1、 中国联通 5G URLLC 技术白皮书 中国联通 2019 年 11 月 目 录 1 引言 . 1 2 URLLC 发展趋势 . 1 2.1 业务发展 . 1 2.2 技术发展 . 2 3 URLLC 场景端到端技术保障方案 . 3 3.1 无线网 URLLC 关键技术 . 3 3.1.1 无线网络的灵活配置 . 3 3.1.2 低时延增强技术 . 4 3.1.3 高可靠增强技术 . 9 3.2 核心网 URLLC 增强技术 . 10 3.2.1 低时延保证 . 10 3.2.2 高可靠保证 . 13 3.3 传输网 URLLC 保障技术 . 15 3.3.1 层 3 VPN 边缘部署 .

2、16 3.3.2 分组设备低时延转发 . 17 3.3.3 SR 隧道选取 . 17 4 URLLC 场景网络部署方案 . 17 4.1 端到端网络切片方案 . 17 4.2 边缘云方案 . 18 4.3 核心网功能单元部署方案 . 20 4.4 无线网部署方案 . 21 4.4.1 URLLC 软件功能适配方案 . 21 4.4.2 面向用户的 5G URLLC 无线网络方案 . 22 5 关键问题及挑战 . 25 6 总结与展望 . 26 缩略语. 28 中国联通 5G URLLC 技术白皮书 1 版权所有 中国联通网络技术研究院，2019 1 引言 随着无线网络用户以及流量红利的消退，

3、运营商在网络演进规划中， 单纯提 升已有用户的现有业务体验已无法满足未来发展的需求。 而在无线网络更新迭代 的过程中，与行业应用相结合，利用无线网络提升行业生产力以及服务能力的诉 求也愈发强烈。 5G 在网络架构及软件功能设计之初，充分考虑了行业应用对于无线网络性 能指标的需求， 完备的软件功能与飞速提升的硬件能力相结合， 使得5G在容量、 频谱效率、时延及可靠性等多项关键指标方面都取得了极大的性能提升。因此， 在典型的 eMBB、mMTC 以及 URLLC 场景下，5G 网络将可以充分满足不同特 征应用的网络服务需求。 中国联通一直致力于推动 5G 技术发展以及网络商业化部署， 并针对典型的

4、 eMBB 场景，发布了一系列研究成果以及后续规划。本白皮书面向 5G 网络 URLLC 典型应用场景，介绍了端到端 URLLC 的关键技术以及潜在的网络部署 方案，旨在通过 5G 网络升级支持 URLLC 技术，提升中国联通 5G 网络的品牌 竞争力，实现在行业领域的突破，完成网络精细化运营的目标。 2 URLLC 发展趋势 2.1 业务发展 无线移动通信网络历经由 1G 模拟通信到 2/3/4 G 数字通信的发展历程后， 网络承载的业务也实现了话音业务为主、 话音与流量业务并重以及流量业务为主 的发展道路变迁。4G 时代，移动互联网业务飞速发展，移动互联网应用百花齐 放，运营商的流量收入也

5、正式跃居话音收入之上。 5G 时代，秉行“技术驱动业务”的发展理念，结合已有的网络运营经验以 及业务特点，ITU 提出了 eMBB、URLLC 以及 mMTC 三大 5G 典型应用场景， 在无线网络以速率、容量为主的关键指标上，引入了对时延、可靠性以及连接数 等不同网络指标的需求。因此，相比传统的移动通信网络，5G 网络面向的用户 以及可承载的业务将发生颠覆性的改变。 中国联通 5G URLLC 技术白皮书 2 版权所有 中国联通网络技术研究院，2019 增强移动带宽 eMBB 海量机器通信 mMTC 超可靠低时延 URLLC 高清视频 移动办公 AR/VR 自动驾驶 工业控制智能家居 智慧城

6、市 图 1 5G 典型应用场景 URLLC 场景主要包含了对网络时延以及可靠性有超常规需求的应用，典型 业务主要分布于工厂、电力以及交通等垂直行业领域。而即使对单一的垂直行业 分析，每一行业内不同的应用也具有不相同的网络需求。因此，网络对 URLLC 技术升级的同时，也需要运营商综合考虑运用 MEC、网络切片等关键技术，制 定多样化的网络部署方案，以适配不同的行业和应用。面向 URLLC 业务的网络 发展也将打破同质化网络的运营商间竞争关系， 为通信行业的发展开拓全新的市 场空间。 URLLC 业务发展的前景是美好的， 但前路也将是坎坷的。 5G 网络提供了突 破原有移动通信行业局限性的可能，

