5G 网络接口与基础流程
目錄
一. 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及網(wǎng)元功能
1. 八大網(wǎng)元功能
2. 5G 無線網(wǎng)和核心網(wǎng)功能的劃分
(1) 無線網(wǎng)的功能劃分
(2) 核心網(wǎng)的功能劃分
二. 網(wǎng)絡(luò)接口及協(xié)議棧
1. 5G 無線拓?fù)鋱D
2. NG接口協(xié)議
3. Xn 口協(xié)議棧
4. F1口協(xié)議棧
5. 無線協(xié)議棧
6. 端到端（控制面）協(xié)議
7. 端到端（用戶面）協(xié)議
三. 基本信令過程
1. 5G 網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵流程
2. 終端狀態(tài)
3. RRC(Radio Resource Control)流程
4. F1 - C 口信令流程
5.? F1 - C 口RRC消息傳輸
6. 隨機(jī)接入
7. RRC 從連接態(tài)轉(zhuǎn)向非激活態(tài)
8. RRC 從連接態(tài)向其他狀態(tài)轉(zhuǎn)移
9. RRC 非激活態(tài)下 RNA 更新的過程
四. 雙連接流程
1. 專用術(shù)語及概念
2. Option3X 拓?fù)湟约皡f(xié)議
4. Option4 拓?fù)浼皡f(xié)議
5. 雙連接基本信令過程?
6. 輔節(jié)點(diǎn)添加過程（4G 核心網(wǎng)）
7. 輔助節(jié)點(diǎn)添加過程（5G 核心網(wǎng)）
8. 輔節(jié)點(diǎn)修改過程
9. 輔節(jié)點(diǎn)釋放過程
10. 輔節(jié)點(diǎn)的變換過程
11. 主節(jié)點(diǎn)與輔節(jié)點(diǎn)同時變換
一. 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及網(wǎng)元功能
1. 八大網(wǎng)元功能
八大網(wǎng)元結(jié)構(gòu)：NSSF(Network Slice Selection Function) 網(wǎng)絡(luò)切片選擇功能
NEF(Network?Exposure Function) 網(wǎng)絡(luò)開放功能
NRF(NF Repository Function)網(wǎng)絡(luò)注冊功能,各個網(wǎng)元連接它才能實(shí)現(xiàn)互相通信
PCF(Packet Control Function)分組控制功能
UDM(Unified?Data Management)統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理
AUSF(Authentication?Server Function)認(rèn)證服務(wù)器功能
AMF(Access and Mobility Management?Function)接入和移動管理功能
SMF(Session Management Function)會話管理功能
UPF(User Plane Function)用戶面功能，傳輸數(shù)據(jù)
2. 5G 無線網(wǎng)和核心網(wǎng)功能的劃分
(1) 無線網(wǎng)的功能劃分
?gNB(Next Generation NodeB) :? 5G基站
ng-eNB:? 升級后的四級基站連到5G核心網(wǎng)
Inter Cell RRM: 小區(qū)之間的無線資源的管理
RB Control: 資源塊的控制
Connection Mobility Cont:? 連接的移動性管理
Radio Admission Control: 無線轉(zhuǎn)入/接入控制
Measurement Configuration & Provision: 測量配置
Dynamic Resource Allocation(Scheduler): 動態(tài)資源調(diào)度
DC：雙連接，同時跟 4G 和 5G 網(wǎng)絡(luò)連接
(2) 核心網(wǎng)的功能劃分
AMF(Access and Mobility Management?Function): 接入和移動管理功能
SMF(Session Management Function): 會話管理功能
UPF(User Plane Function): 用戶面功能
二. 網(wǎng)絡(luò)接口及協(xié)議棧
1. 5G 無線拓?fù)鋱D
5GC(核心網(wǎng))和 gNB(5G基站)之間由 NG 連接
CU 和 DU之間由 F1 口連接
CU 內(nèi)部可以分為 CUUP 和 CUCP，由 E1 口連接，E1, Xn, F1, XG都基于SCTP協(xié)議
2. NG接口協(xié)議
NG - C（N2） 口傳輸信令，使用 SCTP 協(xié)議，由于該協(xié)議比較可靠（準(zhǔn)確性好）
NG - U（N3）口傳輸數(shù)據(jù)，使用 GTP - U 和 UDP 協(xié)議，用以傳輸用戶面的數(shù)據(jù)
