5G移动通信技术 第四章 5G无线接入网和接口协议
5G通信技术的网络接入与接口协议标准
5G通信技术的网络接入与接口协议标准随着科技的不断进步和移动通信的快速发展，5G通信技术已经成为当今社会的热门话题。
作为下一代移动通信标准，5G通信技术将带来更快的网络速度、更低的延迟以及更强大的连接能力。
在实现这一目标的过程中，网络接入与接口协议标准起着至关重要的作用。
本文将探讨5G通信技术的网络接入与接口协议标准，并对其进行详细介绍。
一、网络接入标准网络接入是指终端设备与5G网络之间建立连接的过程。
5G通信技术的网络接入标准主要包括以下几个方面。
1. 无线接入技术在5G通信技术中，无线接入技术是实现终端设备与网络之间无线通信的重要手段。
目前，主要的5G无线接入技术包括毫米波通信、大规模天线阵列、中继技术等。
这些技术的应用将极大地提高网络的容量和覆盖范围，为用户提供更稳定、更快速的网络体验。
2. 接入网架构5G通信技术的接入网架构是指终端设备与核心网络之间的连接方式。
在传统的4G通信技术中，采用的是分层的接入网架构，即通过基站连接终端设备和核心网络。
而在5G通信技术中，采用的是集中式接入网架构，即通过集中式基站连接终端设备和核心网络。
这种架构的应用将提高网络的灵活性和可扩展性，为用户提供更好的网络服务。
3. 接入协议在5G通信技术中，接入协议是终端设备与网络之间进行数据传输的规范。
5G 通信技术采用的接入协议包括物理层协议、数据链路层协议、网络层协议等。
这些协议的应用将确保数据的安全传输和高效处理，为用户提供更好的网络体验。
二、接口协议标准接口协议是指不同网络节点之间进行通信和数据交换的规范。
5G通信技术的接口协议标准主要包括以下几个方面。
1. 网络间接口在5G通信技术中，网络间接口是不同网络之间进行通信和数据交换的关键。
主要的网络间接口包括用户面接口、控制面接口和管理面接口。
用户面接口用于传输用户数据，控制面接口用于传输控制信令，管理面接口用于网络管理和配置。
这些接口的标准化将确保不同网络之间的互操作性和互联互通。
G移动通信技术G核心网和接口协议
•g移动通信技术概述•g核心网•g接口协议•g移动通信技术的演进和挑战•案例分析目录移动通信技术的发展2G1G3G5G4GCD 大带宽高可靠性大连接低延迟g移动通信技术的特点ABg移动通信技术的应用g移动通信技术能够提供更快的网络速度和更好的网络质量，为移动互联网应用提供了更好的支持。
移动互联网车联网物联网工业互联网g移动通信技术能够提供低延迟、高可靠性的网络连接，为车联网应用提供了更好的支持。
g移动通信技术能够支持大量的设备连接，为物联网应用提供了更好的支持。
g移动通信技术能够提供高可靠、低延迟的网络连接，为工业互联网应用提供了更好的支持。
g核心网的架构分布式部署开放接口基于分组交换的网络架构g核心网的主要功能会话管理路由选择和数据转发网络安全业务触发和qos保障g核心网根据业务需求，触发相应的业务处理流程，并提供qos保障，确1g核心网与其他网络的关系23g核心网与无线接入网之间通过接口进行数据传输和控制，支持各种无线接入技术。
与无线接入网的关系g核心网与其他核心网之间通过互联互通协议进行互操作，实现跨网络的服务漫游和业务连续性。
与其他核心网的关系g核心网可以与其他网络，如固定通信网络、物联网、互联网等，进行互联互通，提供更加丰富的业务和服务。
与其他网络的关系SIGTRAN协议H.323协议SIP协议Diameter协议主要的g接口协议及其作用g接口协议采用了先进的传输机制，能够高效地传输数据和信令，高效传输g接口协议已经实现了标准化，不同厂商和不同品牌之间的产品具有良好的互通性，提高了移动标准化灵活性可扩展性g接口协议的特点和优势ITU-T标准IETF标准g接口协议的标准化进程g移动通信技术的演进方向5G技术推广物联网的融合云计算和大数据的应用g移动通信技术面临的挑战技术更新换代随着网络技术的不断发展，网络安全问题日益突出，G移动通信技术需要加强网络安全防护，保障用户信息安全。
网络安全问题行业标准不统一g移动通信技术的未来发展5G技术的普及随着5G技术的不断成熟，G移动通信技术将逐渐实现5G技术的普及和应用。
[5G学习]02-无线接口协议
![[5G学习]02-无线接口协议](https://img.taocdn.com/s3/m/fd2e07f69a89680203d8ce2f0066f5335a816799.png)
[5G学习]02-⽆线接⼝协议5G系统整体包括核⼼⽹、接⼊⽹以及终端部分，其中核⼼⽹与接⼊⽹间需要进⾏⽤户平⾯和控制平⾯的接⼝连接；接⼊⽹与终端间通过⽆线空⼝协议栈进⾏连接。
5G系统的⽆线接⼝继承了LTE系统的命名⽅式，即将终端和接⼊⽹之间的接⼝仍简称为Uu接⼝，也称为空中接⼝。
⽆线接⼝协议主要是⽤来建⽴、重配置和释放各种⽆线承载业务的。
⽆线接⼝协议栈仍主要分为三层两⾯，三层是指物理层、数据链路层和⽹络层，两⾯是指控制平⾯和⽤户平⾯。
以下内容专注于层三⽹络层的总结。
⼦层⽹络层⽆线资源控制（Radio Resource Control，RRC）层数据链路层媒体访问控制（Medium Access Control，MAC）层、⽆线链路控制（Radio Link Control，RLC）层、分组数据汇聚协议（Packet Data Convergence Protocol，PDCP）层和服务数据⾃适应协议（Service Data Adaptation Protocol，SDAP）层物理层物理（PHY）层数据链路层中，SDAP层只位于⽤户平⾯，负责完成从QoS流到数据⽆线承载（Data Radio Bearer，DRB）的映射；其他数据链路层的3个⼦层同时位于控制平⾯和⽤户平⾯，在控制平⾯负责⽆线承载信令的传输、加密和完整性保护，在⽤户平⾯负责⽤户业务数据的传输和加密。
⽹络层是指⽆线资源控制（Radio Resource Control，RRC）层，位于接⼊⽹的控制平⾯，负责完成接⼊⽹和终端之间交互的所有信令处理。
