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文檔簡介
CONTENTS
5G無線接入網和接口協議5G無線接入網整體架構和節點接口協議和功能無線協議架構無線接入架構中的幾個典型流程5G移動通信技術【本章內容】無線接入網是移動通信的主要組成部分,其各種接口用來實現接入網中不同功能單元之間以及接入網和核心網之間的數據處理與交互。5G無線接入網的根本特征是CU和DU分離,通過CU和DU在物理位置上的靈活部署來實現不同的業務功能。5G的接入網除了有空中接口、和核心網之間的接口、基站之間的接口之外,還新增了F1接口和E1接口。本章還介紹了5G的無線協議架構和5G幾個獨有的業務信令流程,比如F1接口啟動等。5G無線接入網和接口協議4.15G無線接入網整體架構和節點44.1.1基本架構和節點功能
5GRAN是5G的無線接入網,簡稱NG-RAN,全稱NewRadioAccessTechnologyin3GPP,是5G系統的重要組成部分。相對于4GRAN,它發生了巨大變化,如圖4-1所示。圖4-15GRAN結構
NG-RAN由一組通過NG接口連接到5GC(The5fifth-GenerationCore,5G核心網)的gNB(5G基站)組成。gNB可以支持FDD模式、TDD模式或FDD/TDD雙模式。gNB可以通過Xn接口互連。gNB可以由gNB-CU(CentralizedUnit,集中式單元)和一個或多個gNB-DU(DistributedUnit,分布式單元)組成。gNB-CU和gNB-DU通過F1接口連接。在工作時,一個gNB-DU僅連接一個gNB-CU。但是為了可擴展性能或者冗余配置,可以通過適當的實現方案將一個gNB-DU連接到多個gNB-CU上。對于NG-RAN,由gNB-CU和gNB-DU組成的gNB的NG和Xn-C接口(gNB和gNB之間的接口的控制面)終止于gNB-CU;gNB-CU和連接的gNB-DU僅對其他gNB可見,而5GC僅對gNB可見。gNB包括以下功能:·無線資源管理功能:無線承載控制,無線接納控制,連接移動性控制,上行鏈路和下行鏈路中UE的動態資源分配及調度;·IP報頭壓縮,加密和數據完整性保護;·在UE提供的信息不能確定到AMF的路由時,為UE在UE附著的時候選擇AMF;·將用戶面數據路由到UPF;·提供控制面信息向AMF的路由;·連接設置和釋放;·調度和傳輸尋呼消息;·調度和傳輸系統廣播信息;·用于移動性和調度的測量與測量報告配置;·上行鏈路中的傳輸級數據包標記;·會話管理;·支持網絡切片;·QoS流量管理和映射到數據無線承載;·支持處于RRC_INACTIVE(無線連接處于非激活態)狀態的UE;·NAS消息的分發功能;·無線接入網共享;·雙連接。注:AMF、UPF等為5G核心網的功能單元,具體功能請參考第5章內容。4.1.2CU和DU的分離架構依托5G系統對接入網架構的需求,5G接入網架構中,已經明確將接入網分為CU和DU兩個功能實體,即由CU和DU組成gNB基站,如圖4-2所示。其中,CU是一個集中式節點,上行通過NG接口與核心網NGC相連接,在接入網內部則能夠控制和協調多個小區,包含協議棧高層控制和數據功能,涉及的主要協議層包括控制面的RRC功能和用戶面的IP、SDAP(ServiceDataAdaptationProtocol,服務數據適配協議)、PDCP(PacketDataConvergenceProtocol,分組數據匯聚協議)子層功能;DU是分布式單元,廣義上,DU實現射頻處理功能和RLC、MAC以及物理層等基帶圖4-25GNRCU-DU邏輯架構處理功能;狹義上,基于實際設備的實現,DU僅負責基帶處理功能,RRU(RemoteRadioUnit,遠端射頻單元)負責射頻處理功能,DU和RRU之間通過CPRI(CommonPublicRadioInterface,通用無線協議接口)或eCPRI(enhanceCommonPublicRadioInterface,增強通用無線協議接口)相連。