7、 真正实现无线通信和垂直行业领域的深入融 合，需要运营商深入挖掘行业需求，与自身网络建设和运维管理的优势相结合， 提供真正匹配行业用户需求的端到端解决方案，充分发掘 5G 网络的新价值。同 时，运营商在开拓 URLLC 新业务的道路上，也需要行业上下游合作伙伴的共同 努力和协作。 2.2 技术发展 5G 网络 URLLC 场景最重要的性能指标为通信时延以及可靠性。ITU 定义 的 5G 网络 URLLC 场景下的时延与可靠性指标为： 时延：时延：用户终端与基站设备单向的用户面通信需要具备达到极限时延 1 ms 的能力； 可靠性：可靠性：城区宏站场景下，32 bytes 的层 2 SDU 数据包

8、在覆盖边缘的信 道质量下，1 ms 内成功传输的概率为 99.999%； 中国联通 5G URLLC 技术白皮书 3 版权所有 中国联通网络技术研究院，2019 因此，为了满足 ITU 定义的 URLLC 场景极限性能指标，5G 网络的空口设 计进行了充分的考虑：空口时延增强主要考虑了增大子载波间隔、 缩小时域最小 调度单元的底层设计；针对上行调度授权、上下行传输反馈等多种通信流程面向 低时延通信进行了优化；此外，5G 空口提供了上下行链路的资源抢占机制，以 缩短 URLLC 业务在缓存区的等待时延。而可靠性增强，除调制编码方案的增强 外， 主要通过冗余传输实现可靠性的保障，其中包括了协议栈高

9、层数据包的复制 备份以及物理层重复传输等多种方案。 除了无线侧的增强技术，中国联通在 URLLC 场景下，将整体考虑端到端的 URLLC 业务保障方案，其中包括核心网的 QoS 保障策略、链路冗余策略、网元 下沉策略以及传输网的拥塞控制以及快速转发等技术方案，此外，也将与中国联 通的 MEC、网络切片等部署方案相结合，打造定制化的通信网络，按需满足 URLLC 通信需求。 3 URLLC 场景端到端技术保障方案 3.1 无线网 URLLC 关键技术 3.1.1 无线网络的灵活配置 “灵活”是 5G 网络的重要特征之一，为了支持低频、中频以及毫米波多种 频段和不同带宽的通信，在考虑设备实现复杂度

10、的情况下，5G 网络定义了灵活 可配的多种子载波间隔：低中频支持 15 kHz、30 kHz、60 kHz 的子载波间隔配 置，而毫米波频段可以支持 60 kHz、120 kHz 的子载波间隔配置。子载波间隔的 大小决定了最小的 OFDM 符号长度，因此，更大的子载波间隔也更有利于单位 调度时延的降低，有利于 URLLC 通信的低时延保障。 “控制+业务” 的传输机制是蜂窝通信网络设计的重要原则， 5G 在无线接入 网的上下行控制信道方面，设计了不同能力的配置方案。下行控制信道通过 CORESET（Control Resource Set, 控制资源集）承载，而 CORESET 在时域以及 频

11、域均支持灵活起始 OFDM 符号、灵活子载波的配置，时域的灵活配置可以缩 短控制信息与数据信息的时间间隔，有利于时延降低。此外，上行控制信道支持 短格式 UCI 的传输，通过配置短格式 UCI，有利于降低 URLLC 业务数据的反馈 时延，优化业务时延的体验特性。 参考信号的合理设计是实现无线通信系统可靠传输的重要保障，5G 网络采 中国联通 5G URLLC 技术白皮书 4 版权所有 中国联通网络技术研究院，2019 用 DMRS 辅助完成信道估计以及信息解调，保障信息传输的可靠性。在 DMRS 的设计中，控制信道以及数据信道均包含了 DMRS，尤其是针对数据信道，支持 前置的 DMRS 配

