【5G NR】NG接口

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简介: NG接口指无线接入网与5G核心网之间的接口。在5G SA网络中,gNB之间通过Xn接口进行连接,gNB与5GC之间通过NG接口进行连接。NG接口分为NG-C接口和NG-U接口。NG-C接口为控制面接口,连接双方为gNB与AMF,传输控制面数据;NG-U接口为用户面接口,连接双方为gNB与UPF,传输用户面数据。

目录

 

1. NG接口定义

2. 接口原则和功能

3. NG 接口用户面

4. NG 接口控制面

5. NG接口信令流程


1. NG接口定义

NG接口指无线接入网与5G核心网之间的接口。在5G SA网络中,gNB之间通过Xn接口进行连接,gNB与5GC之间通过NG接口进行连接。NG接口分为NG-C接口和NG-U接口。NG-C接口为控制面接口,连接双方为gNB与AMF,传输控制面数据;NG-U接口为用户面接口,连接双方为gNB与UPF,传输用户面数据。

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NG接口

NG接口可以实现AMF/UPF和NG-RAN的多对多连接,即一个AMF/UPF可以连接多个gNB,一个gNB也可以连接多个AMF/UPF。

从任何一个 NG-RAN 节点向 5GC 可能存在多个 NG-C 逻辑接口,通过 NAS 节点选择功能确定 NG-C 接口的选择。从任何一个 NG-RAN 节点向 5GC 可能存在多个 NG-U 逻辑接口。NG-U 接口的选择在 5GC 内完成, 并由 AMF 发信号通知 NG-RAN节点。

2. 接口原则和功能

NG 接口规范的一般原则如下:

    • NG 接口是开放统一的,便于不同厂商设备互联互通;
    • NG 接口支持 NG-RAN 和 5GC 之间的信令信息交换;
    • 从逻辑角度来看,NG 是 NG-RAN 节点和 5GC 节点之间的点对点接口,通过网络互通。
    • NG 接口支持控制平面和用户平面分离,即NG-C和NG-U;
    • NG 接口分离无线网络层和传输网络层;
    • NG 应用协议支持模块化过程设计,允许使用优化编码/解码效率的算法。

    NG接口主要功能:

      • 寻呼
      • UE 上下文管理
      • UE 移动性管理
      • PDU 会话管理
      • NAS信令传输
      • NG 接口管理
      • 警告消息传输
      • 配置转移
      • 会话跟踪
      • AMF管理功能
      • UE能力管理

      3. NG 接口用户面

      NG 用户面接口(NG-U)负责 NG-RAN 和 UPF 之间用户数据的传输。 NG 接口的用户面协议栈如图所示。传输网络层建立在 IP 传输上,GTP-U协议规范用户面PDU传输, UDP在 NG-RAN 和UPF 之间提供无保证的用户面 PDU 传送。

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      NG-U 协议栈

       

      4. NG 接口控制面

      NG 控制面接口(NG-C)负责 NG-RAN 和 AMF 之间5G信令的传输。

      NG 接口的控制面协议栈如图所示。传输网络层基于 IP 传输,为了可靠的传输信令消息,在 IP 上添加 SCTP。应用层信令协议称为 NGAP(NG 应用协议),而SCTP 层提供有保证的应用层消息传输。

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      NG-C 协议栈

      5. NG接口主要信令流程

      PDU会话建立、释放或修改NG-RAN资源:

      - PDU Session Resource Setup;

      - PDU Session Resource Release;

      - PDU Session Resource Modify;

      - PDU Session Resource Notify;

      - PDU Session Resource Modify Indication.

      UE上下文管理过程用于建立、释放或修改UE上下文:

      - Initial Context Setup;

      - UE Context Release Request;

      - UE Context Release;

      - UE Context Modification;

      - RRC Inactive Transition Report.

      NAS传输过程支持在AMF和UE之间透明传输NAS信令数据:

      - Initial UE Message (NG-RAN node initiated);

      - Uplink NAS transport (NG-RAN node initiated);

      - Downlink NAS transport (AMF initiated);

      - NAS non delivery indication (NG-RAN node initiated);

      - Reroute NAS Request (AMF initiated).

      UE移动性管理过程用于准备、执行或取消切换:

      - Handover Preparation;

      - Handover Resource Allocation;

      - Handover Notification;

      - Path Switch Request;

      - Uplink RAN Status Transfer;

      - Downlink RAN Status Transfer;

      - Handover Cancellation.

      寻呼过程用于向寻呼区域中涉及的NG-RAN节点发送寻呼请求:

      - Paging.

      AMF管理过程用于通知NG-RAN节点AMF的状态,并释放特定UE的UE TNLA绑定:

      - AMF Status Indication;

      - UE TNLA binding release.

      NG接口管理流程用于管理NG接口:

      - NG Setup;

      - RAN Configuration Update;

      - AMF Configuration Update;

      - NG Reset;

      - Error Indication.

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