由于功能的分離,在5GRAN側增加了CU和DU之間的F1接口,3GPP對該接口的定義和消息交互也進行了標準化。CU/DU具有多種切分方案,不同切分方案的適用場景和性能增益均不同,同時對前傳接口的帶寬、傳輸時延、同步等參數要求也有很大差異。這種分離架構體現在硬件部分,相比于4G基站,BBU功能在5G中被重構為CU和DU兩個功能實體。采用CU和DU架構后,CU和DU可以由獨立的硬件來實現。從功能上看,一部分核心網功能可以下移到CU甚至DU中,用于實現移動邊緣計算。此外,原先所有的L1、L2、L3等功能都在BBU中實現,新的架構下可以將L1、L2、L3功能分離,分別放在CU和DU甚至RRU、AAU(ActiveAntennaUnit,基站有源天線單元)中來實現,以便靈活地應對傳輸和業務需求的變化。由此可見,5G系統中采用CU-DU分離架構后,傳統BBU和RRU網元及其邏輯功能都會發生很大變化。CU-DU功能靈活切分的好處在于硬件實現靈活,可以節省成本。CU和DU分離的架構下可以實現性能和負荷管理的協調、實時性能優化并使用NFV/SDN(網絡功能虛擬化/軟件定義網絡)功能。功能分割可配置能夠滿足不同應用場景的需求,如傳輸時延的多變性。總之,為了支持靈活的組網架構,適配不同的應用場景,5G無線接入網將存在多種不同架構、不同形態的基站設備。從設備架構角度劃分,5G基站可分為BBU-AAU、CU-DU-AAU、BBU-RRU-Antenna、CU-DU-RRU-Antenna、一體化gNB等不同的架構。從設備形態角度劃分,5G基站可分為基帶設備、射頻設備、一體化gNB設備以及其他形態的設備。無線網CU-DU架構的好處還體現在能夠獲得小區間協作增益,實現集中負載管理,以及高效實現密集組網下的集中控制,比如多連接、密集切換、獲得池化增益、使能NFV/SDN等等,滿足運營商某些5G場景的部署需求。需要注意的是,在設備實現上,CU和DU可以靈活選擇,即二者可以是分離的設備,通過F1接口通信;或者CU和DU也完全可以集成在同一個物理設備中,此時F1接口就變成了設備內部的接口,CU之間通過Xn接口進行通信。CU-DU架構如圖4-3所示。圖4-3CU-DU分離和一體化實現5G無線接入網和接口協議4.2接口協議和功能4
NG-RAN接口主要包括RAN和5G核心網之間的NG接口,NG-RAN節點(gNB或ng-eNB)之間的Xn接口,NG-RAN內部gNB的CU和DU功能實體之間互聯的F1接口,NG-RAN內部的gNB-CU-CP和gNB-CU-UP之間的點對點邏輯接口E1。gNB的NG、Xn、F1三個接口都可以在邏輯上分為控制面(-C)和用戶面(-U)兩部分,如圖4-4所示。5GUE和NG-RAN之間的接口名字仍然沿用了Uu的名稱,功能也和LTEUu接口類似,在此不再贅述。圖4-4gNB邏輯節點和接口4.2.1NG接口
NG接口是一個邏輯接口,規范了NG-RAN節點與不同制造商提供的核心網AMF(AccessMobilityFunction,接入和移動管理功能)節點和UPF(UserPlaneFunction,用戶平面功能)節點的互連,同時分離NG接口無線網絡功能和傳輸網絡功能。NG接口分為NG-C接口(控制面接口)和NG-U接口(用戶面接口)兩部分。從任何一個NG-RAN節點向5GC連接可能存在多個NG-C邏輯接口,然后通過NAS(Non-AccessStratum,非接入層)節點選擇功能確定NG-C接口。從任何一個NG-RAN節點向5GC連接也可能存在多個NG-U邏輯接口。NG-U接口的選擇在5GC內完成,并由AMF發信號通知NG-RAN節點。1.NG-UNG用戶面接口(NG-U)在NG-RAN節點和UPF之間定義。NG接口的用戶面協議棧如圖4-5所示。傳輸網絡層建立在IP傳輸層之上,GTP-U用于UDP/IP之上,以承載NG-RAN節點和UPF之間的用戶面PDU(ProtocolDataUnit,協議數據單元)數據。2.NG-CNG控制面接口NG-C在NG-RAN節點和AMF之間定義。NG接口的控制面協議棧如圖4-6所示。傳輸網絡層建立在IP傳輸層之上,為了可靠地傳輸信令消息,在IP之上添加了SCTP(StreamControlTransmissionProtocol,流控制傳輸協議),提供有保證的應用層消息傳遞。應用層信令協議稱為NGAP(NGApplicationProtocol,NG應用協議)。在傳輸中,IP層點對點傳輸用于傳遞信令PDU。圖4-5NG-U協議棧
