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。

图1 5G-AN和AMF之间的控制平面

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：

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。

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。

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)。

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)。

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