5G智能制造專網(wǎng)實(shí)操重慶工商職業(yè)學(xué)院-唐志凌目錄

CONTENTS015G專網(wǎng)簡介025G智能制造專網(wǎng)虛擬仿真軟件介紹035G智能制造專網(wǎng)虛擬仿真軟件實(shí)操介紹5G智能制造專網(wǎng)虛擬仿真軟件實(shí)操介紹03場景建模場景建模53場景分析主要用于分析一組風(fēng)險(xiǎn)因素的多種情景對組合價(jià)值的影響。它可以幫助我們了解不同風(fēng)險(xiǎn)因素之間的相互作用，以及它們可能對整體價(jià)值產(chǎn)生的影響。通過場景分析，我們可以更好地理解各種風(fēng)險(xiǎn)因素的變化如何影響整個(gè)系統(tǒng)，從而制定更有效的風(fēng)險(xiǎn)管理策略。場景建模63升級方案場景建模73場景升級-產(chǎn)線升級場景建模83場景升級-終端升級規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)劃設(shè)計(jì)103組網(wǎng)方案專網(wǎng)專用模式:指的是專用于一些保密性要求較高的部門的網(wǎng)絡(luò)，如企業(yè)內(nèi)部專用網(wǎng)、軍隊(duì)專用網(wǎng)等。這種模式的特點(diǎn)在于其高安全性和高隔離度，通過基站或頻率專用，實(shí)現(xiàn)獨(dú)占無線側(cè)資源，從而確保高可靠性和高隔離性。此外，專網(wǎng)專用的服務(wù)質(zhì)量可以得到保障，網(wǎng)絡(luò)延遲和帶寬相對更穩(wěn)定，但使用需要付費(fèi)。公網(wǎng)公用模式:則是開放的網(wǎng)絡(luò)，任何人都可以接入，因此其安全性較低，容易受到網(wǎng)絡(luò)攻擊。同時(shí)，公網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量也是不確定的，網(wǎng)絡(luò)延遲和帶寬可能會受到多種因素的影響。但公網(wǎng)的使用是免費(fèi)的，適用于對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和安全性要求不高的場景。公網(wǎng)專用模式:也被稱為“公網(wǎng)集成模式”。它共享運(yùn)營商的5G公網(wǎng)設(shè)備和資源，實(shí)現(xiàn)專用業(yè)務(wù)。根據(jù)與公網(wǎng)共享程度的不同，公網(wǎng)專用模式又可分為“部分共享”與“端到端共享”。這種模式相比獨(dú)立部署專網(wǎng)具有明顯的成本和技術(shù)優(yōu)勢，企業(yè)無需購買整套的5G通信設(shè)備，可節(jié)省大量資金，同時(shí)可借助運(yùn)營商的專業(yè)能力進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維。然而，其安全性和服務(wù)質(zhì)量可能較專網(wǎng)專用模式稍遜一籌，但仍能滿足大部分企業(yè)和機(jī)構(gòu)的需求。規(guī)劃設(shè)計(jì)113一、目標(biāo)市場與用戶群體TOB（面向企業(yè)）：主要關(guān)注企業(yè)的特定需求，其產(chǎn)品和服務(wù)通常用于提高企業(yè)的效率、管理和運(yùn)營。目標(biāo)市場相對有限，但購買決策者相對集中且較為理性。TOC（面向消費(fèi)者）：針對廣泛的大眾市場，滿足個(gè)人用戶的需求。目標(biāo)市場廣闊，涉及的人群多樣，消費(fèi)者的需求也各不相同。TOBTOC：這種模式通常結(jié)合了TOB和TOC的特點(diǎn)，既面向企業(yè)也面向消費(fèi)者，但具體的形式和重點(diǎn)可能因具體業(yè)務(wù)而異。二、產(chǎn)品側(cè)重點(diǎn)與需求TOB：產(chǎn)品更注重提高效率、降低成本和創(chuàng)造價(jià)值，以滿足企業(yè)的業(yè)務(wù)需求。