12、置方案，通过提早接收机开始信道估计的时间，可以有效降低 数据解码所需时间。此外，5G 网络支持多个 DMRS 发送时刻的配置，通过增加 DMRS 时域密度，可以提高数据传输的可靠性。 此外，双工方式、TDD 帧结构、BWP 等不同的 5G 网络部署配置方案，会 对业务体验带来不同的网络时延以及可靠性影响。通过合理配置 5G 网络功能和 参数，一定程度上也有利于 5G 网络在 URLLC 场景中的部署。 3.1.2 低时延增强技术 3.1.2.1 非时隙调度 4G 与 5G 网络均支持在时域采用连续的 14 个 OFDM 符号为粒度，进行业 务数据传输。以 15 kHz 的子载波间隔为例，每次调

13、度占用的时长为 1 ms，而即 使在 30 kHz 的子载波间隔情况下，14 个 OFDM 符号的占用时长仍需 0.5 ms，对 于有极低时延需求的 URLLC 业务，该调度粒度仍然有优化的必要。 实现业务的“随到随传”在部分 URLLC 场景下是至关重要的，5G 网络在 业务的调度机制中制定了基于 slot 以及 mini-slot 的调度方案，两种调度方案的 主要区别在于一次调度中包含的 OFDM 符号数以及调度的起始位置。基于 mini- slot 的业务调度可以实现在上下行链路中采用较少的 OFDM 数这种更小的调度 粒度完成业务的传输，而且调度起始位置不需要与时隙起始位置对齐，可以灵

14、活 配置调度起始位置，降低业务传输所占用的时间。3GPP 定义的基于 slot 及 mini- slot 传输的配置如下表所示： 表 1 基于时隙与非时隙调度的配置 调度方案调度方案 普通循环前缀普通循环前缀 扩展循环前缀扩展循环前缀 起始符号 调度符号 起始符号 调度符号 下下行行 slot 级调度 0,1,2,3 3,14 0,1,2,3 3,12 mini-slot 级调度 0,12 2,4,7 0,10 2,4,6 上上行行 slot 级调度 0 4,14 0 4,12 mini-slot 级调度 0,13 1,14 0,12 1,12 中国联通 5G URLLC 技术白皮书 5 版权

15、所有 中国联通网络技术研究院，2019 3.1.2.2 配置授权调度 基站作为蜂窝无线接入网的控制单元， 负责所有上下行业务的数据调度。 终 端存在上行调度需求时，需要向基站申请调度授权，以获取相关的调度参数以及 时频域资源等信息。5G 网络支持传统的业务调度机制，该机制下终端与基站的 调度请求及授权交互需要跨越多个时隙，在 URLLC 场景下，该机制将带来较大 的数据发送等待时延。 上行配置授权调度机制采用了基于非动态授权的业务传输方案，基站发送 RRC 消息对上行传输的周期、时频域资源、MCS 等参数进行配置，通过激活相 关授权，在业务数据到达后，终端即可以进行多次上行传输。5G 网络支持

16、 Type 1 及 Type 2 两种配置授权激活方案，其中，Type 1 方式下，终端在接收到 RRC 消息后，根据时域偏置进行授权配置的激活；Type 2 方式下，终端通过接收 DCI 消息激活配置授权。 调度申请 调度授权 业务传输 调度申请 调度授权 业务传输 调度授权 . 调度授权 . RRC配置授权 业务传输 . RRC配置授权 业务传输 . 业务传输业务传输 业务传输业务传输 RRC配置授权 DCI配置授权 激活 RRC配置授权 DCI配置授权 激活 业务传输 . 业务传输 . 业务传输业务传输 业务传输业务传输 传统业务调度流程配置授权业务调度流程 Type 1Type 2 传

17、统业务调度流程配置授权业务调度流程 Type 1Type 2 配置授 权激活 配置授 权激活 图 2 配置授权调度 3.1.2.3 传输反馈增强 3.1.2.3.1 基于 CBG 的 HARQ-ACK 5G 网络的业务数据支持以 TB（Transmission Block，传输块）为粒度进行调 度传输，一个 TB 可能包含非常多比特，LDPC 编码下，TB 中的一个 CB（Code Block，编码块）最大可以有 3840 或 8448 比特，而一个 TB 可以包含数十个以 上的 CB。在 TB 传输发生错误的情况下，存在一个 TB 内部可能只有少数 CB 产 生误传的情况， 以基于 TB 的

