聊一聊5G無線協議
本文轉載自微信公眾號「無線深海」,作者蜉蝣采采 。轉載本文請聯系無線深海公眾號。
5G相關的技術規范,自然是3GPP定義的。這個系統設計從手機到基站的方方面面,內容龐大而復雜,其中無線技術部分主要見于38系列協議。
因此,蜉蝣君從5G的網絡架構入手,整理出了協議的主題并以中文的方式來進行呈現。5G的網絡架構以及各個接口的定義是怎么樣的呢?如下圖所示。
總體來說5G網絡架構分為下面三個部分:
5G終端(協議里叫做UE,最常見的就是我們用的5G手機)。
5G基站(協議里叫NG-RAN,包含狹義的5G基站gNB,以及升級后和5G核心網對接的4G基站,也就是上圖中的ng-eNB)。
5G核心網(上圖中的5GC,其中AMF稱為接入與移動性管理功能,是最核心的控制面網元;UPF稱為用戶面功能,顧名思義就是核心網的用戶面網元)。
5G無線部分技術規范(38系列)的設計,主要是圍繞著5G終端以及5G基站來進行的。協議內容主要包括終端以及基站之間的空口:NR的規范(含終端、基站的發送和接收,無線業務流程,協議棧),基站之間,基站內部(CU和DU之間)各個5G網絡接口相關的規范,以及終端和基站對協議符合性相關的測試規范。
上圖描述了5G基站協議棧,以及各個基站內部及基站間的接口。
5G基站支持的空口協議棧和4G的十分類似,都包含了PHY,MAC,RLC,PDCP等基本協議層,RRC層為控制面(CP)專有,用戶面(UP)則增加了用于處理QoS相關的SDCP層。
5G基站在邏輯上可分為CU(Centralized Unit,集中單元)和DU(Distributed Unit 分布式單元),這兩個網元之間是F1接口。如果把CU的控制面和用戶面分開部署為CU-CP和CU-UP的話,它們之間就又多了個E1接口。
5G基站間的接口即是gNB和gNB之間的Xn接口,基站跟核心網之間是NG接口。上述的接口大都分為控制面(接口后面加“-C”)和用戶面(接口后面加“-U”)兩部分。
這些接口都在5G的NG-RAN相關的規范中予以定義。
另外,3GPP中還有另外一部分,被稱為TR(Technical Report)的文檔,就是各個成員對技術的研究報告,其中被接納的部分則在后續的工作中進行標準化。
5G相關的TR如下列表所示,表頭和上面的表基本一致:第一列是標號,第二列是TR的英文主題,最后一列是中文主題。
上述3GPP 5G協議介紹可進入下面的地址進行查看:
https://www.3gpp.org/DynaReport/38-series.htm?device=desktop
具體的5G NR 38系列協議可進入下面的地址進行下載:
https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/38_series/