控制平⾯协议栈控制⾯主要负责连接建⽴、移动性和安全性。
控制平⾯协议栈下图所⽰，主要负责对⽆线接⼝的管理和控制，包括RRC协议、MAC/RLC/PDCP和物理层协议。
将⾮接⼊层（NAS）协议显⽰在这⾥，只是为了说明它是UE-5GC通信的⼀部分。
NAS控制协议实体位于终端（UE）和核⼼⽹的AMF功能实体内，主要执⾏鉴权、移动性管理、安全控制等功能。
5G核心网架构和接口协议
NF存储库功能（NRF）
- 选择一组服务于该UE的切片实例（NSI）- “Allowed NSSAI”决策- 决策服务于该UE的”AMF Set”或基于配置提供一组候选AMF
网络切片选择功能（NSSF）
NSSF
NSSF: Network Slice Selection Function 类比4G：无。
漫游架构1 - Home routed方式
漫游架构1：Home routed在HPLMN和VPLMN中，都存在SMF和UPFHPLMN 和VPLMN中SMF选择各自的UPF基于PDU会话粒度选择漫游方式（Home Routed or LBO）
漫游架构2 - LBO(Local breakout)方式
会话管理功能（SMF）
SMF
SMF: Session Management function 类比4G：MME+SGW+PGW中会话和承载管理的控制面功能，终结SM层NAS信令
- 提供统一的鉴权管理功能统一鉴权方法 - EAP-AKA/5G-AKA鉴权方法选择 - 选择方：AUSF(Authentication Server) - 选择子：SUPI（Subscriber Permanent Identifier，3GPP中就是IMSI）、签约信息
第4章-5G无线接入网和接口协议图文图文课件
处理功能；狭义上，基于实际设备的实现，DU仅负责基带处理功能， RRU(Remote Radio Unit，远端射频单元)负责射频处理功能，DU和RRU之间通过 CPRI(Common Public Radio Interface，通用无线协议接口)或eCPRI(enhance Common Public Radio Interface，增强通用无线协议接口)相连。
5G移动通信技术
CONTENTS 第四章
5G无线接入网和接口协议 5G无线接入网整体架构和节点 接口协议和功能 无线协议架构 无线接入架构中的几个典型流程
【本章内容】 无线接入网是移动通信的主要组成部分，其各种
接口用来实现接入网中不同功能单元之间以及接入网和核 心网之间的数据处理与交互。5G无线接入网的根本特征是 CU和DU分离，通过CU和DU在物理位置上的灵活部署来实现 不同的业务功能。5G的接入网除了有空中接口、和核心网 之间的接口、基站之间的接口之外，还新增了F1接口和E1 接口。本章还介绍了5G的无线协议架构和5G几个独有的业 务信令流程，比如F1接口启动等。
核桃AI
4
5G无线接入网和接口协议
4.1 5G无线接入网整体架构和节点
核桃AI
4.1.1 基本架构和节点功能 5G RAN是5G的无线接入网，简称NG-RAN，全称New Radio Access TechnoG RAN，它发生了巨大变化，如图4-1 所示。
对于NG-RAN，由gNB-CU和gNB-DU组成的gNB的NG和Xn-C接口(gNB和gNB之间的接 口的控制面)终止于gNB-CU；gNB-CU和连接的gNB-DU仅对其他gNB可见，而5GC仅对 gNB可见。 gNB包括以下功能： · 无线资源管理功能：无线承载控制，无线接纳控制，连接移动性控制，上行链 路和下行链路中UE的动态资源分配及调度； · IP报头压缩，加密和数据完整性保护； · 在UE提供的信息不能确定到AMF的路由时，为UE在UE附着的时候选择AMF； · 将用户面数据路由到UPF； · 提供控制面信息向AMF的路由； 核桃AI
04-第四章 5G网络架构1
§4.1 5G网络整体架构
• Option 3系列的控制面锚点为4G基站，3个细分 选项的区分主要在于分流控制点的不同
§4.1 5G网络整体架构
• Option 7系列的控制面锚点为4G基站，3个细分 选项的区分主要在于分流控制点的不同
§4.1 5G网络整体架构
• Option 4系列的控制面锚点为5G基站，2个细分 选项的区分主要在于分流控制点的不同
Option 3 Option 3a Option 3x
细分选项区别 所有的控制面信令都 经 由 eNB 转 发 ， eNB 将数据分流给gNB 所有的控制面信令都 经 由 eNB 转 发 ， EPC 将数据分流至gNB 所有的控制面信令都 经 由 eNB 转 发 ， gNB 可将数据分流至eNB
示意图
网络注册功能
5G新增，类似增强DNS功能
§4.2 5G核心网
• 5G的核心网应用的两种技术：
• 网络虚拟化NFV（Network Functions Virtualization）：将各种类型的 网络设备，如服务器、交换机、磁盘阵列，构建成为一个DCN网， 通过借用IT的虚拟化技术虚拟化形成VM（虚拟机，Virtual Machine），然后将传统的CT业务部署到VM上
4 Option 1 -> Option 7/7a -> Option 2 Option 1 -> Option 3/3a/3x -> Option 1 + Option 2 + Option 7/7a->
5 Option 2 + Option 5
6 Option 1 -> Option 3x -> Option 7x -> Option 4 -> Option 2
5G系统中无线接入网中接口的定义和功能
今天，我们来谈一下，5G系统无线接入网中常用的几个接口。
5G哥尽量将这些概念简单化一些，要不，沉下心来看的人就不多了。
NG接口NG接口：无线接入网和5G核心网之间的接口。