18、 HARQ 机制进行完整传输块的重传， 会造成物理层 资源的浪费。 中国联通 5G URLLC 技术白皮书 6 版权所有 中国联通网络技术研究院，2019 通过将 CB 分组形成 CBG （Code Block Group， 编码块组） ， 以 CBG 为粒度， 设计基于 CBG 的 HARQ 机制进行重传，可以仅重传包含错误 CB 的 CBG。因 此，基于 CBG 的反馈可以降低重传的资源消耗，间接提升网络的频谱效率。此 外，在资源复用的场景下，基于 CBG 的反馈可以在保障 URLLC 业务低时延的 同时，降低 eMBB 业务的受影响程度。 一个 TB 中可配置的 CBG 数量包括： 表

19、2 CBG 配置 单码字单码字 多码字多码字 可配置最大可配置最大 CBG 数量数量 2,4,6,8 2,4 3.1.2.3.2 无序 HARQ-ACK 在 URLLC 类业务与常规 eMBB 业务并发的场景下， 若配置 URLLC 类业务 具有更高的处理与反馈优先级，存在 URLLC 类业务后到但需要优先处理与反馈 的需求。5G 网络支持相应场景下无序的 HARQ-ACK 反馈过程。 业务 数据1 业务 数据1 业务 数据2 业务 数据2 业务 数据2 反馈 业务 数据2 反馈 业务 数据1 反馈 业务 数据1 反馈 图 3 无序 HARQ-ACK 流程示意图 在无序的 HARQ-ACK 反

20、馈进程中，考虑用户终端处理能力受限的情况，终 端在处理后到的业务数据 2 并完成反馈的过程中， 先到的业务数据 1 可能会存在 不能完成处理的情况。目前，终端存在 4 种潜在的行为约束方案，相关的技术细 节正在完善过程中，未来存在方案收敛的需求。 方案一：方案一：终端以处理业务数据 2 为常态，业务数据 1 可以丢掉，也可以 保留； 方案二：方案二：终端需要无条件的满足处理业务数据 1 和业务数据 2 的能力； 中国联通 5G URLLC 技术白皮书 7 版权所有 中国联通网络技术研究院，2019 方案三：方案三：在一定条件下，终端需要同时处理业务数据 1 和业务数据 2， 例如：采用载波聚合

21、能力。该条件需要以终端能力上报为准，如果条件 不满足，终端的行为不定义； 方案四：方案四：终端丢弃/终止业务数据 1： 选项一：终端总是丢弃业务数据 1； 选项二： 需要定义相关调度条件， 如果不满足， 终端丢弃业务数据 1； 对于多种业务混合调度的场景， 根据业务的时延敏感程度， 综合考虑业务调 度的顺序，而非单一的根据业务调度信令的先后顺序进行业务调度与反馈，实现 调度与反馈的增强，可以从策略上提供了对于时延需求敏感的 URLLC 业务的优 先传输机制，增加了 URLLC 业务在混合业务传输场景下传输的性能保障。 3.1.2.3.3 时隙内多 HARQ 反馈 面向 URLLC 业务，在单次

22、传输失误的情况下，降低数据传输反馈的时延， 在业务时延允许范围内完成重传是提升用户业务体验的重要方案之一。 随着 5G 网络对非时隙调度的支持，在终端业务并发的场景下，可以在一个 时隙内完成多次基于 mini-slot 的数据传输， 因此， 在一个时隙内完成对多次基于 mini-slot 传输数据的反馈是优化反馈时延的重要方向之一。 提升可携带 HARQ 的 PUCCH 数量以及每个 PUCCH 中可携带的 HARQ 码本数量可以实现时隙内多 HARQ 的反馈，方案具体细节的制定工作目前仍处于研究讨论过程中。 时隙内多 HARQ 反馈机制的增强设计， 意味着 5G 网络对 URLLC 业务低时

23、 延特性支持度更加成熟， 也可以提升 5G URLLC 网络应对不同 URLLC 应用场景 的灵活性与普适性。 3.1.2.4 下行资源复用 5G 网络下，低优先级业务与高优先级业务存在并发的场景，低优先级业务 的时延容忍度较高，可以采用基于 slot 的调度方式，当高优先级业务触发后，为 满足其业务的时延需求， 网络可以将已分配用于低优先级业务调度的空口资源复 用于高优先级业务，保障高优先级业务的随到随传。在资源复用的场景下，低优 先级类业务将受到影响，因此，需要网络发送相关的 PI（Preemption Indication， 抢占指示）信息，向低优先级业务的终端指示业务潜在的受损风险。

