5G NG网络接口

1、NG 接口设计原则

NG-RAN 架构由一组 gNB 和 ng-eNB 组成，这些 gNB 和 ng-eNB 通过 NG 接口连接到 5GC，

NG 是一个逻辑接口。

NG 接口规范的一般原则如下：

• NG 接口需要时一个开放的接口;

• 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。即使在 NG-RAN和5GC 之间没有物理直接连接的情况下，点对点逻辑接口也是可行的。

• NG 接口支持控制平面和用户平面分离;

• NG 接口分离无线网络层和传输网络层;

• NG 接口是未来的证据，可以满足不同的新要求，支持新服务和新功能;

• NG 接口与可能的 NG-RAN 部署变体分离;

• NG 应用协议支持模块化过程设计，并使用允许优化编码/解码效率的语法。

2  、NG 接口功能

NG 接口支持：

• 建立，维护和释放 PDU 会话的 NG-RAN 部分的程序;

• 执行 RAT 内切换和 RAT 间切换的过程;

• 用于用户特定信令管理的协议级别上的每个 UE 的分离;

• UE 与 AMF 之间的 NAS 信令消息的传输;

• 分组数据流的资源预留机制。

NG 用户平面接口（NG-U）是 NG 接入网和 UPF 之间的接口。 NG 接口的用户面协议栈如下图所示。传输网络层建立在 IP 传输上，GTP-U 用于 UDP / IP 之上，以承载 NG-RAN 节点和 UPF 之间的用户平面 PDU。

NG 用户面接口协议栈

NG 用户面接口在 NG-RAN 节点和 UPF 之间提供无保证(UDP)的用户平面 PDU 传送。

NG 控制平面接口（NG-C）位于 NG-RAN 和 AMF 之间。 NG 接口的控制平面协议栈如下图所示。传输网络层建立在 IP 传输之上。为了可靠地传输信令消息，在 IP 之上添加 SCTP。应用层信令协议称为 NGAP（NG 应用协议）。 SCTP 层提供有保证的应用层消息传递。 在传输中，IP 层点对点传输用于传递信令 PDU。

NG 控制面接口协议栈

NG-C 接口提供以下功能：

• NG 接口管理; 确保定义 NG 接口操作的开始（复位）

• UE 上下文管理;UE 上下文管理功能允许 AMF 在 AMF 和 NG-RAN 节点中建立，修改或释放 UE 上下文

• UE 移动性管理;ECM-CONNECTED 中的 UE 的移动性功能包括用于支持NG-RAN 内的移动性的系统内切换功能和用于支持来自/到 EPS 系统的移动性的系统间切换功能。它包括通过 NG 接口准备，执行和完成切换。

• NAS 消息的传输;NAS 信令传输功能提供用于通过 NG 接口传输或重新路由特定 UE 的NAS 消息（例如， 用于 NAS 移动性管理）的装置。

• 寻呼：寻呼功能支持向寻呼区域中涉及的 NG-RAN 节点发送寻呼请求;

• PDU 会话管理;一旦 UE 上下文在 NG-RAN 节点中可用，PDU 会话功能负责建立，修改和释放所涉及的PDU 会话 NG-RAN 资源以用于用户数据传输。

• 配置转移;配置传递功能是允许经由核心网络在两个 RAN 节点之间请求和传送 RAN 配置信息（例如，SON 信息）的通用机制。

• 警告信息传输

NG 接入网之间的接口称为 Xn 接口，如 gNB 和 gNB 之间，gNB 和 ng-eNB 之间，ng-eNB 和 ng-eNB 之间的接口都为 Xn 接口。

1  、Xn 接口设计原则

 Xn 接口规范的一般原则如下：

• Xn 接口是一个开放的接口;

• Xn 接口支持两个 NG-RAN 节点之间的信令信息交换，以及 PDU 到各个隧道端点的转发;

• 从逻辑角度来看，Xn 是两个 NG-RAN 节点之间的点对点接口。 即使在两个 NG-RAN 节点之间没有物理直接连接的情况下，点对点逻辑接口也应该是可行的。

2  、Xn 接口设计的设计目标

Xn 接口规范有助于实现以下功能：

• 由不同制造商提供的 NG-RAN 节点的互连;

• 支持通过 NG 接口提供的 NG-RAN 服务的 NG-RAN 节点之间的连续;

• 分离 Xn 接口无线电网络功能和传输网络功能，以促进未来技术的引入。

3、Xn 接口设计的功能

Xn 接口支持：

• 支持 NG-RAN 内部移动的程序;

• 支持 NG-RAN 节点之间双连接的程序。

Xn 用户平面（Xn-U）接口位于两个 NG-RAN 节点之间。 Xn 接口上的用户平面协议栈如下图所示。 传输网络层建立在 IP 传输上，GTP-U 用于 UDP / IP 之上以承载用户平面 PDU。

Xn 用户面接口协议栈

Xn-U 提供无保证的用户平面 PDU 传送，并支持以下功能：

• 数据转发;

• 流量控制。

Xn 控制平面接口（Xn-C）位于两个 NG-RAN 节点之间。 Xn 接口的控制平面协议栈如下图所示。传输网络层建立在 IP 之上的 SCTP 上。应用层信令协议称为 XnAP（Xn 应用协议）。

SCTP 层提供有保证的应用层消息传递。 在传输 IP 层中，点对点传输用于传递信令 PDU。

Xn 控制面接口协议栈

Xn-C 接口支持以下功能：

• Xn 接口管理;

• UE 移动性管理，包括上下文传送和 RAN 寻呼：

• 双连接。