NG接口是一个逻辑接口，规范了NG接口，NG-RAN节点与不同制造商提供的AMF的互连；同时，分离NG接口无线网络功能和传输网络功能，以便于引入未来的技术。
从任何一个NG-RAN节点向5GC可能存在多个NG-C逻辑接口。
然后，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。
NG接口分为NG-C接口（NG-RAN和5GC之间的控制面接口）和NG-U 接口（ NG-RAN和5GC之间的用户面接口）。
NG接口的功能寻呼功能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，例如UE注册的TA的NG-RAN节点。
UE上下文管理功能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，例如，以支持NG上的用户个体信令。
移动管理功能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。
PDU会话管理功能一旦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NGRAN资源以用于用户数据传输，NGAP 支持AMF对PDU会话相关信息的透明中继。
NAS传输功能NAS信令传输功能提供通过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）的手段。
NAS节点选择功能5GS架构支持NG-RAN节点与多个AMF的互连。
因此，NAS节点选择功能位于NG-RAN节点中，以基于UE的临时标识符确定UE的AMF 关联，该临时标识符由AMF分配给UE。
5G无线技术及部署5G空中接口
第四章 5G空中接口l5G空中接口简称“空口”，用于终端UE与基站gNodeB之间的通信。
和LTE一样，这个接口被命名为Uu接口，大写字母U表示用户网络接口（User to NetworkInterface，UNI），小写字母u则表示通用的（Universal）。
l本章主要介绍5G空口协议栈的组成和每一层的功能、5G空口的帧结构和物理资源、5G上行和下行物理信道，以及相关的物理信号。
l学完本课程后，您将能够：p掌握5G空口协议栈p掌握5G空口帧结构及物理资源p掌握5G空口物理信道p了解5G空口物理信号4.1 5G空中接口协议栈4.2 5G空口帧结构及物理资源4.3 5G物理信道4.4 5G物理信号l UE 与 gNodeB 之间通过Uu接口连接。
在逻辑上，Uu 接口可以分为控制面和用户面。
控制面协议栈用户面协议栈l控制面分为：（1）由无线资源控制（Radio Resource Control，RRC）提供，用于承载 UE 和 gNodeB 之间的信令；（2）用于承载非接入层（Non Access Stratum，NAS）信令消息，并通过RRC 传送到移动性管理实体（Access and Mobility Management Function，AMF）。
NAS是接入层（Access Stratum，AS）的上层。
接入层定义了与射频接入网（Radio Access Network，RAN）相关的信令流程和协议。
NAS主要包含两部分：上层信令和用户数据。
NAS信令指的是在UE和AMF之间传送的控制面消息，包括移动性管理（Mobility Management，MM）消息和会话管理（Session Management，SM）消息。
RRC是5G空中接口控制面的主要功能层。
UE与gNodeB之间传送的RRC消息依赖于PDCP、RLC、MAC和PHY层的服务。
RRC处理UE与5G RAN之间的所有信令，包括UE与核心网之间的信令，即由专用RRC消息携带的NAS信令。
《5G无线网络规划与优化》第4章 5G空中接口原理
提升速率、容量
3D垂直平面波束赋形
6
3D波束赋形
提升速率、覆盖
7
上下行解耦
定义SUL频段，支持上下行解耦
提升上行覆盖
协议栈非实时部分RRC\PDCP分离成CU，实时部分RLC\MAC\PHY分离成 CU可云化部署、网络弹性、降低前传
8
CU/DU分离
DU
压力
去掉CRS，广播信道Beam扫描发射，BWP带宽设计
Massive MIMO：64T64R 及其以上
1ms TTI
Shorter TTI（0.5ms）
0.1ms TTI
固定15kHz子载波
Narrow Band-M2M（LTEM）
D2D（LTE-D）
可变带宽子载波
扁平化IP化网络架构
Cloud EPC
NFV、SDN
5G空口主要关键技术
5G空口主要关键技术
特征：数据通信 代表业务：数据业务、 APP应用兴起
特征：移动互联通信 代表业务：高速数据业务、 移动互联网
从2G时代开始，网络架构都是蜂窝组网，每个时代的主流业务差异较大，2G/3G/4G主要服务对 象是消费者，提供尽力而为的服务。
2G3G4G业务
2G
TDMA
GPRS/EDGE
• 峰值速率(UL:DL) 0.47/0.47Mbps
从技术的角度无线侧不可能通过升级来变到5G，必须要实现空口技术的突破创新，以达到服务千 行百业的需求。
2G3G4G空口关键技术
第二代移动通信系统
20世纪80年代中期，欧洲首先推出全球移动通信系统GSM。2G 还包括IS-95 CDMA、DAMPS、PDCS。GSM体制开放、技术成 熟、应用最广泛。
通信行业5G移动通信技术应用方案