24、中国联通 5G URLLC 技术白皮书 8 版权所有 中国联通网络技术研究院，2019 业务 数据 业务 数据 抢占 指示 业务 数据 业务 数据 抢占 指示 图 4 下行资源复用示意图 下行的资源复用需要考虑同一终端内部的资源复用以及不同终端间的资源 复用。 在下行资源复用的场景下，可以由网络向低优先级业务的终端发送专有的 DCI Format 2_1 格式的信息进行复用资源的指示，该格式 DCI 指示了低优先级 终端被抢占的资源情况，该 DCI 可以由高层进行配置。 下行动态资源复用的机制为 eMBB 业务与 URLLC 业务共存场景下业务传 输提供了有效的资源保障与复用方案，提升了业务共

25、存场景下的资源利用效率， 并保证了 URLLC 业务的低时延特性， 同时也将对于 eMBB 业务终端的影响降到 了最低。 3.1.2.5 上行资源复用 5G 网络支持上行的资源复用机制，相比于下行的资源复用机制，上行资源 复用需要结合终端行为完成动态调度处理，因此，设计难度远比下行复杂，目前 上行动态资源优先与复用的机制正在完善过程中。 上行资源复用确定了两种不同的复用方案。第一种是设立上行发送取消机 制：以保障低时延业务优先传输为原则，基于上行取消的信令指示，当业务资源 发生冲突时，优先级较低的业务可通过发送上行取消指示，取消正在传输的上行 数据或还未开始的上行数据。其二为通过动态功率提升的

26、方式，增大优先级较高 的业务的发射功率，而优先级较低的业务则保持原有发射功率不变。两种方案可 以由运营商依据应用场景以及部署需求自由选择。 相比传统上行仅采用时频资源的硬分割方案来保障业务调度的传输方式， 引入上行动态资源的优先与复用机制可以进一步提升URLLC业务调度的灵活性 与网络资源利用效率。 中国联通 5G URLLC 技术白皮书 9 版权所有 中国联通网络技术研究院，2019 3.1.3 高可靠增强技术 3.1.3.1 下行控制消息增强 在业务调度与发送的过程中，灵活与适配的 DCI 设计是数据传输的基础。 对于 URLLC 业务，针对其业务调度特性的 DCI 设计也可从另个一个方面

27、保障 URLLC 的业务特性。 URLLC 场景下，考虑了专有的上下行 URLLC 业务调度的 DCI 设计方案。 首先从可靠性方面，减小 URLLC 业务调度所使用的 DCI 的最小比特数，可以降 低对物理层资源的需求，且在相同聚合等级下可以支持更低的码率，进一步增加 了传输的可靠性并缓解控制消息调度阻塞的概率。而在灵活性方面，设计了更多 可配置的 DCI 域， 使得 URLLC 业务调度在不同场景下都可得到适配。对于下行 控制消息的增强工作仍需要完善研究工作。 3.1.3.2 调制与编码方案增强 调制与编码方案是影响数字通信可靠性的重要因素，5G 网络面向保障 90% 以及 99.999%

28、的可靠性要求，分别设计了 5 套上行、3 套下行可用的调制编码方 案。在 URLLC 场景下，为了满足 99.999%的可靠性要求，引入了 /2 BPSK 的调 制方案，同时可以支持更低的编码效率，通过降低 MCS 等级的方案，可以在恶 劣信道环境以及边缘覆盖中进一步增强 URLLC 单次业务传输的可靠性。此外， 提高单次传输的可靠性，可以降低业务对重传的需求，从而间接减小业务时延。 3.1.3.3 重复传输 3.1.3.3.1 物理层重复传输 数据采用不同冗余版本进行重传是 HARQ 过程的典型特征。5G 网络在 URLLC 场景下，在无传输反馈的前提下，可以将不同冗余版本的数据在物理层 不

29、同时隙重复传输。而通过该物理层重复传输机制，接收端可以获取额外的分集 与数据合并增益，从而实现对传输数据可靠性的提升。后续为了支持对极限时延 需求业务的可靠性增强，可以考虑进一步在 mini-slot 机制下实现物理层的重复 传输机制。 中国联通 5G URLLC 技术白皮书 10 版权所有 中国联通网络技术研究院，2019 3.1.3.3.2 PDCP 层数据复制 PDCP 数据复制是 5G 网络高层基于载波聚合或双连接提升可靠性的传输方 式。该传输方式下，相同的数据包将会被复制为多份，经不同的无线空口资源进 行传输，从而在接收端可获取相应的分集增益以提升传输可靠性。 PDCP 数据复制，会

