大唐杯学习笔记(1)—— 5G网络架构与组网部署_5g核心网组网部署

目录

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• 1.常用的NSA组网方式

• 2.NSA与SA组网方案对比

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• 1.NG接口主要功能

• 2.Xn接口主要功能

• 3.E1接口主要功能

• 4.F1接口主要功能

• 5.Uu接口主要功能

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• 1.用户面功能UPF(User Plane Function)

• 2.会话管理功能SMF(Session Management Function)

• 3.访问和移动性管理功能AMF(Access and Mobility Management Function)

• 4.gNB/en-gNB基站

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• 1.核心网与接入网

• 2.5G网络架构

• 3.核心网架构演进

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• 4.4G核心网架构

• 5.5G核心网架构

• 6.5G接入网网架构

• 7.主要网元功能

• (1)2G核心网

• (1)3G4G核心网

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• 一、名词汇总

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• 二、5G主要网元功能

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• 三、5G接口主要功能

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• 四、SA与NSA组网

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• 五、MR-DC技术

• 六、总结

• 七、参考资料

一、名词汇总

1.核心网与接入网

个人理解核心网和接入网的定义比较好理解就像是快递公司会把一座城市的快递收集起来这部分是接入网再根据快递的信息处理其下一步应该发往哪个城市这个快递公司的工作就是核心网。

2.5G网络架构

学习网络就要学习他的发展过程。经济基础决定上层建筑在建设5G的过程中不可能把3G、4G的基站全拆了换成5G。他是逐步演进逐步替换的过程。因此现在的5G组网也借助了4G的一些物理设备。有部分4G设备构成的5G网络就是NSA了。
从整个网络发展上看很多新技术新协议的出现都要兼容老的一些协议主要是我们的互联网过于庞大想要进行迭代更新也要考虑一些经济和一些现实问题。
NG接口分为NG-C接口控制面接口和NG-U接口用户面接口。

3.核心网架构演进

(1)2G核心网

(1)3G4G核心网

4.4G核心网架构

从图中可以很好的看出数据和控制分离。

5.5G核心网架构

6.5G接入网网架构

7.主要网元功能

二、5G主要网元功能

1.用户面功能UPF(User Plane Function)

• 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接口切换过程中数据包路由与转发

• 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

2.会话管理功能SMF(Session Management Function)

• 会话的建立修改删除

• 包括tunnel maintain between UPF and AN nodeUPF和节点之间的隧道维护

• UE IP地址的分配和管理

• DHCPv4服务器和客户端和DHCPv6服务器和客户端功能

• 选择控制用户面功能

• QoS策略与控制终止策略与控制

• 合法监听

• Termination of SM parts of NAS messages终止NAS消息的SM部分

• 下行数据的通知

• 漫游功能

3.访问和移动性管理功能AMF(Access and Mobility Management Function)

• NAS信令及信令的加密和完整性保护

• 终止运行RAN网络接口(N2)

• 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Ll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

4.gNB/en-gNB基站

• 中央单元-控制面CU-C(Central Unit - Control plane)

• 中央单元-用户面CU-U(Central Unit - User plane)
  主要功能数据包的处理和转换

• 分布单元(Distributed Unit)
  主要功能资源的调度 传输模式的转换 信道映射

• 有源天线处理单元 - 天线AAU-RF(Active Antenna Unit - Radio Frequency)
  主要功能信号的收发 Massive MIMO天线处理 频率与时间同步 AAS实现机制

三、5G接口主要功能

1.NG接口主要功能

NG-U接口主要功能

• NG-U接口在NG-RAN节点和UPF之间提供非保证的用户平面PDU传送

• 协议栈传输网络层建立在lP传输上

• GTP-U在UDPIIP之上用于承载NG-RAN节点和UPF之间的用户面PDU。

2.Xn接口主要功能

Xn-U接口主要功能

• Xn-U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

• 数据转发功能允许NG-RAN节点间数据转发从而支持双连接和移动性操作

• 流控制功能允许NG-RAN节点接收第二个节点的用户面数据从而提供数据流相关的反馈信息。

3.E1接口主要功能

E1接口管理功能

• 错误指示gNB-CU-UP或者gNB-CU-CP向gNB-CU-CP或者gNB-CU-CP 发出错误指示)

• 复位功能用于gNB-CU-UP与gNB-CU-CP建立之后和发生故障事件之后初始化对等实体

• gNB-CU-UP与gNB-CU-CP之间应用层数据的互操作

• gNB-CU-UP配置更新: gNB-CU-UP将NRCGl、s - nssai、PLMN-ID和gNB-CU-UP支持的QoS信息通知给gNB-CU-CP。

E1上下文管理功能

• 上下文承载建立 gNB-CU-CP ) ;

• 上下文承载修改与释放可以由gNB-CU或gNB-DU发起)

• QoS流映射(gNB-CU执行)

• 下行数据通知 gNB-CU-UP发起)

• 承载不活动通知

• 数据使用情况报告gNB-CU-UP发起)。

TE ID分配功能(gNB-CU-UP)

• F1-U UL GTP TEID、S1-U DL GTP TEID、NG-U DL GTP TEID X2-U DL/UL GTP
  TEID、Xn-D DL/UL GTP TEID

4.F1接口主要功能

F1接口管理功能

• F1接口管理功能错误指示

• 复位功能用于在节点建立之后和发生故障事件之后初始化对等实体

系统信息管理功能

• 系统广播信息的调度在gNB-DU中执行gNB-DU负责NR-MIB、SIB1的编码gNB-CU负责其他SI消息的编码。

F1 UE上下文管理功能

• 基于接纳控制准则、由gNB-CU发起并由gNB-DU接受或拒绝F1 UE上下文的建立

• UE上下文的修改(可以由gNB-CU或gNB-DU发起)

• QoS流和无线承载之间的映射(gNB-CU执行)

• 管理建立,修改和释放DRB和SRB资源DRB资源的建立和修改由gNB-CU触发)。

RRC消息传送功能

• RRC消息通过F1-C传送gNB-CU负责用gNB-DU提供的辅助信息对专用RRC消息进行编码。

F1-U接口主要功能功能

• 用户数据传输(Transfer of user data)

• CU和DU之间传输用户数据

• 流量控制功能Flow control function)

• 控制下行用户数据流向DU。

5.Uu接口主要功能

四、SA与NSA组网

1.常用的NSA组网方式

2.NSA与SA组网方案对比

五、MR-DC技术

MR-DC(Multi-RAT Dual Connectivity多接入网技术双连接)是指一部终端可以同时连接4G网络和5G网络同时使用两个网络进行业务此时终端需要具备至少两个MAC实体支持双发双收。对应不同的网络架构双连接有不同的名称。

六、总结

2021年参加过一次大唐杯基本没准备随便玩了玩。今年把比赛准备时间调到了寒假也算是给了一定的复习和准备时间。主要是考研太累了学会别的放松放松哈哈哈去年的学习过程中感觉出干听课的效率极低今年稍微下点功夫多百度、多记笔记不管怎样多学点知识毕竟以考研为主不指望能拿什么奖。另外感觉我大三的专业课水平并不能支撑我学习5G的知识对我来说有种空中楼阁的感觉尽量做到有据可考但是难免写出来的东西也很幼稚轻喷~

七、参考资料

• 5GC中名词解释_蟹老板不会CPP的博客

• 5G系统中无线接入网中接口的定义和功能

• LTE网络主要接口信息

• 老猿学5G随笔RAN、RAT以及anchor移动性锚点的概念

• 5G网络结构核心网侧接口介绍