圖4-6NG-C協議棧
3.NG接口功能NG-C提供以下主要功能:1)尋呼功能尋呼功能支持向尋呼區域中涉及的NG-RAN節點發送尋呼請求消息,例如UE注冊的TAC(TraceAreaCode,跟蹤區域碼)所屬的NG-RAN節點。2)
UE上下文管理功能UE上下文管理功能允許AMF在AMF和NG-RAN節點中建立、修改或釋放UE上下文。3)移動性管理功能移動性管理功能包括用于支持NG-RAN內的移動性的系統內切換功能和用于支持來自或到EPS系統的移動性的系統間切換功能。它包括通過NG接口準備、執行和完成切換。4)
PDU會話管理功能一旦UE上下文在NG-RAN節點中可用,PDU會話功能負責建立、修改和釋放所涉及的PDU會話NGRAN資源,以用于用戶數據傳輸。NGAP支持AMF對PDU會話相關信息的透明中繼。5)
NAS傳輸功能NAS傳輸功能通過NG接口傳輸NAS消息,或者重新路由特定UE的NAS消息(例如用于NAS移動性管理)。6)
NAS節點選擇功能5G架構支持NG-RAN節點與多個AMF的互連。因此,NAS節點選擇功能位于NG-RAN節點中,以基于UE的臨時標識符確定UE的AMF關聯,該臨時標識符由AMF分配給UE。當UE的臨時標識符尚未被分配或不再有效時,NG-RAN節點可以改為按照切片信息以確定AMF。此功能位于NG-RAN節點中,可通過NG接口進行正確路由。在NG接口上,沒有特定的過程對應NAS節點選擇功能。7)NG接口管理功能NG接口管理功能提供對自身接口的管理,包括以下兩種:定義NG接口操作的開始或者重置;實現不同版本的應用流程,如果出現錯誤則發送錯誤指示。8)警告信息傳輸功能警告消息傳輸功能提供通過NG接口傳輸警告消息或者根據需求取消正在廣播的警告消息的功能。9)配置傳輸功能配置傳輸功能是一種通用機制,允許通過核心網絡在兩個RAN節點之間請求和傳輸RAN配置信息,例如請求和傳輸SON(自組網)的信息。10)跟蹤功能跟蹤功能提供了控制NG-RAN節點中跟蹤會話的方法。11)AMF管理功能AMF管理功能支持AMF刪除和AMF自動恢復。12)多個TNL關聯支持功能當NG-RAN節點和AMF之間存在多個(TNLTransportNetworkLayer,傳輸網絡層)關聯時,NG-RAN節點基于從AMF接收的每個TNL關聯的使用和權重因子來選擇用于NGAP信令的TNL關聯。如果AMF釋放TNL關聯,則NG-RAN節點會選擇規范中規定的新節點。13)AMF負載平衡功能NG接口支持根據多個NG-RAN節點的相對容量選擇接入的AMF,以便在池區域內實現AMF負載均衡。14)位置報告功能位置報告功能使AMF能夠請求NG-RAN節點報告UE的當前位置,或者在不能確定當前UE位置的情況下,報告UE的最后已知位置以及時間戳信息。15)AMF重新分配功能AMF重新分配功能允許將NG-RAN節點發出的初始連接請求從初始AMF重定向到由5GC選擇的目標AMF。在這種情況下,NG-RAN節點在一個新的NG接口實例上發起UE初始化消息過程,并且在接收到第一個下行鏈路消息后通過原先的NG接口實例關閉UE原先的邏輯連接。4.2.2Xn接口