通信行业5G移动通信技术应用方案第1章 5G移动通信技术概述 (3)1.1 5G技术背景与发展历程 (3)1.1.1 5G技术背景 (4)1.1.2 5G发展历程 (4)1.2 5G关键技术与特点 (4)1.2.1 关键技术 (4)1.2.2 特点 (4)1.3 5G网络架构与部署策略 (5)1.3.1 5G网络架构 (5)1.3.2 5G部署策略 (5)第2章 5G频谱规划与应用 (5)2.1 5G频谱资源分配 (5)2.1.1 频谱资源分配原则 (5)2.1.2 频谱资源分配方法 (6)2.1.3 频谱资源分配现状 (6)2.2 5G频段选择与使用策略 (6)2.2.1 频段选择因素 (6)2.2.2 频段使用策略 (6)2.3 5G频谱共享与动态频谱分配 (6)2.3.1 频谱共享 (7)2.3.2 动态频谱分配 (7)第3章 5G核心网技术 (7)3.1 5G核心网架构与功能 (7)3.1.1 架构概述 (7)3.1.2 核心网功能 (7)3.2 5G控制面与用户面分离 (7)3.2.1 分离背景 (7)3.2.2 分离技术实现 (8)3.3 5G网络切片技术 (8)3.3.1 网络切片概念 (8)3.3.2 切片实现机制 (8)3.3.3 切片技术的应用 (8)第4章 5G无线接入技术 (8)4.1 5G大规模天线技术 (8)4.1.1 技术概述 (8)4.1.2 技术特点 (8)4.1.3 应用场景 (9)4.2 5G超密集组网技术 (9)4.2.1 技术概述 (9)4.2.2 技术特点 (9)4.2.3 应用场景 (9)4.3 5G新型波形与调制技术 (9)4.3.1 技术概述 (9)4.3.2 技术特点 (9)4.3.3 应用场景 (9)第5章 5G关键功能指标与优化 (10)5.1 5G关键功能指标体系 (10)5.1.1 延时功能 (10)5.1.2 速率功能 (10)5.1.3 连接密度 (10)5.1.4 可靠性 (10)5.2 5G网络覆盖与容量优化 (10)5.2.1 网络覆盖优化 (10)5.2.2 网络容量优化 (10)5.3 5G网络能效与运维优化 (10)5.3.1 能效优化 (10)5.3.2 运维优化 (10)第6章 5G行业应用场景与需求 (11)6.1 5G在工业互联网的应用 (11)6.1.1 概述 (11)6.1.2 应用场景 (11)6.2 5G在智慧城市的应用 (11)6.2.1 概述 (11)6.2.2 应用场景 (11)6.3 5G在智能交通的应用 (12)6.3.1 概述 (12)6.3.2 应用场景 (12)第7章 5G网络安全与隐私保护 (12)7.1 5G网络安全挑战与需求 (12)7.1.1 网络切片安全 (12)7.1.2 边缘计算安全 (12)7.1.3 密集组网安全 (13)7.1.4 面向服务的架构安全 (13)7.2 5G网络安全架构与关键技术 (13)7.2.1 5G网络安全架构 (13)7.2.2 物理层安全 (13)7.2.3 网络层安全 (13)7.2.4 应用层安全 (13)7.3 5G用户隐私保护策略与措施 (13)7.3.1 用户隐私保护策略 (13)7.3.2 用户隐私保护措施 (14)第8章 5G终端设备与技术要求 (14)8.1 5G终端设备分类与关键特性 (14)8.1.1 分类 (14)8.1.2 关键特性 (14)8.2 5G终端设备技术要求与测试方法 (14)8.2.1 技术要求 (14)8.2.2 测试方法 (15)8.3 5G终端设备发展趋势与挑战 (15)8.3.1 发展趋势 (15)8.3.2 挑战 (15)第9章 5G产业生态与商业模式 (16)9.1 5G产业链分析与产业布局 (16)9.1.1 5G产业链概述 (16)9.1.2 5G产业布局现状 (16)9.1.3 5G产业链发展挑战与机遇 (16)9.2 5G商业模式创新与实践 (16)9.2.1 5G商业模式概述 (16)9.2.2 5G商业模式创新案例 (16)9.2.3 5G商业模式发展前景 (16)9.3 5G产业政策与市场趋势 (16)9.3.1 我国5G产业政策分析 (16)9.3.2 5G市场发展趋势 (17)9.3.3 5G产业发展建议 (17)第10章 5G技术未来发展展望 (17)10.1 5G技术演进与发展方向 (17)10.1.1 标准化进程与版本更新 (17)10.1.2 关键技术突破与创新 (17)10.1.3 产业应用拓展与融合 (17)10.2 5G在6G时代的地位与作用 (17)10.2.1 5G与6G的关系与定位 (17)10.2.2 5G技术对6G发展的支撑作用 (17)10.2.3 6G时代5G技术的演进方向 (17)10.3 5G技术可持续发展与挑战应对策略 (17)10.3.1 可持续发展策略 (18)10.3.2 面临的挑战与应对措施 (18)10.3.3 政策、产业与科研协同发展 (18)第1章 5G移动通信技术概述1.1 5G技术背景与发展历程移动通信技术的飞速发展，自20世纪80年代第一代移动通信系统诞生以来，移动通信技术已经历了多次变革。
5G系统接口功能与协议
5G系统接口功能与协议NG接口是NG-RAN和5G核心网之间的接口，支持控制面和用户面分离，支持模式化设计。
NG接口协议栈如图1-14所示，其中左侧表示控制面协议栈(NG-C 接口)，右图表示用户面协议栈(NG-U接口)。
Xn接口是NG-RAN之间的接口,Xn接口协议栈如下图1-15所示，其中左侧表示控制面协议栈(Xn-C接口)，右侧表示用户面协议栈（Xn-U接口)。
在CU\DU分离的情况下，Xn-C是CU-C之间的接口，Xn-U是CU-U之间的接口。
5G系统接口功能与协议:Xn-U接口的主要功能: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。
CU\DU分离场景下，E1接口是指CU-C与CU-U之间的接口，E1接口只有控制面接口（E1-C接口)。
E1接口是开放接口，支持端点之间信令信息的交换，支持5G系统新服务和新功能。
E1-C接口不能用于用户数据转发。
E1接口协议栈如下图1-16所示:CU\DU分离场景下，F1接口是指CU与DU之间的接口，区分为用户面接口(F1-U接口）和控制面接口（F1-C接口)。
F1接口支持eNB-point之间的信令交互，包括支持不同eNB-point的数据发送。
F1接口协议栈如下图1-16所示，其中左侧表示控制面协议栈(F1-C接口)，右侧表示用户面协议栈(F1-U接口)。