對價(jià)格較為敏感，并需要建立穩(wěn)固的合作關(guān)系。TOC：產(chǎn)品更側(cè)重于挖掘用戶需求，提供個(gè)性化的體驗(yàn)，并增加用戶黏性。消費(fèi)者更注重產(chǎn)品的功能和外部表現(xiàn)，如有趣性和易用性。TOBTOC：需要在滿足企業(yè)和個(gè)人用戶的雙重需求之間找到平衡，可能需要更靈活的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和市場策略。三、市場策略與關(guān)系建立TOB：需要與企業(yè)客戶建立長期穩(wěn)定的合作關(guān)系，并可能涉及更復(fù)雜的銷售和談判過程。TOC：更注重品牌建設(shè)和市場細(xì)分，以及通過廣告和促銷活動吸引消費(fèi)者。TOBTOC：需要靈活應(yīng)對不同的市場策略，既要滿足企業(yè)的專業(yè)需求，又要吸引個(gè)人用戶的關(guān)注。場景建模123組網(wǎng)方案規(guī)劃設(shè)計(jì)133拓?fù)湟?guī)劃規(guī)劃設(shè)計(jì)143覆蓋規(guī)劃規(guī)劃設(shè)計(jì)153覆蓋規(guī)劃扇區(qū)不能重復(fù)規(guī)劃設(shè)計(jì)163gNBID10小區(qū)ID

101、111、121、131、141雙工方式TDD基站收發(fā)模式4T4R系統(tǒng)子載波間隔30測量子載波間隔30幀結(jié)構(gòu)DSUUU幀周期2.5

S時(shí)隙符號比6:2:6系統(tǒng)帶寬（RB數(shù)）273下行中心載頻730000縮放因子0.8調(diào)制方式64QMRmax948/1024上行開銷比例0.08上行速率轉(zhuǎn)化因子1規(guī)劃設(shè)計(jì)173一、什么是系統(tǒng)子載波在通信系統(tǒng)中，子載波間隔是指將整個(gè)頻帶劃分為若干個(gè)較小的子載波，每個(gè)子載波之間的頻率間隔。在LTE（Long-TermEvolution，長期演進(jìn)技術(shù)）系統(tǒng)中，它決定了系統(tǒng)在頻域上的資源分配和調(diào)度。LTE系統(tǒng)支持多種子載波間隔，包括15kHz、30kHz、60kHz等。其中，15kHz是LTE系統(tǒng)中默認(rèn)的子載波間隔，也是目前最常用的子載波間隔。不同的子載波間隔對應(yīng)不同的頻譜效率和覆蓋范圍，需要根據(jù)具體的應(yīng)用場景和需求進(jìn)行選擇。二、子載波間隔對信號質(zhì)量的影響：-抗干擾能力：較小的子載波間隔可以提高系統(tǒng)的抗干擾能力，但會降低系統(tǒng)的頻譜效率和傳輸速率；而較大的子載波間隔則可以提高系統(tǒng)的頻譜效率和傳輸速率，但會降低系統(tǒng)的抗干擾能力。-覆蓋范圍：較小的子載波間隔可以提高系統(tǒng)的覆蓋范圍，但會降低系統(tǒng)的頻譜效率和傳輸速率；而較大的子載波間隔則可以提高系統(tǒng)的頻譜效率和傳輸速率，但會降低系統(tǒng)的覆蓋范圍。-信號強(qiáng)度：較小的子載波間隔可以提高信號強(qiáng)度，但會降低系統(tǒng)的頻譜效率和傳輸速率；而較大的子載波間隔則可以提高系統(tǒng)的頻譜效率和傳輸速率，但會降低信號強(qiáng)度。-誤碼率：較小的子載波間隔可以降低誤碼率，但會降低系統(tǒng)的頻譜效率和傳輸速率；而較大的子載波間隔則可以提高系統(tǒng)的頻譜效率和傳輸速率，但會增加誤碼率。三、測量子載波與系統(tǒng)子載波測量子載波間隔（SubcarrierSpacingforMeasurement）在通信系統(tǒng)中，特別是在5G等現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)中，是一個(gè)重要的參數(shù)。是用來衡量子載波之間距離的參數(shù)，系統(tǒng)子載波間隔是指各個(gè)子載波之間的頻率間隔，而測量子載波間隔是指對這個(gè)頻率間隔的測量，兩者是不同的概念。