5G学习笔记之整体架构和功能划分_gnb内部架构和工作原理

参考：协议38.300
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1. 整体架构

（1）NG-RAN节点：

• gNB：向UE提供基于NR用户面和控制面协议的基站。
• ng-eNB：向UE提供基于E-UTRA用户面和控制面协议的基站。

（2）5GC节点：

• AMF：接入移动性管理
• UPF：用户面管理

（3）接口：

• NG：gNB和ng-eNB与5G核心网之间的接口。NG-C为基站与核心网控制面的接口；NG-U 为基站与核心网用户面的接口。
• Xn：基站之间的接口。
   

2. 功能划分

（1）gNB和ng-eNB功能：

• 无线资源管理：
  ① 无线承载控制
  ② 无线接纳控制
  ③ 连接移动性控制
  ④ 动态资源分配（调度）
• IP头压缩、数据加密完整性保护
• UE附着时，若UE提供的信息无法确定AMF时，为UE选择一个AMF。
• 路由用户面数据到UPF
• 路由控制面信息到AMF
• 连接建立和释放
• 寻呼消息调度和传输
• 系统广播消息调度和传输（来自AMF或者OAM）
• 用于移动性管理和调度的测量和测量报告配置
• 上行链路的传输级别包标记（？？？？）
• 会话管理
• 支持网络切片
• Qos流量管理和映射到DRBs。
• 支持处于RRC_INACTIVE态的UE
• NAS消息的分发功能
• 无线接入网共享
• 双链接
• NR与E-UTRAN的紧密互通（？？？？）

（2）AMF功能：

• NAS信令终止
• NAS信令安全
• AS安全控制
• Inter CN node signalling for mobility between 3GPP access networks
• Idle态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的移动性
• 接入认证
• 接入授权，包括检查漫游权
• 移动性管理控制（订阅和政策）
• 支持网络切片

（3）UPF功能：

• 系统内或系统间RAT移动性的锚点（？？？？）
• External PDU session point of interconnect to Data Network
• 数据包路由和转发
• Packet inspection and User plane part of Policy rule enforcement
• Uplink classifier to support routing traffic flows to a data network
• 流量使用报告
• Uplink classifier to support routing traffic flows to a data network
• Branching point：支持多宿主PDU会话
• 用户面QoS处理，如数据包过滤，门控等
• 上行流量验证（SDF到QoS流量映射）
• 下行数据包缓冲和下行数据通知

（4）SMF

• 会话管理
• UE IP地址分配和管理
• UPF选择与控制
• Configures traffic steering at UPF to route traffic to proper destination
• Control part of policy enforcement and QoS
• 下行数据通知
   

3. 网络接口

（1）NG接口：NG-RAN与5G核心网之间的接口。

• NG-C：NG-RAN与5G核心网节点AMF之间的接口。提供的功能包括：
  ① NG接口管理
  ② UE上下文管理
  ③ UE移动性管理
  ④ NAS信令传输
  ⑤ 寻呼
  ⑥ PDU会话管理
  ⑦ 配置转发（？？？）
  ⑧ 告警信息传输
  
• NG-U：NG-RAN与5G核心网节点UPF之间的接口。
  

（2）Xn接口：5G基站之间的接口。

• Xn-C，提供的功能：
  ① Xn接口管理
  ② UE移动性管理，包括上下文传输和RAN寻呼。
  ③ Dual connectivity
  

• Xn-U，提供的功能：
  ① 数据转发
  ② 流控
  

4. 无线协议架构

（1）用户面

• SDAP：Service Data Application Protocol，服务数据调整协议，负责根据QoS要求将QoS承载映射到无线承载。
• PDCP：① 对每个无线承载执行IP包头压缩、加密和完整性保护；
               ② 切换时，处理重传、按序递交和删除重复数据；
               ③ 对于承载分离的双链接，PDCP可以提供路由和复制，即为每个无线承载配置一个PDCP实体。
• RLC：负责数据分段和重传。RLC以RLC信道的方式向PDCP提供服务。每个RLC信道针对每个终端配置一个RLC实体。
• MAC：负责逻辑信道的复用、HARQ重传以及调度相关功能。MAC以逻辑信道的形式向RLC提供服务。
• PHY：负责编解码、调制、解调、多天线映射以及其它。物理层以传输信道的形式向MAC层提供服务。

（2）控制面