Xn接口是NG-RAN節點(gNB或ng-eNB)之間的網絡接口,分為Xn-U接口(用戶面接口)和Xn-C接口(控制面接口)兩部分。Xn接口的規范原則如下:(1)Xn接口是開放的;(2)Xn接口支持兩個NG-RAN節點之間的信令信息交換,以及PDU到各個隧道端點的數據轉發。從邏輯角度來看,Xn是兩個NG-RAN節點之間的點對點接口。即使在兩個NG-RAN節點之間沒有物理直接連接的情況下,點對點邏輯接口也應該是可行的。1.Xn-UXn用戶面Xn-U接口在兩個NG-RAN節點之間定義,協議棧如圖4-7所示。傳輸網絡層建立在IP網絡層之上,GTP-U用于UDP/IP之上以承載用戶面PDU。Xn-U提供無保證的用戶面PDU傳送,并支持以下功能:(1)數據轉發功能:允許NG-RAN節點間數據轉發從而支持雙連接和移動性操作;(2)流控制功能:允許NG-RAN節點接收第二個節點的用戶面數據從而控制數據流向。2.Xn-CXn控制面接口(Xn-C)在兩個NG-RAN節點之間定義,協議棧如圖4-8所示。傳輸網絡層建立在IP網絡層之上的SCTP上。應用層信令協議稱為XnAP(XnApplicationProtocol,Xn應用協議)。SCTP層提供有保證的應用層消息傳遞。在網絡IP層中,點對點傳輸用于傳遞信令PDU。圖4-7Xn-U協議棧
圖4-8Xn-C協議棧Xn-C接口支持以下功能:(1)通過Xn-C接口提供可靠的XnAP消息傳輸;(2)提供網絡和路由功能;(3)在信令網絡中提供冗余;(4)支持流量控制和擁塞控制;(5)Xn-C接口管理和差錯處理功能,包括Xn建立、差錯指示、Xn重置、Xn配置數據更新、Xn移除等功能;(6)UE移動管理功能,包括切換準備、切換取消、恢復UE上下文、RAN尋呼、數據轉發控制等功能;(7)雙連接功能,激活NG-RAN中輔助節點資源的使用。4.2.3F1接口
1.F1接口概述F1接口定義為NG-RAN內部的gNB的CU和DU功能實體之間互連的接口,或者與E-UTRAN內的en-gNB(經過升級支持5G的4G基站)之間的CU和DU部分的互連接口。F1接口規范的目的是實現由不同制造商提供的gNB-CU和gNB-DU之間進行互連。F1接口規范的一般原則如下:(1)F1接口是開放的;(2)F1接口支持端點之間的信令信息交換,此外接口支持向各個端點的數據傳輸;(3)從邏輯角度來看,F1是端點之間的點對點接口,即使在端點之間沒有物理直接連接的情況下,點對點邏輯接口也應該是可行的;(4)F1接口支持控制平面和用戶平面分離;(5)F1接口分離無線網絡層和傳輸網絡層;(6)F1接口可以交換UE相關信息和非UE相關信息。2.F1接口功能1)F1-C接口功能(1)F1接口管理功能:包括差錯指示、重置、F1建立(gNB-DU發起F1建立)、配置更新等功能(允許gNB-CU和gNB-DU間應用層配置數據更新,激活/去激活小區)。(2)系統信息管理功能:系統廣播信息的調度在gNB-DU執行,gNB-DU根據獲得的調度參數傳輸系統消息;gNB-DU負責NR-MIB(MasterInformationBlock,主系統信息塊)編碼,若需要廣播SIB1(SystemInformationBlocks,系統信息塊)和其他SI(SystemInformation)消息,gNB-DU負責SIB1編碼,gNB-CU負責其他SI消息的編碼。(3)F1UE上下文管理功能:支持所需要的UE上下文建立和修改。(4)RRC消息轉發功能:允許gNB-CU與gNB-DU間RRC消息轉發,gNB-CU負責使用gNB-DU提供的輔助信息對專用RRC消息編碼。2)F1-U接口功能(1)數據轉發功能:允許NG-RAN節點間數據轉發,從而支持雙連接和移動性操作;(2)流控制功能:允許NG-RAN節點接收第二個節點的用戶面數據,從而提供數據流相關的反饋信息。4.2.4E1接口