F1-U接口主要功能：●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。
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-CPE1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)TEID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-U DL/UL GTP TEIDF1-C接口主要功能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。
5G系统中无线接入网中接口的定义和功能
5G系统中无线接入网中接口的定义和功能5G系统中，无线接入网（RAN）是连接终端设备（如手机、智能电视、物联网设备等）和核心网之间的网络。
在无线接入网中，接口是指连接不同设备或网络组件之间的物理或逻辑接口。
这些接口承担着信息传输和控制的功能，确保设备之间能够进行有效的通信。
在5G系统中，无线接入网中的接口扮演着至关重要的角色，不仅影响通信的性能和速度，还直接影响整体的用户体验。
在5G系统中，无线接入网中存在多个重要的接口，每个接口都有自己的定义和功能。
以下是一些常见的无线接入网中接口的定义和功能：1.Uu接口：Uu接口是指连接用户终端设备（如手机）和基站之间的接口。
它承载着数据传输和控制信令，确保用户设备能够与基站进行通信。
Uu接口在5G系统中起着至关重要的作用，直接影响用户体验的速度和稳定性。
2.Xn接口：Xn接口是连接两个不同基站之间的接口，用于基站之间的数据传输和控制信令。
Xn接口在5G系统中扮演着协调不同基站之间的作用，确保用户设备能够无缝地切换到不同基站，实现更好的覆盖和容量。
3.N2接口：N2接口是连接基站和核心网之间的接口，用于传输控制信令和用户数据。
N2接口在5G系统中承担着确保基站和核心网之间高效通信的功能，从而提高网络的性能和可靠性。
4.Ng接口：Ng接口是连接无线接入网和核心网之间的接口，用于传输用户数据和控制信令。
Ng接口在5G系统中是实现无缝连接用户设备和核心网的关键，确保用户能够快速访问各种服务并享受高质量的通信体验。
5.F1接口：F1接口是连接基带处理器和射频单元之间的接口，用于传输处理器生成的基带信号和射频单元之间的数据。
F1接口在5G系统中起着确保基带处理和射频信号之间高效传输的功能，从而提高整个系统的性能和效率。
总的来说，无线接入网中的接口在5G系统中起着至关重要的作用，承载着数据传输和控制信令的功能，确保用户设备能够与网络高效通信。
通过不同接口之间的协调和合作，5G系统能够实现更快速、更稳定和更高质量的通信体验，为用户提供更好的服务。
5G网络下的无线接入技术
5G网络下的无线接入技术随着5G网络的到来，人们的生活正在迎来新的变革，5G网络将能提供更快的网速、更稳定的网络连接以及更广泛的覆盖范围，而无线接入技术也将因此得到大幅度的提升。
在这篇文章中，我们将详细地探讨5G网络下的无线接入技术的新变革和发展。
1. 5G网络的基础架构首先，我们需要了解5G网络的基础架构。
5G网络的基础架构是基于前几代移动通信技术的基础上不断发展而来的。
它采用了新一代的Mobile Broadband（MBB）技术，配合千兆光纤、云计算、网络智能化、物联网等技术，构成了一个全新的、开放式、高可扩展性、高可靠性、超低时延、超高带宽的5G网络架构。
在5G网络的技术架构中，有三个关键的部分：用户终端设备、无线接入网和核心网。
用户终端设备包括智能手机、平板电脑、可穿戴设备等；无线接入网指无线基站和无线网关，旨在提供高效的无线传输和接入服务；核心网则是网络语音、数据等服务的中心，通常位于网络的中心，负责维护网络中的各种功能、连接、流量管理和资源配置等服务。
2. 5G无线接入技术的重要性在5G网络中，无线接入技术起到了至关重要的作用。
它承担着许多重要的任务，如连接设备、提供高速数据传输、保持网络连接稳定等。
无线接入技术也是用户接入网络的第一步，同时还要保证短距离的无线连接和长距离的流量传输。
与4G网络相比，5G网络的无线接入技术有许多改进。
5G网络下的无线接入技术，采用了更广泛的频谱资源，使用更先进的天线技术，用更高的带宽来传输数据，由此实现更高的数据吞吐量和更低的网络延迟。
3. 5G无线接入技术的新变革与4G网络相比，5G网络的无线接入技术有许多新的变革。
其中最显著的一个是毫米波技术（mmWave），这种技术通过使用更高的频率和更薄的波长来传输数据，达到更高的速度和更低的延迟。
由于毫米波技术使用的频率非常高，它可以提供更高的数据传输速度。
同时由于这些频段已经申请获得执照，因此不会与现有的电信服务产生干扰。
通讯行业5G网络技术推广与应用方案
通讯行业5G网络技术推广与应用方案第一章 5G网络技术概述 (1)1.1 5G技术发展背景 (2)1.2 5G网络关键特性 (2)第二章 5G网络标准与协议 (3)2.1 5G标准制定过程 (3)2.2 5G网络协议体系 (3)2.2.1 无线接口协议 (3)2.2.2 核心网协议 (4)第三章 5G网络架构与关键技术 (4)3.1 5G网络架构设计 (4)3.2 5G关键技术分析 (5)5.2.1 毫米波通信技术 (5)5.2.2 大规模MIMO技术 (5)5.2.3 网络切片技术 (6)5.2.4 边缘计算技术 (6)第四章 5G网络部署与规划 (6)4.1 5G网络部署策略 (6)4.2 5G网络规划与优化 (7)第五章 5G网络覆盖与功能 (7)5.1 5G网络覆盖范围 (7)5.2 5G网络功能评估 (8)第六章 5G网络在通信行业中的应用 (8)6.1 5G网络在移动通信中的应用 (8)6.2 5G网络在固定通信中的应用 (9)第七章 5G网络与物联网 (9)7.1 5G网络与物联网的融合 (9)7.2 5G网络在物联网中的应用案例 (10)第八章 5G网络与垂直行业 (11)8.1 5G网络在工业互联网中的应用 (11)8.2 5G网络在医疗健康领域的应用 (11)第九章 5G网络安全与隐私保护 (12)9.1 5G网络安全挑战 (12)9.2 5G网络安全解决方案 (12)第十章 5G网络发展趋势与展望 (13)10.1 5G网络技术发展趋势 (13)10.2 5G网络产业发展前景 (13)第一章 5G网络技术概述1.1 5G技术发展背景全球信息化和数字化进程的加速，移动通信技术已成为现代社会生活的重要支撑。