30、在 PDCP 层将同一份数据包复制多份，映射到不同的逻 辑信道，对应不同的 RLC 实体，原始的 PDCP 数据包和复制的 PDCP 数据包将 会在不同的载波上进行传输。当在载波聚合的场景下，不同的逻辑信道属于相同 的 MAC 实体，而在双连接的场景下，不同的逻辑信道属于不同的 MAC 实体。 PDCPPDCP RLCRLCRLCRLC MACMACMACMAC PDCPPDCP RLCRLCRLCRLC MACMAC 图 5 PDCP 层数据复制流程示意图 对于 URLLC 而言，PDCP 数据复制也是在时延保证的基础上进行可靠性提 升的一种手段，相对于重复发送对于时延的控制更为灵活。然而，

31、也为可靠性的 提升牺牲了一定的无线资源，降低了无线资源的利用效率。在 5G NR 标准的演 进中，在进一步优化 PDCP 数据复制机制，如加大了复制数据包的最大份数；设 置更为灵活的数据包复制、丢弃等处理机制，以提升资源利用效率。 3.2 核心网 URLLC 增强技术 3.2.1 低时延保证 无线网络端到端时延包括了终端到基站的空口时延以及基站到核心网 UPF 的之间的传输时延， 此外， 还包括各类业务的业务计算与处理时延、 UPF 到 LADN 本地网内的传输时延以及 LADN 内部的拥塞时延。空口时延可以通过无线侧 URLLC 增强技术进行优化；业务计算与处理时延可以优化业务自身流程和计算

32、 处理单元结构来完成； LADN 本地网内部的拥塞情况主要影响信令下发和业务结 果上传，需要优化 LADN 内部网络架构和信令流程来实现。本节主要聚焦核心 中国联通 5G URLLC 技术白皮书 11 版权所有 中国联通网络技术研究院，2019 网低时延保证的几种方法。 3.2.1.1 用户面网元下沉 基站到核心网 UPF 之间的传输时延，主要受到 UPF 网元部署位置的影响。 目前， UPF 可选的部署位置覆盖整个通信云， 包括各级区域 DC 与边缘 DC。 UPF 部署位置越高，其服务业务覆盖范围就越广，同时基站与 UPF 交互所需的时延 也越大。 为了支持低时延通讯， 应该尽可能的减少基

33、站到 UPF 之间的转发跳数、 传输光纤长度和汇聚网元的数目，以降低基站到核心网之间的传输时延。因此， 需要将 UPF 尽量部署在靠近基站的位置， 从物理上降低基站到 UPF 的传输距离， 同时保证传输不上承载网，减少拥塞的可能性。但 UPF 下沉也会导致核心网用 户面网元的覆盖范围受限，且需要进行低层级机房的按需改造，一定程度会加大 5G 网络的建设成本。 3.2.1.2 控制面网元下沉 为了满足 URLLC 场景下控制面信令的实时处理需求，可以在部分场景考虑 将 SMF、AMF 等控制面网元，同 UPF 一起下沉部署，部署于边缘云平台，实现 UPF、SMF 等众多虚拟化网元与 MEC 业务

34、的共平台部署。控制面网元的下沉可 以实现用户面控制面同位置部署， 避免控制面信令回传受传输时延和承载网拥塞 的影响，保障实时信令交互和处理。 3.2.1.3 控制与转发分离 控制和转发分离是支持低时延通信的潜在关键技术之一。控制和转发分离 的 PFCP 协议定义了如下规则：数据包检测规则 PDR、数据包转发规则 FAR、用 量上报规则 UUR、 缓存处理规则 BAR、 QoS 执行规则 QER 和多接入规则 MAR。 控制面 SMF 根据 PCF 提供的面向 URLLC 通信场景的策略和本地配置，可以生 成相关规则并发送给 UPF，更好的保障端到端通信时延与可靠性。 3.2.1.4 边缘计算

35、5GC 从设计之初即考虑对边缘计算的支持，定义了多种机制，包括通过上 行分类器或者分流点进行上行数据分流机制、应用触发数据分流机制、用户面变 化上报、 本地接入数据网络等， 因此 5GC 将比 4G 核心网更好地支持边缘计算。 中国联通 5G URLLC 技术白皮书 12 版权所有 中国联通网络技术研究院，2019 但边缘计算也需要端到端的支持情况，从终端、网络到业务，从基础设施资源管 理到应用的动态编排以及应用的移动性角度考虑， 还有诸多关键问题需要进一步 解决，相关标准也正在加快制定中。 目前，5G 对于边缘计算的支持仅限于连续性保证和本地分流等功能， URLLC 场景下需要边缘侧具有较强