3. Xn 口協(xié)議棧
?gNB 與 gNB 或 gNB 與 ngNB之間的接口
控制面?zhèn)鬏斝帕钍褂?STCP 協(xié)議，用戶面?zhèn)鬏敂?shù)據(jù)使用 GTP - U 和 UDP 協(xié)議
4. F1口協(xié)議棧
控制面?zhèn)鬏斝帕钍褂?STCP 協(xié)議，用戶面?zhèn)鬏敂?shù)據(jù)使用 GTP - U 和 UDP 協(xié)議
跨 DU 都會使用到 F1 - C 的功能
5. 無線協(xié)議棧
5G 控制面沒有 SDAP 層 （用來做 Qos Flow 映射）
6. 端到端（控制面）協(xié)議
?N2 口 = NG - C 口 ，用來控制面?zhèn)鬏斝帕?/p>
N11 屬于 SBI 接口類型
7. 端到端（用戶面）協(xié)議
?N3 口 = NG - U口，用戶面進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸
N6 連接外面的服務(wù)器終端設(shè)備
三. 基本信令過程
1. 5G 網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵流程
4G 開機(jī)注冊為 Attach 過程，5G 開機(jī)注冊過程為 Register 過程
4G 續(xù)注冊過程為 Detach 過程，5G 續(xù)注冊過程為 Deregister 過程
IDLE態(tài)：空閑態(tài)????? CONNECTED態(tài)：連接態(tài)????????? ?? Inactive態(tài)：非激活態(tài)
2. 終端狀態(tài)
PLMN(PublicLandMobile Network) :? 公用陸地移動網(wǎng)絡(luò)
3. RRC(Radio Resource Control)流程
流程一（RRC連接建立過程）：UE （User Equipment）處于空閑態(tài)，向基站發(fā)送 RC 連接請求 ，基站向 UE 發(fā)送 RC 建立連接，連接完成
流程二（RCC激活過程）：UE 處于非激活態(tài)，向基站發(fā)送激活請求，基站下達(dá)及活命令，RRC 激活完成，UE 向基站發(fā)送完成消息
流程三（RRC重配消息）：UE 處于連接態(tài)
流程三（釋放 RRC 連接）: UE 處于非激活態(tài)或者連接態(tài)
4. F1 - C 口信令流程
F1 - C ：CU 和 DU 控制面之間的通道，SCTP 協(xié)議
流程一（F1 鏈路建立過程）：DU 向 CU 發(fā)送建立請求，CU 回應(yīng) DU 的請求
流程二（F1鏈路的更新）：DU 配置發(fā)生變化提示 CU，CU 回應(yīng) DU?
流程三（UE上下文請求）：CU 向 DU 請求上下文信息，DU 向UE 請求上下文信息
流程四（上下文信息更新）：CU 配置發(fā)生改變，DU 進(jìn)行更新并通知CU
流程五（UE 上下文釋放）：去注冊過程
流程六（UE上下文釋放）：與前一個過程比較發(fā)起請求的方向不同
流程七（UE 上下文修改請求）：CU 請求 UE 進(jìn)行上下文修改
流程八（UE上下文信息修改）：DU 向 CU 發(fā)送信息表示 UE 上下文修改
5.? F1 - C 口RRC消息傳輸
流程一（下行 RRC 消息的傳遞）：信令起于 CU ，終止于 DU
流程二（上行 RRC 消息的傳遞）：信令起于 DU， 終止于CU
流程三（RRC 消息的透傳）：UE 發(fā)送 RRC 消息，通過 DU 傳輸?shù)?CU 上
6. 隨機(jī)接入
失步：終端和基站之間時頻不同步，需要重新建立 RRC ，實(shí)現(xiàn)同步
SN（Sequence Number） ：序列號
7. RRC 從連接態(tài)轉(zhuǎn)向非激活態(tài)
?流程一：CU 向 DU 請求 UE 進(jìn)行上下文釋放
流程二： DU 將 CU 的請求轉(zhuǎn)向 UE
流程三： DU 向 CU 回應(yīng)上下文釋放完畢
8. RRC 從連接態(tài)向其他狀態(tài)轉(zhuǎn)移
9. RRC 非激活態(tài)下 RNA 更新的過程
終端位置或者其他屬性發(fā)生改變，所以該過程是由終端發(fā)起的請求，UE 一般處于非激活態(tài)或者連接態(tài)
四. 雙連接流程
1. 專用術(shù)語及概念
En - gNB: 作為輔節(jié)點(diǎn)
Master node:主節(jié)點(diǎn)
MCG（Master cell group）：主小區(qū)組
SCG（Secondary Cell Group）: 輔小區(qū)組
Split bearer: 分流承載
2. Option3X 拓?fù)湟约皡f(xié)議
eNB 作為主節(jié)點(diǎn)，gNB 作為輔節(jié)點(diǎn)
Option3 系列只在 eNB 進(jìn)行數(shù)據(jù)分流，3X 系列中 gNB 為輔節(jié)點(diǎn)
4. Option4 拓?fù)浼皡f(xié)議
gNB 作為控制面的錨點(diǎn) ，5GC 通過 NG 口傳給 gNB
5. 雙連接基本信令過程?