在OFDM（正交頻分復(fù)用）系統(tǒng)中，子載波間隔越大，子載波之間的距離就越遠(yuǎn)，反之亦然。1835G幀結(jié)構(gòu)1935G幀結(jié)構(gòu)5GNRFR1寬帶指示表5GNRFR2寬帶指示表規(guī)劃設(shè)計(jì)203網(wǎng)絡(luò)估算-帶寬規(guī)劃設(shè)計(jì)213網(wǎng)絡(luò)估算-時(shí)延規(guī)劃設(shè)計(jì)223網(wǎng)絡(luò)估算-時(shí)延系統(tǒng)子載波30khz單個(gè)時(shí)隙長度為0.5上行排隊(duì)時(shí)延=14+6+2=22下行排隊(duì)時(shí)延=14X3+2+6=50規(guī)劃設(shè)計(jì)233網(wǎng)絡(luò)估算-資源規(guī)劃設(shè)計(jì)243切片設(shè)計(jì)-切片編排流程規(guī)劃設(shè)計(jì)253切片設(shè)計(jì)規(guī)劃設(shè)計(jì)263切片設(shè)計(jì)規(guī)劃設(shè)計(jì)273切片設(shè)計(jì)終端上行帶寬時(shí)延A類AGV小車[10,30]Mbps[50,100]msB類AGV小車[30,50]Mbps[30,50]ms智能掃描儀[30,50]Mbps[10,30]ms智能手環(huán)[10,30]Mbps[10,30]msA類攝像頭[50,100]Mbps[50,100]msB類攝像頭[100,200]Mbps[5,10]msA類機(jī)械臂[50,100]Mbps[10,30]msB類機(jī)械臂[100,200]Mbps[5,10]ms智能堆垛機(jī)[10,30]Mbps[10,30]ms數(shù)據(jù)采集器[10,30]Mbps[30,50]ms等級B1B2B3B4B5范圍1-10Mbps10-20Mbps20-50Mbps50-100Mbps>100Mbps等級T1T2T3T4T5范圍50-100ms20-50ms10-20ms5-10ms<5ms等級S1邏輯隔離S2物理隔離主要場景企業(yè)內(nèi)個(gè)人用戶與辦公業(yè)務(wù)共享網(wǎng)絡(luò)資源，按優(yōu)先級處理。電網(wǎng)的管理區(qū)要求與生產(chǎn)區(qū)嚴(yán)格物理隔離。規(guī)劃設(shè)計(jì)283切片設(shè)計(jì)規(guī)劃設(shè)計(jì)293切片設(shè)計(jì)終端5QI業(yè)務(wù)類型名稱切片類型A類AGV小車75V2XmessageV2XB類AGV小車75V2XmessageV2X智能掃描儀88AlimagerecognitionmMTC智能手環(huán)3RealgamingmMTCA類攝像頭71LiveUPinkStareamingeMBBB類攝像頭88AlimagerecognitionuRLLCA類機(jī)械臂83DiscreteautomationuRLLCB類機(jī)械臂83DiscreteautomationuRLLC智能堆垛機(jī)83DiscreteautomationmMTC數(shù)據(jù)采集器3RealgamingmMTC切片服務(wù)類型SST取值說明eMBB1適用于5G增強(qiáng)移動寬帶場景URLLC2適用于超強(qiáng)高可靠低時(shí)延場景mMTC3適用于海量終端連接場景V2X4適用于V2X服務(wù)規(guī)劃設(shè)計(jì)303切片設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)部署與網(wǎng)絡(luò)配置及故障處理網(wǎng)絡(luò)部署323pRRU、RRU-HUB部署網(wǎng)絡(luò)部署333pRRU光模塊安裝網(wǎng)絡(luò)部署343無線機(jī)房設(shè)備部署網(wǎng)絡(luò)部署353網(wǎng)絡(luò)配置363專