5G学习笔记之NG-RAN系统架构(1)

参考资料:38.401
NG-RAN架构的一般性原则如下:
1. 信令和数据传输网络逻辑分离;
2. NG-RAN和5GC与传输相互独立。NG-RAN和5GC的寻址方案与传输的寻址方案没有相关性,即同一个设备中,传输功能不是NG-RAN或者5GC的一部分。
3. RRC连接的移动性完全由NG-RAN控制。

NG-RAN接口的一般性原则如下:
1. The functional division across the interfaces have as few options as possible.
2. Interfaces are based on a logical model of the entity controlled through this interface.
3. One physical network element can implement multiple logical nodes.
1. NG-RAN架构

5G学习笔记之NG-RAN系统架构(1)

  • NG-RAN由多个与5GC连接的gNB组成。gNB之间由Xn连接,gNB与5GC之间由NG连接。
  • 一个gNB可包含一个gNB-CU和一个或多个gNB-DU。
    ① gNB-CU与gNB-DU之间通过F1接口连接;
    ② 一个gNB-DU只能与一个gNB-CU连接。
    ③ 一个gNB-CU可以与多个gNB-DU连接。
  • gNB可支持FDD,TDD,或双工模式。
  • 承载NR PDCP用户面:
    ① 对于NG-RAN,是gNB-CU, gNB-CU-UP;对于EN-DC, MeNB,SgNB。
    ② 监视UE不活动情况,并将其上报给核心网(over E1或X2)。
  • 承载NR RLC用户面(gNB-DU):监视UE不活动情况,并将其上报给控制面(即gNB-CU or gNB-CU-CP)。
  • UL PDCP配置由X2-C(EN-DC),Xn-C(NG-RAN),F1-C指示;DL/UL无线链路中断和恢复由X2-U(EN-DC),Xn-U(NG-RAN),F1-U指示。
     
2. gNB-CU-CP和gNB-CU-UP分离架构

5G学习笔记之NG-RAN系统架构(1)

  • 一个gNB由一个gNB-CU-CP,多个gNB-CU-UP和多个gNB-DU组成。
  • gNB-DU与gNB-CU-CP、gNB-CU-UP分别通过F1-C接口、F1-U接口连接;gNB-CU-CP与gNB-CU-UP之间通过E1接口连接。
  • 一个gNB-DU只与一个gNB-CU-CP连接;一个gNB-CU-UP只与一个gNB-CU-CP连接。
    注意:为了网络的恢复性,一个gNB-DU或 gNB-CU-UP可与多个 gNB-CU-CP连接。这样做的好处是:当某个 gNB-CU-CP挂了,可以切换到其它的 gNB-CU-CP,网络可继续工作。
  • 一个gNB-DU可与在同一个gNB-CU-CP控制下的多个gNB-CU-UP连接;一个gNB-CU-UP可与在同一个 gNB-CU-CP 控制下的 多个DU 连接。
    注意:
    ① gNB-CU-CP利用承载上下文管理来建立gNB-CU-UP与gNB-DU之间的连接。
    ② gNB-CU-CP为UE选择合适的gNB-CU-UP。
  • Data forwarding between gNB-CU-UPs during intra-gNB-CU-CP handover within a gNB may be supported by Xn-U
     
3. NR-RAN标识
标识 作用 传输方向
RAN UE NGAP ID gNB范围内,唯一标识一个在NG接口上的UE。
一旦AMF知道了UE的 RAN UE NGAP ID ,在UE相关的NGAP信令中都要携带该ID。
NG-RAN —>AMF
AMF UE NGAP ID AMF范围内,唯一标识一个在NG接口上的UE。
一旦NG-RAN知道了UE的 AMF UE NGAP ID ,在UE相关的NGAP信令中都要携带该ID。
AMF—>NG-RAN
Old NG-RAN node UE XnAP ID 源NG-RAN节点范围内,唯一标识一个在Xn接口上的UE。
一旦目标NG-RAN知道了UE的 Old NG-RAN node UE XnAP ID ,在UE相关的XnAP信令中都要携带该ID。
源NG-RAN —>目的NG-RAN
New NG-RAN node UE XnAP ID 目的NG-RAN节点范围内,唯一标识一个在Xn接口上的UE。
一旦源NG-RAN知道了UE的New NG-RAN node UE XnAP ID ,在UE相关的XnAP信令中都要携带该ID。
目的NG-RAN —> 源NG-RAN
M-NG-RAN node UE XnAP ID 在双连接中,在M-NG-RAN 节点范围内,唯一标识一个在 Xn接口上的UE。
。一旦S-NG-RAN知道了UE的M-NG-RAN node UE XnAP ID,在UE相关的XnAP信令中都要携带该ID。
M-NG-RAN —> S-NG-RAN
S-NG-RAN node UE XnAP ID 在双连接中,在S-NG-RAN 节点范围内,唯一标识一个在 Xn接口上的UE。
。一旦M-NG-RAN知道了UE的S-NG-RAN node UE XnAP ID,在UE相关的XnAP信令中都要携带该ID。
S-NG-RAN —> M-NG-RAN
gNB-CU UE F1AP ID gNB-CU范围内,唯一标识一个在 F1接口上的UE。 gNB-CU —> gNB-DU
gNB-DU UE F1AP ID gNB-DU范围内,唯一标识一个在 F1接口上的UE gNB-DU —> gNB-CU
gNB-CU-CP UE E1AP ID gNB-CU-CP范围内,唯一标识一个在 E1接口上的UE gNB-CU-CP —> gNB-CU-UP
gNB-CU-UP UE E1AP ID gNB-CU-UP范围内,唯一标识一个在 E1接口上的UE gNB-CU-UP —> gNB-CU-CP
gNB-DU ID 在gNB-CU范围内,唯一标识一个gNB-DU 。
该ID在F1建立过程携带给gNB-CU,且仅在F1AP过程中使用。
gNB-DU —>gNB-CU

 

4. UE associations in NG-RAN Node

(1)NG-RAN node UE context:UE在NG-RAN节点中的上下文信息,用于维持活动UE的NG-RAN服务。

  • 上下文建立时机:① UE处于RRC CONNECTED态时;②切换准备期间,目标NG-RAN完成了切换资源配备。
  • 上下文至少包含的信息:① UE状态信息;② 安全信息;③ UE能力信息;④ UE相关的逻辑NG连接标识。
  • 对于双连接,在完成S-NG-RAN节点添加后,在S-NG-RAN节点中也需要建立NG-RAN node UE context。

(2)Bearer context:UE在gNB-CU-UP节点中的上下文,用于维持UE的用户面服务。其包含的信息:DRB,PDU会话,QoS流等。

(3)UE-associated logical NG/Xn/F1/E1 -connection

(4)UE-associated signalling

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