5G控制面协议之N2接口

N2接口协议概述

N2接口是gNB和AMF的接口,协议是NGAP,N2的传输层是SCTP,上层用户是5G-NAS(MM移动性管理、SM会话管理等)。
根据官方对N2接口能力的描述,N2接口需具备以下能力:
1、支持建立、保持和释放PDU会话的NG-®AN侧(资源、UE上下文)的能力;
2、支持intra-RAT和inter-RAT(5G内、5G和4G之间)的切换;
3、透传UE和AMF之间的NAS信令;
4、用户数据报文的资源预留机制;
5、能在协议栈上区分出不同用户,并完成UE相关的信令管理。

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图1 5G-AN和AMF之间的控制平面
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图2 5G-AN和SMF之间的控制平面

N2接口流程分类

按照是否和UE相关,划分成两类流程:
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根据是否需要响应,N2流程分为Class1和Class2两类,Class1需要响应,Class2不需要响应。
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常见N2接口流程

1、在UE还没来之前,gNB要和AMF池组中所有AMF建立N2关联,用到的是NG Setup流程。该流程中,gNB会和所有AMF建立SCTP偶联,并获取AMF的权重值等参数,用于后续的AMF选择。

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用到的消息有:

  • NG Setup Request
  • NG Setup Response

2、此时可以为用户服务。UE发起注册流程,gNB配合AMF建立UE的上下文(允许NSSAI、GUAMI、UE安全能力、移动性限制列表等参数)。

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用到的消息:

  • Initial UE Message
  • UPLINK NAS TRANSPORT
  • DOWNLINK NAS TRANSPORT
  • Initial Context Setup Request
  • Initial Context Setup Response

3、此时UE想上网了,发起了PDU会话建立流程。gNB需要根据网络侧的要求,为UE分配和这个PDU会话及Qos Flow相关的资源(如DRB)。

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用到的消息有:

  • PDU Session Resource Setup Request
  • PDU Session Resource Setup Response
  • UPLINK NAS TRANSPORT
  • DOWNLINK NAS TRANSPORT

PDU会话建立后常见的一些N2流程

UE在上网的过程中如果发生条件或场景变化,触发相应的N2流程:
1) 移动到其他gNB,触发N2或Xn切换流程;
相关的消息有:Handover Required、Handover Requset、Handover Requset Ack、Handover Command、Handover NotifyUE Context Release Command、UE Context Release COMPLETE(释放老gNB用户上下文)、Path Switch Request、Path Switch Request Ack
2) 不上网了,释放PDU会话,触发PDU会话资源释放流程;
相关的消息有:PDU Session Resource Release Command、PDU Session Resource Release Response
3) 空闲态有下行数据到达,触发Paging流程;
相关的消息有:paging
4) 网络侧决定调整UE的Qos或其他参数,触发PDU会话资源修改;
相关的消息有:PDU Session Resource Modify Request、PDU Session Resource Modify Response
5) 其他辅助和管理(OAM)流程
相关的消息有:NG Reset、Overload Start、Trace Start、Error Indication等

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