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)AMFSMFAUSFN2UECUUPDUCUCPE1F1-CNEFUPFN3N4N1MECAPPN6NRFPCFNSSFUDMVNFNsmfNamfNausfNafNudmNpcfNnrfNnefNnssfMEPMp2Mp15G非漫游參考架構(gòu)接口說明N1NSA信令，基站透傳N2無線核心控制面接口N3無線核心用戶面接口N4UPF與SMF接口，非虛擬化接口N5-N59虛擬化接口，也可表示為Nnfname控制和承載分離統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理（Unifieddatamanagement）移動性管理和會話管理分離公共接入功能設(shè)計(jì)每一個(gè)接入，一個(gè)單獨(dú)的NG1接入點(diǎn)單獨(dú)的認(rèn)證功能獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用簡單的互操作通用用戶面架構(gòu)支持網(wǎng)絡(luò)切片滿足不同使用場景網(wǎng)絡(luò)能力開放（Networkserviceexposure）5G架構(gòu)設(shè)計(jì)原則SA參考點(diǎn)架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)配置383NFAMF實(shí)現(xiàn)功能1、注冊/連接/可達(dá)性/移動性管理2、網(wǎng)絡(luò)切片的身份驗(yàn)證和授權(quán)3、UPF選擇和控制4、NAS加密和完整性保護(hù)UPF實(shí)現(xiàn)功能1、持2/3/4/5G、Non-3GPP會話的建立、修改、釋放2、參與或負(fù)責(zé)用戶會話相關(guān)的多個(gè)資源的分配和管理3、提供高性能轉(zhuǎn)發(fā)能力，支持用戶流量轉(zhuǎn)向等SMF實(shí)現(xiàn)功能1、完成會話管理，用戶會話的建立2、用戶IP地址分配和管理3、UPF選擇和控制4、SMF支持2G/3G/LTE/5G接入NRF實(shí)現(xiàn)功能1、支持服務(wù)發(fā)現(xiàn)功能。2、支持P-CSCF發(fā)現(xiàn)3、維護(hù)可用NF及其支持服務(wù)4、通知新注冊/更新/去注冊的NFUDM實(shí)現(xiàn)功能1、生成3GPP鑒權(quán)和密鑰協(xié)議（AKA）的鑒權(quán)憑證2、用戶識別處理。用戶的SUPI存儲與管理3、訂閱管理4、保障服務(wù)/會話的連續(xù)性NSSF實(shí)現(xiàn)功能1、選擇服務(wù)UE的網(wǎng)絡(luò)切片實(shí)例2、確定簽約的具體單網(wǎng)絡(luò)切片選擇輔助信息（S-NSSAI），確定已配置且簽約的S-NSSAI映射3、確定為UE服務(wù)的AMF集合PCF實(shí)現(xiàn)功能1、通過統(tǒng)一的策略架構(gòu)管理網(wǎng)絡(luò)行為2、管理控制面行為3、訪問UDR中與策略決策相關(guān)的簽約信息AUSF實(shí)現(xiàn)功能1、支持對TS33.501[29]中指定的3GPP訪問和不受信任的非3GPP訪問進(jìn)行身份驗(yàn)證2、支持TS23.502[3]中指定的網(wǎng)絡(luò)特定切片身份驗(yàn)證和授權(quán)NSSAAF實(shí)現(xiàn)功能1、通過AAA-S（服務(wù)）支持特定切片的身份驗(yàn)證與鑒權(quán)服務(wù)2、如果AAA-S屬于第三方，NSSAAF可通過AAA-P（代理）聯(lián)系A(chǔ)AA-S網(wǎng)絡(luò)配置3935G專網(wǎng)關(guān)鍵接口SBI類5GC內(nèi)部所有HTTP接口，采用HTTP/v2協(xié)議，連接服務(wù)端NF與客戶端NFN1/N2AMF與UE（N1）或與AMF與gNodeB（N2）的接口，分別使用NAS與NGAP協(xié)議N3UPF與gNodeB之間的接口，基于GTP-U協(xié)議進(jìn)行傳輸PDU，PDU→IP數(shù)據(jù)→GTPU數(shù)據(jù)，反之亦然N4UPF與SMF之間的接口，基于PFCP協(xié)議進(jìn)行傳輸,不屬于HTTP接口N6UPF與DN之間的接口，基于IP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，DN可以是3GPP系統(tǒng)內(nèi)部或MEC等外部系統(tǒng)N7/N15PCF與SMF（N7）或PCF與AMF（N15）之間的接口，用作策略管理，屬于SBI類接口網(wǎng)絡(luò)配置4035G專網(wǎng)關(guān)鍵接口AMFN2接口SMFN4接口實(shí)例SMFN4業(yè)務(wù)接口網(wǎng)絡(luò)配置4135G專網(wǎng)關(guān)鍵接口UPF業(yè)務(wù)接口UPF接口實(shí)例網(wǎng)絡(luò)配置423NF服務(wù)NF服務(wù)名稱簡介AMFNamf_Communication管理UE和NF通信、SMF和EPS通信Namf_EventExposure移動性管理Namf_MT為消費(fèi)者NF提供UE可達(dá)性管理Namf_LocationUE位置信息管理SMFNsmf_PDUSessionPDU會話管理Nsmf_EventExposure為NF提供PDU會話事件Nsmf_NIDDSMF與其他NF的NIDD傳輸NSSFNnssf_NSSelection提供網(wǎng)絡(luò)切片信息Nnssf_NSSAIAvailabilityS-NSSAI能力管理PCFNpcf_AMPolicyControl接入移動性策略控制Npcf_SMPolicyControl會話策略控制Npcf_PolicyAuthorizationAF和NEF的策略授權(quán)Npcf_BDTPolicyControl后臺數(shù)據(jù)傳輸策略協(xié)商N(yùn)pcf_UEPolicyControlUE策略控制Npcf_EventExposure事件發(fā)現(xiàn)AUSFNausf_UEauthenticationUE身份認(rèn)證Nausf_SoRProtection漫游信息服務(wù)NF服務(wù)名稱簡介NEFNnef_EventExposure事件發(fā)現(xiàn)Nnef_PFDManagementPFDs管理Nnef_ParameterProvisionUE信息管理Nnef_Trigger設(shè)備發(fā)現(xiàn)Nnef_BDTPNegotiation后臺數(shù)據(jù)傳輸策略協(xié)商N(yùn)nef_TrafficInfluence業(yè)務(wù)路由管理Nnef_ChargeablePartyUE會話計(jì)費(fèi)Nnef_AFsessionWithQoSQoS流量控制Nnef_MSISDN-less_MO_SMS為AF提供無MSISDN的主叫信息Nnef_ServiceParameter提供服務(wù)信息Nnef_APISupportCapability北向API能力支持Nnef_NIDDConfiguration通過NIDDAPI配置數(shù)據(jù)分發(fā)信息Nnef_NIDDNIDD數(shù)據(jù)傳輸Nnef_SMContext新增、更新、刪除SMF-NEF連接Nnef_AnalyticsExposure網(wǎng)絡(luò)分析支持Nnef_UCMFProvisioning字典條目配置UCMF能力支持Nnef_ECRestriction覆蓋增強(qiáng)限制管理Nnef_ApplyPolicyUE后臺傳輸數(shù)據(jù)策略應(yīng)用Nnef_LocationUE位置信息管理網(wǎng)絡(luò)配置433NF服務(wù)NF服務(wù)名稱簡介UDMNudm_UECMUE信息管理Nudm_SDM用戶訂閱管理Nudm_UEAuthentication用戶認(rèn)證鑒權(quán)Nudm_EventExposure