interworking)。
• -第二步：只使用选项2。
  

UE模式：

• -第一步中仅支持NR NAS。
• -第二步中支持NR UE。
  

编者按：建设5G核心网，LTE作为MeNB实现与5G NR间的双连接，UE支持NR  NAS。后续直接演变到5G端到端网络(即架构2)，UE支持5G NR。
14.3.5    潜在演进路径3-5
LTE/EPC -> Option 3/3a -> Option 1 + Option 2 +Option 7/7a -> Option 2 + Option 5

• -第一步：采用非独立(NSA) NR，基于传统LTE网络支持LTE-NR紧连接(tightinterworking)，也可考虑3&3a，其中选项3的优先级较高。
• -第二步：eLTE与NR紧连接，LTE作为到5G核心网的锚点，支持独立LTE和独立NR。
• -第三步：只使用NG核心网。
  

UE模式：

• -第一步中只支持LTE NAS。
• -第二步中支持NR NAS和LTE NAS。
• -第三步中支持NR UE。
  

编者按：第一步，建设5G无线网提供热点覆盖，核心网采用EPC，LTE作为MeNB实现与5G系统间的双连接，UE只需支持LTE NAS。第二步，建设5G核心网，部分5G  NR连接到5G核心网(即架构2)，部分LTE升级连接到5G核心网，并作为MeNB实现与5G NR的双连接(即架构7)，UE需要支持NR NAS和LTE NAS。最后，EPC退出，全部LTE升级后连接到新的5G核心网上，UE为真正的5G终端。
另外，中国移动的提案原稿R3-161809，看到它与最新的TR 38.801中文字描述与其变化比较大。RAN3 #93会议报告中并没有太多说明，所以具体差异还需要进一步研究。
14.4     潜在演进(Migration)路径4(参考意大利电信的提案，R3-162174)
R3-162174,"TIM view on 5G Migration Path", Telecom Italia.
1.部署考虑：
初始部署时，需要降低对传统EPC的依赖性，降低漫游的复杂性，提供更多商业机会，避免行业分裂。

• -第一阶段，eLTE和NR逐步部署。LTE eNB需要升级到eLTE eNB，支持与NGC之间的NG接口。NR gNB采用非独立部署(NSA)方式，与eLTE eNB之间进行互操作。
• -所有新的UE可以连接到NGC。
• -第二阶段，NGC支持大多数UE，EPC逐渐收缩，并逐步部署独立NR。
• -最终，LTE eNB都升级到eLTE eNB，并连接到NGC上，EPC只对不支持5G的传统UE提供服务。
  

2.演进分为2步：

• -第一步：基于选项5和7/7a进行RAN部署。
• -第二步：引入基于选项2的部署方式。
  

编者按：部署思路已经很明确了，不再赘述。
编后语：
借助TR38.801中所描述的5G部署及LTE演进(Migration)途径，可以看到，未来的5G部署方式可能多种多样，且后续LTE与5G的共存、融合和演变(Migration)之路也会殊途同归。因此，一方面我们需要关注后续规范如何对此议题进行收敛，另一方面需要借助不同运营商的提案来了解其部署和建设思路，这样才能对5G未来的建设、部署以及LTE的演进等工作有更深入的了解和认识，有助于更好地做好4G和5G的网络规划和优化等工作。

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