大唐5G移动培训讲解知识内容.docx

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1、IE / S CI的MME / S GWcNB-I 5 RAN1. 5G网络架构与组网部署1.L 5G网络架构演进趋势4G移动通信系统包括EPC （Evolved Packet Core network,演进分组核心网）和E-UTRAN （Evolved UniversalTerrestrial Radio Access Network,演进通用陆地无线接入网络）。4G移动通信系统整体架构如下图1-2所示：购5G移动通信系统包括5GC（5G Core Network, 5G核心网）和NG-RAN（NextGeneration Radio Access Network, 5G无线接入网）。5G核

2、心网与5G接入网通过NG接口连接，实现控制面和用户面功能;5G无线接入网之间通过Xn接口连接，实现控制面和用户面功能。5G移动通信系统整体架构如图1-1所示o5G移动通信系统整体架构与4G整体架构类似。4G与5G移动通信系统整体架构对比如下图13所示RAN网络引入CU、DU,组网更灵活，利于多小区的集中控制，利于多功能的实现。MEC（Multi-access Edge Connection,多接入边缘计算）是支撑5G系统运行的关键技术。图1C 4G与，G荔才涌隹玄侨蜘处构N出网络架构演进的核心目标：V实现从互联网应用被动适应网络向网络主动、快速、灵活适应互联网应用“V网络和资源的部署将打破行政

3、管理体制和传统组网思路的制约，转向以IDC为核心的新格局。V不同阶段核心网技术特征与代表技术如下图1-4所示：模拟通信的：4于横拟电路的专用通信系统代期术：蚯通信（的线，电甄，微波）横椒笈窝数字通信W：语音砸据数字化，SPCM , TDM和分姐通信代袤技术：PD凡 SDH X25、ATM程控交换数钠.互联网SDN/NFVmi：mi：遇音和政握IP化，网业分,代表技术：IP/MPLS硬分常.网元曲他代期末：SDN/NFVOpen Stack移动通信系统核心网从3G到4G的演进特点是取消了 CS域（Circuit Switch,电路交换域）只保留PS域（Packet Switch,分组交换域）。4

4、G移动通信系统实现了控制和承载相分离。4G核心网架构如下图1-5所示：MMCPCRF 的14G核，I，网把构5G核心网颠覆了 4G核心网的设计思路。5G核心网基于SBA实现（Service BasedArchitecture,基于服务架构），使用NFV技术灵活重构网络功能，使用SDN技术灵活构建数据转发通道，使用切片技术实现业务保障与资源利用率最大化，完全实现CUPS（Control and User Plane Separation,控制与用户面分离），结合云技术全面支撑5G应用场景需求。为了应对5G网络的发展要求，基于服务的5G核心网架构如下图所示：1.2.网元功能与接口1. 2.1. 5

5、G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。实际部署时，也可以采用两种方式相结合的表示方式。因为并不是所有的接口都适合基于服务表示，对于有些接口点对点表示方式更加适合。从图1.8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。1 -8非漫游5G移动通信系统架构SBA5G无线接入网的基站网元功能拆分为C（Centralized Unit,集中单元）和（Distributed Unit,分布单元）。5G移动通信系统NG-RAN CU

6、与DU分离逻辑图，如下图1-10所示。图110 5G移动通信系统NGRAN CU与DU分离逻辑图底层功能划分方案：便于控号面集中，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/多连接更多协议栈功能位于CU,集中化程度增加1-11 CU 与 DU 分离 optionsL2.2.5G主要网元功能5G系统由接入网（AN）和核心网（5GC）组成。AN与5GC的主要功能如下图1-12所示：gNBtng-eNB,小区何无线责HI II无线承，丽丽连接移新桂管理 ;无我接入控制*wF一1动态资源分配UP

7、F;移动性锚点|NG-RANPDU处理，InternetNGRAN与5GC的丰蓉功能5GCUPF（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，数踞包路由与转发 数据包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。 分支点以支持多类的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 下行数据包缓冲和下行数据通知触发。AMF(访问和移动性管理功能) NAS