事件發(fā)現(xiàn)、監(jiān)管Nudm_ParameterProvision提供5GS中的UE信息Nudm_NIDDAuthorisationNIDD認(rèn)證請求NRFNnrf_NFManagementNF與服務(wù)注冊、去注冊、更新管理Nnrf_NFDiscoveryNF實(shí)例與SCP發(fā)現(xiàn)Nnrf_AccessTokenNF訪問授權(quán)5GC中每個(gè)NF在NRF側(cè)完成注冊后，均可作為服務(wù)端為總線上其他NF或外部網(wǎng)元提供服務(wù)；5G專網(wǎng)中，由于需要與外部網(wǎng)絡(luò)通信，SMF還需在NEF側(cè)完成注冊;5G專網(wǎng)開通時(shí)，無需開通所有NF的所有服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)配置443NF服務(wù)AMF服務(wù)實(shí)例SMF服務(wù)實(shí)例網(wǎng)絡(luò)配置4535G策略模型流動作條件規(guī)則通知觸發(fā)策略配額業(yè)務(wù)用戶網(wǎng)絡(luò)配置463N7策略網(wǎng)絡(luò)配置473N7策略網(wǎng)絡(luò)配置483N15策略網(wǎng)絡(luò)配置493N15策略網(wǎng)絡(luò)配置503N7、N15策略PCF規(guī)則PCF策略PCF業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)配置513milenage鑒權(quán)管理參數(shù)參數(shù)名稱說明參考取值R1至R5固定值61、0、32、64、96C1至C5固定值0、1、2、4、8521.定義與功能：-PRACH是UE（用戶設(shè)備）一開始發(fā)起呼叫時(shí)的接入信道。當(dāng)UE需要與基站建立通信時(shí)，它會通過PRACH發(fā)送隨機(jī)接入前導(dǎo)碼（Preamble），以請求與基站建立連接。-除了用于隨機(jī)接入外，PRACH還協(xié)助基站（如gNB在5G網(wǎng)絡(luò)中）調(diào)整UE的上行鏈路定時(shí)。2.前導(dǎo)碼（Preamble）：-PRACH信道上的傳輸主要依賴于前導(dǎo)碼。在5G（NR）網(wǎng)絡(luò)中，前導(dǎo)碼由Zadoff-Chu序列生成，這是因?yàn)樗鼈兙哂泻愣ㄕ穹鵇FT運(yùn)算后零循環(huán)自相關(guān)和低互相關(guān)的特性。-5G網(wǎng)絡(luò)支持兩種具有不同格式和不同序列長度的前導(dǎo)碼配置，以適應(yīng)不同的部署場景。3.信道處理流程：-PRACH信道使用與數(shù)據(jù)相同的FFT（快速傅立葉變換）進(jìn)行處理。-PRACH的OFDM基帶信號生成在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（如3GPPTS38.211）中有明確定義。4.時(shí)頻資源：-在頻域上，PRACH占用連續(xù)的RB（資源塊），具體數(shù)量取決于系統(tǒng)配置。例如，在LTE中，PRACH可能占用6個(gè)連續(xù)的RB，即72個(gè)子載波。-在時(shí)域上，PRACH的時(shí)長由前導(dǎo)碼的格式?jīng)Q定，可以是1ms、2ms或3ms。5.前導(dǎo)碼組成：-PRACH信道傳輸?shù)那皩?dǎo)碼通常由三部分組成：循環(huán)前綴（CP）、前導(dǎo)碼ZC序列和保護(hù)時(shí)隙（GP或GT）。6.規(guī)劃與設(shè)計(jì)：-PRACH的規(guī)劃主要涉及Ncs（循環(huán)移位長度）的大小、起始/終止根序列邏輯編號等參數(shù)。-每個(gè)小區(qū)使用一定數(shù)量的preamble，這些preamble通過ZC根序列的循環(huán)移位產(chǎn)生。7.接入過程：-UE在PRACH信