雙連接基本信令過程用以實(shí)現(xiàn)雙連接的添加、刪除、修改以及切換等，主要流程如上圖所示。
6. 輔節(jié)點(diǎn)添加過程（4G 核心網(wǎng)）
主節(jié)點(diǎn)發(fā)起請求 --> 輔節(jié)點(diǎn)回應(yīng)請求 --> 主節(jié)點(diǎn)發(fā)送 RRC 重配消息給UE --> RRC 重配完成 --> 發(fā)起隨機(jī)接入 --> 隨機(jī)接入完成后進(jìn)行承載建立 --> 輔節(jié)點(diǎn)成功連接 UE（信令面以及用戶面都建立了通道）
7. 輔助節(jié)點(diǎn)添加過程（5G 核心網(wǎng)）
主節(jié)點(diǎn)發(fā)起請求 --> RRC 重配消息 --> RRC 重配完成 --> SN 發(fā)起隨機(jī)接入（面對 5G 核心網(wǎng)）--> 后面過程與 4G 相同
輔節(jié)點(diǎn)建立 5G 核心網(wǎng)和 4G 核心網(wǎng)的區(qū)別在于建立信令通道和用戶通道面對的網(wǎng)元不同
8. 輔節(jié)點(diǎn)修改過程
輔節(jié)點(diǎn)信息發(fā)生變化，并不是更換輔節(jié)點(diǎn)
上圖為主節(jié)點(diǎn)發(fā)起的修改，通過定時器，達(dá)到相應(yīng)的時間段后主節(jié)點(diǎn)向輔節(jié)點(diǎn)發(fā)起修改請求
上圖為輔節(jié)點(diǎn)發(fā)起的請求，由于輔節(jié)點(diǎn)信息發(fā)生改變，輔節(jié)點(diǎn)向主節(jié)點(diǎn)發(fā)起修改請求，主節(jié)點(diǎn)發(fā)起整個過程的修改
主節(jié)點(diǎn)才是控制面的錨點(diǎn)，所以兩種修改方式都主要由主節(jié)點(diǎn)發(fā)起
?
上圖為輔節(jié)點(diǎn)向 UE 發(fā)起請求，沒有主節(jié)點(diǎn)的參與，這種情況下輔節(jié)點(diǎn)和 UE 之間建立起信令通道（SRB3是一個信令承載）
9. 輔節(jié)點(diǎn)釋放過程
主節(jié)點(diǎn)向輔節(jié)點(diǎn)發(fā)起請求釋放輔節(jié)點(diǎn) --> 輔節(jié)點(diǎn)回應(yīng)請求 -->? 主節(jié)點(diǎn)向 UE 發(fā)起釋放輔節(jié)點(diǎn)請求 --> UE 回應(yīng)請求 --> 進(jìn)行上下文釋放等操作 --> 輔節(jié)點(diǎn)釋放完成
上圖為主節(jié)點(diǎn)發(fā)起的請求
上圖為 SN 發(fā)起的輔節(jié)點(diǎn)釋放請求，輔節(jié)點(diǎn)的釋放、連接都需要主節(jié)點(diǎn)的參與，即便是輔節(jié)點(diǎn)與 UE 之間建立了通道
10. 輔節(jié)點(diǎn)的變換過程
輔節(jié)點(diǎn)的修改不涉及輔節(jié)點(diǎn)小區(qū)的變化，但輔節(jié)點(diǎn)的變換需要改變輔節(jié)點(diǎn)的小區(qū)
S - SN：源輔節(jié)點(diǎn)?????? T - SN：目標(biāo)輔節(jié)點(diǎn)
主節(jié)點(diǎn)向目標(biāo)發(fā)起請求 --> 目標(biāo)輔節(jié)點(diǎn)回應(yīng)請求 --> 釋放源輔節(jié)點(diǎn) --> 添加目標(biāo)輔節(jié)點(diǎn)
上圖為由主節(jié)點(diǎn)發(fā)起的輔節(jié)點(diǎn)的變更（主節(jié)點(diǎn)尋找到更優(yōu)的輔節(jié)點(diǎn)）
上圖為輔節(jié)點(diǎn)發(fā)起的變更，由于輔節(jié)點(diǎn)自身需要休眠或定時器計時結(jié)束
與主節(jié)點(diǎn)發(fā)起的變更不同的是輔節(jié)點(diǎn)需要向主節(jié)點(diǎn)發(fā)起請求表明需要變更
11. 主節(jié)點(diǎn)與輔節(jié)點(diǎn)同時變換
源主節(jié)點(diǎn)發(fā)起切換請求給目標(biāo)主節(jié)點(diǎn) --> 目標(biāo)主節(jié)點(diǎn)向目標(biāo)輔節(jié)點(diǎn)發(fā)送建立請求 --> 目標(biāo)主節(jié)點(diǎn)回應(yīng)源主節(jié)點(diǎn)請求 --> 源主節(jié)點(diǎn)向源輔節(jié)點(diǎn)發(fā)送釋放請求 --> UE 與目標(biāo)主節(jié)點(diǎn)建立隨機(jī)接入 --> UE 與目標(biāo)輔節(jié)點(diǎn)建立隨機(jī)接入 -->? 源主節(jié)點(diǎn)與源輔節(jié)點(diǎn)釋放上下文 --> 目標(biāo)主節(jié)點(diǎn)與目標(biāo)輔節(jié)點(diǎn)建立新的 Path Switch --> 主節(jié)點(diǎn)與輔節(jié)點(diǎn)變更完成
參考資料
IUV 官網(wǎng)
與50位技術(shù)專家面對面20年技術(shù)見證，附贈技術(shù)全景圖總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的5G 网络接口与基础流程的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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