8、信令及信令的加密和完整性保护。 终止运行RAN网络接口(N2)0 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SMF(会话管理功能) 会话的建立修改删除 包括 tunnel maintain between UPFand AN nodeUE IP地址的分配和管理 DHCPv4(server and client) andDHCPv6(serverandclient)functions

9、 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 NASmessages 下行数据的通知 漫游功能gNB/en-gNBcu-C(Central Unit Control plane) Interface Management 包括:Xn/NG/Fl/El等接口链路管理、接口消息处理(如：NGAP)和数据处理(如：GTPU). Connection Management 包括：单连接、双连接、多连接和D2D。 Traffic Steering包括:系统内和系统间的负载均衡。 Slice Support包括:系统内和系统间的切

10、片资源动态管理。cU-U(Central Unit User plane) 数据包的处理和转换(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12.3.5G系统接口功能与协议NG接口是NG-RAN和5G核心网之间的接口，支持控制面和用户面分离，支持模式化设计。NG接口协议栈如图114所示,其中左侧表示控制面协议栈（NG-C接口）,右图表示用户面协议栈（NG-U接口）。图1-14 NG接口协议栈Xn接口是NG-RAN之间的接口,Xn接口协议栈如下图1-15

11、所示，其中左侧表示控制面协议栈（Xn-C接口），右侧表示用户面协议栈（Xn-U接口）。在CDU分离的情况下，Xn-C是CU-C之间的接口，Xn-U是CU-U之间的接口。Xn-AP4,SCTPIPData Link LayerPhysical Layer1-15 Xn接口协议栈5G系统接口功能与协议:NGC接口功能与流程ll:AT体描述PDU会话管理过程赧PDU的NGRAN资源,释修娴：PDUS资PDU颔资源修改、PDUg资醺放、PDU颔资前告、PDU会话资源修改指示UE上下文管理过程NAS发送过程UET, l8初始上下文建立、UE上下文修改、UE上下文释放清求、UE上下文释放完成AMF和UE间

12、的NAS信令数据透传过程：初始UE消息网6巾41的（发起）、上行NAS传输（NGRAN node发起）、上行NAS传输（NG-RAN node发起）、下行NAS传输（AMF发起）、NAS无法传输指示（NG-RAN node发起）、凄新路由NAS请求（AMF发起）就妣移动切换的准备，执行飒肖过程：UE移动管理过程切换准备、切换资源分配、切换通知、路径切换请求、上下行RAN状态转发、切换取消寻呼过程AMF管理过程NG接口管理过程完成寻呼区域内向NGRAN节点发送寻呼请求过程。完成AMF告知NGRAN节点AMF状态和去激活与指定UE NGAP UE组合过程:AMF状态指示、NGAP组合去激活（FFS

13、）完成NG接口管理过程:NG建立、NG重置、RAN配置更新、AMF配置更新、错误指示功能具体功能功能描述Xn-C接口管理和差错处理功能Xn建立功能允许两个NGRAN nodes间Xn接口的初始建立，包括应用层数据交互差错指示功能至许应用层上一鹤误情况上报.Xnll懒b允许NGRAN node告知另一个NGRAN node其已经从非正常失败状态恢氮第二个nod呐需要删除犍Tnode相关的所有上下文（应用层数据除外）并释放伴生落寂Xn配置数据更新功能允许两个NGRAN nodes随时更新应用层数据.Xn移除功能允许两个NGRAN nodes删除各自的Xn接口.UE移动管理功能切换准备功能允许源和目

14、的NGRAN node间的信息交互从而完成给定UE到目的NG-RAN node初始切换.切换取消功能允许通知已准备好的目的NGRAN node准备的切换不进行，同时释放切换准备期间的资源分配.恢复UE上下文功能允许NGRAN node从其他node恢复UE上下文.RAN寻呼功能允许NGRAN nod劭始传E激活态UE的寻呼功能.数据转发控制功能允许源和目的NGRAN nodes间用于数据转发传输承载的建立和释放.1双连接功能便能NGRAN辅助节点内额外1源的使用,XnU接口的主要功能：Xn-接口提供用户平面PDU的非保证传送，并支持分离Xn接口为无线网络功能和传输网络功能，以促进未来技术的引入