从1G到4G，移动通信技术经历了多次变革，为人类生活带来了极大的便利。
但是在物联网、大数据、云计算等新兴技术的推动下，对于通信速度、容量和延迟等功能要求越来越高，4G网络已无法满足未来发展的需求。
5g空口与协议流程
5g空口与协议流程5G空口（Air Interface）是指无线通信中用户设备（UE）和基站之间的无线连接部分。
5G空口采用了新的物理层和协议，以支持更高的数据速率、低延迟、大连接密度以及更好的覆盖。
下面是关于5G空口协议流程的一些基本信息：5G空口协议流程接入过程（Access Procedure）:小区搜索（Cell Search）: UE首先搜索周围的5G小区，获取相关信息。
同步（Synchronization）: UE与选定的小区建立时间和频率同步。
随机接入（Random Access）: UE通过随机接入信令请求建立连接。
建立连接（Connection Establishment）:承载建立（Bearer Establishment）: 建立UE和核心网（CN）之间的数据传输承载。
安全性建立（Security Establishment）: 建立起连接的安全性，采用加密和完整性保护。
数据传输（Data Transmission）:上行传输（Uplink Transmission）: UE向基站发送数据。
下行传输（Downlink Transmission）: 基站向UE发送数据。
小区重选和切换（Cell Reselection and Handover）:小区重选（Cell Reselection）: UE可能会在不同小区之间进行选择，以满足不同的服务质量要求。
切换（Handover）: 在移动过程中，UE可能会切换到其他小区以保持连接。
无线资源控制（Radio Resource Control, RRC）:RRC连接建立与释放（RRC Connection Establishment and Release）: 控制连接的建立和释放。
RRC重新配置（RRC Reconfiguration）: 在运行时调整连接参数。
QoS（Quality of Service）管理:QoS流建立与管理（QoS Flow Establishment and Management）: 为不同的服务流建立和管理相应的QoS。
5G移动通信技术 第四章 5G无线接入网和接口协议
无线网CU-DU架构的好处还体现在能够获得小区间协作增益，实现集中负载管理，以及高效实 现密集组网下的集中控制，比如多连接、密集切换、获得池化增益、使能NFV/SDN等等，满足运营 商某些5G场景的部署需求。需要注意的是，在设备实现上，CU和DU可以灵活选择，即二者可以是 分离的设备，通过F1接口通信；或者CU和DU也完全可以集成在同一个物理设备中，此时F1接口就 变成了设备内部的接口，CU之间通过Xn接口进行通信。CU-DU架构如图4-3所示。
布式单元)组成。gNB-CU和gNB-DU通过F1接口连接。在工作时，一个gNB-DU仅连接一个gNB-CU。
但是为了可扩展性能或者冗余配置，可以通过适当的实现方案将一个gNB-DU连接到多个gNB-CU
上。
对于NG-RAN，由gNB-CU和gNB-DU组成的gNB的NG和Xn-C接口(gNB和gNB之间的接口的控制面)
核桃AI
4.1.2 CU和DU的分离架构
依托5G系统对接入网架构的需求，5G接入网架构中，已经明确将接入网分为CU和DU两个功能 实体，即由CU和DU组成gNB基站，如图4-2所示。
其中，CU是一个集中式节点，上行通过NG接口与核心网NGC相连接，在接入网内部则能够控制 和协调多个小区，包含协议栈高层控制和数据功能，涉及的主要协议层包括控制面的RRC功能和用 户面的IP、SDAP(Service Data Adaptation Protocol，服务数据适配协议)、PDCP(Packet Data Convergence rotocol，分组数据汇聚协议)子层功能；DU是分布式单元，广义上，DU实现射频处 理功能和RLC、MAC以及物理层等基带
5g通信协议
5G通信协议引言随着科技的不断进步，无线通信技术也在不断发展。
5G通信技术作为第五代移动通信技术，将会带来更快、更可靠的通信体验。
本文将介绍5G通信协议的基本概念和特点。
1. 5G通信协议的定义5G通信协议是一套用于第五代移动通信系统的通信规范和标准。
它定义了无线网络中不同设备之间的通信方式和数据交换过程。
5G通信协议是一项复杂的技术，由多个子协议组成，包括物理层协议、数据链路层协议、网络层协议以及应用层协议。
2. 5G通信协议的特点2.1 更高的速率5G通信协议相比于前几代移动通信协议，具有更高的传输速率。
它能够提供更快的下载和上传速度，支持高清视频、大型文件的传输和流媒体等应用。
2.2 更低的延迟5G通信协议的另一个特点是更低的延迟。
它通过减少数据传输的时间间隔，实现了快速响应和实时通信。
这对于需要高效交互的应用场景，如自动驾驶、远程医疗等具有重要意义。
2.3 更多的连接相比于4G通信协议，5G通信协议能够支持更多设备的连接。
它具有更高的容量和更高的网络密度，可以同时连接更多的用户和物联网设备，满足未来物联网应用的需求。
