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

• 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

• 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	在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	在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	在源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	在目的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	在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	在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	在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	在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