36、的路由快速转发、本地低时延高效处理、用 户面增强等功能，需要进一步完善相关技术与研究与验证。 N11 UE AN DN N1 N2 N4 N4 N4 N6 N6 DN N9 N9 N3 UPF Uplink Classifier Branching Point AMF SMF UPF PDU session anchor 1 UPF PDU session anchor 2 图 6 边缘计算架构示意图 3.2.1.5 QoS 增强 3.2.1.5.1 5QI 的定义 为了辅助支持空口的低时延，3GPP 定义了一些新的 5QI，针对垂直行业的 应用，还定义了新的以时延为主的 GBR 类型，该类型

37、通讯主要特征应对周期性 突发的数据传输，新增一个 QoS 参数用于指示最大突发性数据量。针对不同垂 直应用，定义了 82、83、84 和 85 等新的 5QI，建立 PDU 会话的过程中，基站 可以根据新的 5QI 进行资源调度，以支持空口低时延高可靠通信。 3.2.1.5.2 QoS 监控 QoS 监控可以完成终端和 PSA UPF 之间数据包时延的测量，包括无线空口 以及无线基站与 PSA UPF 之间的上行/下行数据包时延。 通过时延的监控和测量， 可以实施对 URLLC 业务进行低时延的保障。其中，无线接口的时延由 NG-RAN 提供， 而无线基站与 PSA UPF 之间的时延可在 2

38、 个级别进行监控， 即终端每 QoS 流级别和每 GTP-U 路径级别。 中国联通 5G URLLC 技术白皮书 13 版权所有 中国联通网络技术研究院，2019 终端终端每每 QoS 流流级别级别的的 QoS 监控方案监控方案 PCF可以根据AF的QoS 监控请求为业务数据流生成授权的QoS 监控策略， PCF 将该策略包含在 PCC 规则中发送给 SMF。 SMF 在 PDU 会话建立或修改过程中向 NG-RAN 和 PSA UPF 发送 QoS 监控 请求。根据该请求，NG-RAN 监控无线空口的上行/下行数据包时延，并将测量 结果上报 PSA UPF； PSA UPF 和 NG-RAN

39、 监控二者之间的时延。 最终， PSA UPF 可以依据上述 2 个时延计算出自身与终端之间的上行/下行数据包时延。如果该 时延满足特定的条件，如达到了向 SMF 发送报告的阈值门限，则 PSA UPF 将时 延上报 SMF。 通常， NG-RAN 和 PSA UPF 之间可能时间同步， 也可能不同步。 若 NG-RAN 和 PSA UPF 时钟同步，则 NG-RAN 和 PSA UPF 可以根据 GTP-U 头中的时间戳 和本地时间计算二者之间的单向数据包时延。 若时钟不同步， 则为触发监控过程， PSA UPF向NG-RAN发送下行监控数据包， 并在数据包的GTP-U头中包括QFI、 TE

40、ID、序列号和 QMP 指示，同时记录发送数据包的本地时间。NG-RAN 接收到 下行监控数据包，记录 GTP-U 头中的序列号和接收到数据包的本地时间，然后 监控自身和终端之间的数据包时延。 GTP-U 路径级的路径级的 QoS 监控方案监控方案 该方案中，SMF 通过 N4 接口和 N2 接口分别向 UPF 和 NG-RAN 节点发送 QoS 监控策略，UPF 和 NG-RAN 根据该策略执行 QoS 监控。 为了监控传输路径时延的变化，GTP-U 的发送者周期性地计算 RTT 以及对 比累计数据包时延和本地存储的 QoS 参数中的期望时延，如果高于期望时延， 则 GTP-U 发送者向控制面网络功能， 如 SMF 或 OA&M 功能发送 QoS 监控告警 信令。其中，RTT 是 GTP-U 发送者和 GTP-U 接收者之间的往返时延，该时延可 以基于 Echo 请求/应答消息完成测量，累计数据包时延是 RTT/2、本地处理时延 和直接上游 GTP-U 发送者提供的累计数据包时延的总和。 3.2.2 高可靠保证 在 5G 端到端通信达有高可靠