2.4 更好的能源效率5G通信协议对能源的利用效率更高。
它采用了一系列技术手段，包括功率控制、信号调度等，以减少能源的消耗，延长设备的电池寿命。
3. 5G通信协议的应用3.1 移动通信5G通信协议将为移动通信带来革命性的变化。
它不仅提供了更快的传输速率和更低的延迟，还支持更多的用户和物联网设备的连接。
这将极大地改善移动通信体验，为用户带来更多的便利和选择。
3.2 物联网5G通信协议在物联网领域也具有广泛的应用前景。
它能够支持大规模的物联网设备连接和数据传输，为智能家居、智能城市、智能交通等应用提供强大的通信基础设施。
3.3 工业应用5G通信协议在工业应用中具有重要的意义。
它能够支持工业自动化和机器人技术的发展，提高生产效率和生产线的灵活性。
同时，它也为远程监控和管理提供了新的可能性，使得工业生产更加智能化和高效化。
5g通信协议
5G通信协议1. 引言5G通信协议是指在第五代移动通信技术（即5G技术）中使用的协议体系。
它为用户提供了更高的数据传输速度、更低的延迟以及更大的网络容量，进一步推动了移动通信的发展。
本文将介绍5G通信协议的基础知识、关键特性以及常见的通信协议。
2. 5G通信协议的基础知识2.1 5G技术概述 5G技术是第五代移动通信技术的简称，它以高速率、低延迟和大容量为特点。
与之前的移动通信技术相比，5G技术具备更高的频率范围和更广的覆盖范围，为用户提供更出色的通信体验。
2.2 5G通信协议的作用 5G通信协议是实现5G通信的关键，它定义了5G设备之间进行通信的规则和约定。
通过5G通信协议，设备可以相互交换信息、建立连接以及进行数据传输。
5G通信协议不仅支持传统的语音和短信通信，还支持更多复杂的业务需求，如高清视频传输、物联网设备连接等。
3. 5G通信协议的关键特性3.1 高速率 5G通信协议支持更高的数据传输速度，可以满足用户对于高清视频、虚拟现实等应用场景的需求。
3.2 低延迟 5G通信协议具备更低的传输延迟，可以实现实时的通信和交互体验。
这对于自动驾驶汽车、远程医疗等应用场景非常关键。
3.3 大容量 5G通信协议支持更大的网络容量，可以连接更多的终端设备，并保持通信的稳定性和可靠性。
3.4 网络切片 5G通信协议引入了网络切片的概念，可以根据不同应用场景的需求，将网络划分为不同的部分，为每个部分提供特定的网络服务。
3.5 安全性 5G通信协议在设计上注重了安全性，采用了更强大的加密算法和认证机制，保障用户通信的隐私和安全。
4. 常见的5G通信协议4.1 5G新空口协议（NR） 5G新空口协议是5G通信的核心协议之一，它定义了5G设备之间的无线物理层和信令层的通信规则。
4.2 5G核心网协议（NGC） 5G核心网协议是5G通信中的关键协议，它负责承载和传输用户数据、进行用户身份认证和安全加密等功能。
4.3 5G业务协议 5G业务协议定义了支持5G网络上各种业务需求的协议，包括视频传输协议、音频传输协议等。
5g空口与协议流程
5g空口与协议流程5G空口是指无线通信网络中的无线接口，是连接用户设备（比如手机、电脑）与网络之间的通信环节。
5G空口的技术特点包括高带宽、低延迟、大容量和广覆盖等，为用户提供更快速、更可靠的网络连接和服务。
5G空口的协议流程主要包括接入过程、控制过程和数据传输过程。
接下来我将详细介绍每个过程的具体内容。
一、接入过程：1. 小区搜寻：用户设备首先搜索附近的5G基站，获取基站的相关信息。
2. 小区选择：用户设备选择一个最优的5G基站进行连接，一般选择信号强度最好的基站。
3. 小区识别：用户设备向选择的基站发送识别请求，基站收到请求后分配一个唯一的标识给用户设备。
4. 预备状态：用户设备进入预备状态，等待进一步的指令。
5. 随机接入：用户设备向基站发送随机接入请求，基站收到请求后返回一个随机接入确认以及基站的时隙参数。
6. 接入确认：用户设备收到基站的随机接入确认后，返回一个接入确认报文，完成接入过程。
二、控制过程：1. 引导过程：基站向用户设备发送引导信号，提示用户设备进入控制状态。
2. 初始接入过程：用户设备向基站发送初始接入请求，基站收到请求后分配一个全局唯一标识给用户设备。
3. 鉴权过程：用户设备向基站发送鉴权请求，基站收到请求后进行鉴权，验证用户设备的合法性。
4. 安全性配置过程：基站向用户设备发送安全性配置信息，确保用户设备的通信安全。
5. 切换过程：在用户设备移动过程中，当信号强度不足时，需要进行切换到信号更好的基站，以保持通信稳定。
三、数据传输过程：1. 建立承载：用户设备向基站发送建立承载请求，基站收到请求后分配一个唯一的承载标识给用户设备。
2. 数据传输：用户设备与基站之间进行数据传输，包括上行数据（用户设备发送给基站）和下行数据（基站发送给用户设备）。
3. 承载管理：基站对用户设备的数据流进行管理和调度，确保传输效率和服务质量。
4. 释放承载：当用户设备不再需要承载时，或者网络条件变化时，用户设备向基站发送释放承载请求，基站收到请求后释放相应的承载。
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4 5G无线接入网和接口协议 4.1 5G无线接入网整体架 构和节点
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4.1.1 基本架构和节点功能
5G RAN是5G的无线接入网，简称NG-RAN，全称New Radio Access Technology in 3GPP，是5G系 统的重要组成部分。相对于4G RAN，它发生了巨大变化，如图4-1所示。
图4-2 5G NR CU-DU逻辑架构
处理功能；狭义上，基于实际设备的实现，DU仅负责基带处理功能，RRU(Remote Radio Unit， 远端射频单元)负责射频处理功能，DU和RRU之间通过CPRI(Common Public Radio Interface，通 用无线协议接口)或eCPRI(enhance Common Public Radio Interface，增强通用无线协议接口)相 连。
