根据5G新空口基站能否独立工作及控制面锚点的不同,3GPP定义了两种NR组网技术方案,即NSA(非独立组网)和SA(独立组网)。两种组网技术方案的主要区别在于5G无线网是否能够独立为5G用户提供通信服务:独立组网技术方案无须借助4G网络,5G网络可独立提供用户接入、驻留等核心网相关能力;而非独立组网技术方案中,LTE基站作为控制面锚点连接至核心网,UE(User Equipment,用户设备,也称终端)需要通过LTE基站接入核心网(如注册、鉴权和移动性管理等),新空口基站不能够独立工作,仅能作为LTE的数据管道的增强。
考虑到无线网和核心网连接种类,控制面承载的无线技术及数据面分流的锚点的多样性,3GPP在5G新空口开始后的第一次RAN和SA联合研讨会上便讨论了12种网络架构选项 [4] ,分别如图5.3-1~图5.3-4所示。其中,选项1系列是已经全球广泛部署的4G网络,选项6和选项8系列是将5G新空口接入4G核心网。由于5G引入诸多新的特性,4G核心网需要大量升级改造才能将5G新空口接入;而大部分公司不希望对4G核心网进行改造,于是将选项6和选项8系列排除。因此,2016年6月3GPP R AN全会从12种架构中遴选出了除选项1、选项6和选项8系列之外的8种架构。
图5.3-1 选项2和选项4系列网络架构
图5.3-2 选项1和选项3系列网络架构
图5.3-3 选项5和选项7系列网络架构
图5.3-4 选项6和选项8系列网络架构
考虑到5G新空口非独立组网架构,如选项3和选项7系列,采用接入网分流方案。由于5G新空口带宽较宽,数据速率高,LTE PDCP(Packet Data Convergence Protocol,分组数据汇聚协议)层的处理能力将成为瓶颈。为了支持4G基站向5G基站大数据量的分流功能,就必须对4G基站进行硬件升级。为了避免5G新空口的引入对4G基站大规模的升级,中国移动和诺基亚等公司在3GPP提出了新的架构“变种”,即选项3x和7x系列,将数据分流和聚合功能迁移到5G基站的PDCP层。至此,3GPP标准中大名鼎鼎的面向5G Rel-15的10种架构应运而生。
最终,3GPP对选项3和选项2系列进行了标准化,在Rel-15按时完成选项2系列的工作后,开始了对选项5和选项7系列的标准化工作,并在2018年年底前完成。