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5G网元功能与接口

发布时间 2023-04-03 21:53:17作者: 风陵南

5G网元功能与接口

5G移动通信整体网络架构

  • 5G网络功能之间的信息交互可以基于两种方式表示：其一为基于服务表示；其二为基于点对点表示。实时部署时，也可以采用两种方式相结合的表示方式。
  • 并不是所有的接口都适于基于服务表示，对于有些接口点对点表示方式更加适合。
  • 从图中可以看出，控制面内的网络功能（例如AMF）使其他授权的网络功能能够访问其服务。但是，对于接口N1和接口N2，这种表示还包括必要时的点对点表示方式
  • 非漫游5G移动通信系统架构——SBA：

  

5G移动通信系统的点对点表示：

5G无线接入网

  • 5G无线接入网的基站网元功能可以拆分为CU（Centralized Unit，集中单元）和DU（Distributed Unit，分布单元）。
  • 5G移动通信系统NG-RAN CU与DU分离逻辑图

  

  • CU与DU分离options

  

    • 底层功能划分方案：
      • 便于控制面集中，利于无线资源干扰协调；可以采用虚拟化平台；
    • 高层功能划分方案：3GPP标准确定了option2：
      • PDCP上移便于形成数据锚点，便于支持用户面的双连接/多连接
  • CU/DU方案策略比较

  

    • option4对传输时延要求很高，且未看到其他性能增益，后续基本不考虑该方案。

 

主要网元功能

  • 5G系统由接入网（AN）和核心网（5GC）组成。
  • NG-RAN与5GC的主要功能：

  

UPF（用户面功能）

  • gNodeB间切换的本地移动锚点（适用时）
  • 连接到移动通信网络的外部PDU会话点
  • 基于N接口切换过程中，数据报路由与转发
  • 数据报检查和用户面部分的策略计费
  • 合法的监听拦截（集合）
  • 流量使用情况报告
    •   
  • Uplink支持路由流量到一个数据网络
  • 分之点以支持多类的PDU会话
  • 对用户平面的QoS处理，例如包过滤，门控，ul/dl速率执行
  • Uplink流量验证（SDF到QoS流映射）
  • 上下行链路上传输级别的数据包标记F下行数据包缓冲和下行数据通知触发

SMF（会话管理功能）

  • 会话的建立修改删除
  • 包括tunnel maintain between UPF and AN node
  • UE IP 地址的分配和管理
  • DHCPv4（server and client）and DHCPv6（server and client）functions
  • 选择控制用户面功能
    •   
  •  QoS的策略与控制，终止策略控制
  • 合法监听
  • Termination of SM parts of NAS messages
  • 下行数据的通知
  • 漫游功能

 

AMF（访问和移动性管理功能）

  • NAS信令及信令的加密和完整性保护
  • 终止运行RAN网络接口（N2）
  • 注册管理
  • 连接管理
  • NAS移动性管理
  • 合法的截距（用于AMF事件和对LI系统的接口）
    •   
  • 为在UE和SMF之间的SM消息提供传输
  • 路由SM消息的透明代理
  • 访问验证
  • 在UE和SMSF之间提供SMS消息的传输
  • 用户鉴权及密钥管理
  • 承载管理功能，包括专用承载建立过程

 

基站gNB/en-gNB

  • CU-C（Central Unit Control plane）
    • Interface Management包括：Xn/NG/F1/E1等接口链路管理、接口消息处理（如NG-AP）和数据处理（如GTP-U）
    • Connection Management包括：单连接、双连接、多连接和D2D。
    • Traffic Steering包括：系统内核系统间的负载均衡
    • Slice Support包括：系统内和系统间的切片资源动态管理
  • CU-U（Central Unit User plane）
    • 数据包的处理和转换DU（Distributed Unit）
    • 资源的调度 传输模式的转换 信道映射 AAU-RF（Radio Frequency）
    • 信号的收发 Massive MIMO天线处理 频率与时间同步 AAS实现机制