由于功能的分离，在5G RAN侧增加了CU和DU之间的F1接口，3GPP对该接口的定义和消息交互 也进行了标准化。CU/DU具有多种切分方案，不同切分方案的适用场景和性能增益均不同，同时对 前传接口的带宽、传输时延、同步等参数要求也有很大差异。
这种分离架构体现在硬件部分，相比于4G基站，BBU功能在5G中被重构为CU和DU两个功能实体。 采用CU和DU架构后，CU和DU可以由独立的硬件来实现。从功能上看，一部分核心网功能可以下移 到CU甚至DU中，用于实现移动边缘计算。此外，原先所有的L1、L2、L3等功能都在BBU中实现，新 的架构下可以将L1、L2、L3功能分离，分别放在CU和DU甚至RRU、AAU(Active Antenna Unit，基 站有源天线单元)中来实现，以便灵活地应对传输和业务需求的变化。由此可见，5G系统中采用 CU-DU分离架构后，传统BBU和RRU网元及其逻辑功能都会发生很大变化。Leabharlann · 将用户面数据路由到UPF；
· 提供控制面信息向AMF的路由；
· 连接设置和释放；
· 调度和传输寻呼消息；
· 调度和传输系统广播信息；
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· 用于移动性和调度的测量与测量报告配置； · 上行链路中的传输级数据包标记； · 会话管理； · 支持网络切片； · QoS流量管理和映射到数据无线承载； · 支持处于RRC_INACTIVE(无线连接处于非激活态)状态的UE； · NAS消息的分发功能； · 无线接入网共享； · 双连接。 注：AMF、UPF等为5G核心网的功能单元，具体功能请参考第5章内容。
5G移动通信技术
CONTENTS
5G无线接入网和接口协议
第四章 5G无线接入网整体架构和节点
接口协议和功能
无线协议架构
无线接入架构中的几个典型流程
【本章内容】 无线接入网是移动通信的主要组成部分，其各种接
口用来实现接入网中不同功能单元之间以及接入网和核 心网之间的数据处理与交互。5G无线接入网的根本特征 是CU和DU分离，通过CU和DU在物理位置上的灵活部 署来实现不同的业务功能。5G的接入网除了有空中接口、 和核心网之间的接口、基站之间的接口之外，还新增了 F1接口和E1接口。本章还介绍了5G的无线协议架构和5G 几个独有的业务信令流程，比如F1接口启动等。
终止于gNB-CU；gNB-CU和连接的gNB-DU仅对其他gNB可见，而5GC仅对gNB可见。
gNB包括以下功能：
· 无线资源管理功能：无线承载控制，无线接纳控制，连接移动性控制，上行链路和下行链
路中UE的动态资源分配及调度；
· IP报头压缩，加密和数据完整性保护；
· 在UE提供的信息不能确定到AMF的路由时，为UE在UE附着的时候选择AMF；
布式单元)组成。gNB-CU和gNB-DU通过F1接口连接。在工作时，一个gNB-DU仅连接一个gNB-CU。
但是为了可扩展性能或者冗余配置，可以通过适当的实现方案将一个gNB-DU连接到多个gNB-CU
上。
对于NG-RAN，由gNB-CU和gNB-DU组成的gNB的NG和Xn-C接口(gNB和gNB之间的接口的控制面)
CU-DU功能灵活切分的好处在于硬件实现灵活，可以节省成本。CU和DU分离的架构下可以实现 性能和负荷管理的协调、实时性能优化并使用NFV/SDN(网络功能虚拟化/软件定义网络)功能。功 能分割可配置能够满足不同应用场景的需求，如传输时延的多变性。
总之，为了支持灵活的组网架构，适配不同的应用场景，5G无线接入网将存在多种不同架构、 不同形态的基站设备。从设备架构角度划分，5G基站可分为BBU-AAU、CU-DU-AAU、BBU-RRUAntenna、CU-DU-RRU-Antenna、一体化gNB等不同的架构。从设备形态角度划分，5G基站可分为基 带设备、射频设备、一体化gNB设备以及其他形态的设备。
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4.1.2 CU和DU的分离架构
依托5G系统对接入网架构的需求，5G接入网架构中，已经明确将接入网分为CU和DU两个功能 实体，即由CU和DU组成gNB基站，如图4-2所示。
其中，CU是一个集中式节点，上行通过NG接口与核心网NGC相连接，在接入网内部则能够控制 和协调多个小区，包含协议栈高层控制和数据功能，涉及的主要协议层包括控制面的RRC功能和用 户面的IP、SDAP(Service Data Adaptation Protocol，服务数据适配协议)、PDCP(Packet Data Convergence Protocol，分组数据汇聚协议)子层功能；DU是分布式单元，广义上，DU实现射频处 理功能和RLC、MAC以及物理层等基带
无线网CU-DU架构的好处还体现在能够获得小区间协作增益，实现集中负载管理，以及高效实 现密集组网下的集中控制，比如多连接、密集切换、获得池化增益、使能NFV/SDN等等，满足运营 商某些5G场景的部署需求。需要注意的是，在设备实现上，CU和DU可以灵活选择，即二者可以是 分离的设备，通过F1接口通信；或者CU和DU也完全可以集成在同一个物理设备中，此时F1接口就 变成了设备内部的接口，CU之间通过Xn接口进行通信。CU-DU架构如图4-3所示。
图4-1 5G RAN结构
NG-RAN由一组通过NG接口连接到5GC(The 5fifth-Generation Core，5G核心网)的gNB(5G
基站)组成。gNB可以支持FDD模式、TDD模式或FDD/TDD双模式。gNB可以通过Xn接口互连。gNB
可以由gNB-CU(Centralized Unit，集中式单元)和一个或多个gNB-DU(Distributed Unit，分