看协议学5G--基本网络单元与功能
本文根据R17 TS.38.300翻译整理
一、5G网络架构中NG-RAN(无线网)负责：
- gNB:向UE提供NR用户平面和控制平面协议终端；或者
- ng-eNB(升级支持5G的LTE站点):向UE提供E-UTRA用户平面和控制平面协议终端。
二、NG-RAN架构如(下)图4.1-1中：
gNB和ng-eNB通过Xn接口相互连接；
gNB和ng-eNB通过NG接口连接到5GC,即通过NG-C接口连接到AMF(接入和移动性管理功能)；再通过NG-C接口连接到UPF(用户平面功能)NG-U接口(详见TS 23.501)。
图 4.1-1:5G网络整体架构
三、网络单元功能
3.1 gNB和ng-eNB
- 无线资源管理功能：无线承载控制、无线准入控制、连接移动性控制、在上行链路和下行链路中为UE动态分配资源（调度）；
- IP和以太网报头压缩、上行数据解压、数据加密和完整性保护；
- 当根据UE提供的信息无法确定到AMF路由时，在UE附着时选择AMF；
- 将用户平面数据路由到UPF；
- 将控制平面信息路由到AMF；
- 连接建立和释放；
- 寻呼消息调度和传输；
- 系统广播信息调度和传输（源自AMF或 OAM）；
- 移动和调度的测量和测量报告配置；
- 上行链路中的传输级数据包标记；
- 会话管理；
- 支持网络切片；
- QoS流管理和映射到数据无线电承载；
- 支持处于RRC_INACTIVE状态的UE；
- NAS消息的分发功能；
- 无线接入网络共享；
- 双连接；
- NR和E-UTRA之间的紧密互通；
- 维护用户平面CIoT 5GS优化的安全和无线配置，如TS23.501中定义的（仅限ng-eNB)。
3.2 AMF
- NAS 信令终止；
- NAS 信令安全；
- AS 安全控制；
- CN 节点间信令，用于 3GPP 接入网络之间的移动性；
- 空闲模式UE可达性（包括寻呼重传的控制和执行）；
- 注册区域管理；
- 支持系统内和系统间移动性；
- 访问认证；
- 访问授权，包括漫游权限检查；
- 移动管理控制（订阅和策略）；
- 支持网络切片；
- SMF选择。
- 选择CIoT 5GS优化；
3.3 UPF主要负责
- RAT内/RAT间移动性的锚点(适用时）；
- 与数据网络互连的外部PDU会话点；
- 数据包路由和转发；
- 策略规则执行的数据包检查和用户平面部分；
- 流量使用报告；
- 上行链路分类器，支持将流量路由到数据网络；
- 支持多宿主PDU会话的分支点；
- 用户平面的QoS处理，例如包过滤、门控、UL/DL速率执行；
- 上行流量验证（SDF 到 QoS 流映射）；
- 下行数据包缓冲和下行数据通知触发。
3.4 SMF(会话管理)功能包括
- 会话管理；
- UE IP地址分配和管理；
- UP功能的选择和控制；
- 在 UPF 配置流量转向，将流量路由到正确的目的地；
- 控制部分策略执行和 QoS；
- 下行数据通知。
3.5 5G网络主要单元功能汇集下图对此进行了总结，其中黄色框表示逻辑节点，白框表示主要功能。
图 4.2-1:NG-RAN和5GC间功能划分
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