1.E1接口概述E1接口定義為NG-RAN內部的gNB-CU-CP和gNB-CU-UP之間的點對點接口,它是邏輯接口。E1接口規范的一般原則如下:(1)E1接口是開放的;(2)E1接口支持端點之間信令信息的交換;(3)從邏輯角度來看,E1是gNB-CU-CP和gNB-CU-UP之間的點對點接口,即使在端點之間有物理直接連接的情況下,點對點邏輯接口也應該是可行的;(4)E1接口分離無線網絡層和傳輸網絡層;(5)E1接口可以交換UE相關信息和非UE相關信息;(6)E1接口是開放性的,可滿足不同的新要求,支持新服務和新功能,但E1接口是控制接口,不能用于用戶數據轉發。2.E1接口功能E1接口提供用于在NG-RAN內互連gNB-CU-CP和gNB-CU-UP,或用于互連gNB-CU-CP和en-gNB的gNB-CU-UP的功能。E1接口的主要功能如下:1)接口管理功能(1)錯誤指示功能:由gNB-CU-UP或gNB-CU-CP使用該功能向gNB-CU-CP或gNB-CU-UP指示已發生錯誤,并可以通過重置節點來解決錯誤。重置節點功能用于在節點設置后和故障事件發生后初始化對等實體。該功能可以由gNB-CU-UP和gNB-CU-CP使用。(2)E1設置功能:允許交換gNB-CU-UP和gNB-CU-CP在E1接口上正確互操作所需的應用級數據。E1設置由gNB-CU-UP和gNB-CU-CP發起。(3)gNB-CU-UP配置更新和gNB-CU-CP配置更新功能:允許更新gNB-CU-CP和gNB-CU-UP之間所需的應用級配置數據,以通過E1接口正確地互操作。(4)E1設置和gNB-CU-UP配置更新功能:允許通過E1接口通知gNB-CU-UP支持的NRCGI(CellGlobalIdentifier,5G全球小區識別碼)、S-NSSAI(SingleNetworkSliceSelectionAssistanceInformation,網絡切片選擇輔助信息)、PLMN-ID(公共陸地移動網標識)和QoS信息。(5)E1設置和gNB-CU-UP配置更新功能:允許gNB-CU-UP向gNB-CU-CP發送其容量信息。(6)E1gNB-CU-UP狀態指示功能:允許通過E1接口通知過載或非過載狀態。2)E1承載上下文管理功能(1)設置和修改QoS流到DRB(DataRadioBearer,數據無線承載)映射配置;(2)gNB-CU-UP向gNB-CU-CP通知DL數據到達檢測的事件;(3)gNB-CU-UP通知gNB-CU-CP在默認DRB處第一次接收到UL分組數據時,其中尚未完成流映射的需要封裝在SDAP報頭中的QFI(QoSFlowID,5GQoS流標識)信息;(4)gNB-CU-UP監視用戶狀態,如果用戶當前錨定的gNB-CU-CP處于不活動狀態,則gNB-CU-UP通知用戶并可以重新激活用戶到新的gNB-CU-CP;(5)gNB-CU-UP向gNB-CU-CP報告數據量;(6)gNB-CU-CP可以通知暫停和恢復到gNB-CU-UP的承載上下文;(7)允許支持基于CA(CarrierAggregation,載波聚合)的分組復制。3)TEID(TunnelEndpointIdentifier,隧道終結點標識)分配功能(1)gNB-CU-UP負責為每個數據無線承載分配F1-UULGTPTEID(F1接口用戶面上行隧道終結點標識);(2)gNB-CU-UP負責為每個PDU會話分配每個E-RAB(EvolvedRadioAccessBearer,演進的無線接入承載)的S1-UDLGTPTEID(S1接口用戶面下行隧道終結點標識)和NG-UDLGTPTEID(NG接口用戶面下行隧道終結點標識);(3)gNB-CU-UP負責為每個數據無線承載分配X2-UDL/ULGTPTEID(X2接口用戶面下行/上行隧道終結點標識)或Xn-UDL/ULGTPTEID(Xn接口用戶面下行/上行隧道終結點標識)。5G無線接入網和接口協議4.3無線協議架構4
NR無線協議棧分為兩個平面:用戶面和控制面。用戶面(UserPlane,UP)協議棧即用戶數據傳輸采用的協議簇,控制面(ControlPlane,CP)協議棧即系統的控制信令傳輸采用的協議簇。如圖4-9所示。圖4-9協議棧控制面和用戶面數據流向圖在圖4-9中,虛線標注的是信令數據的流向。一個UE在發起業務之前,首先要和核心網AMF建立信令連接,因此控制面的信令流程總是要先于用戶面的數據流程。UE經過認證、授權和加密等非接入層信令處理后,通過RRC信令和gNB建立無線信令連接;信令數據經過PDCP封裝、RLC封裝,經過MAC層、PHY層處理后,通過Uu空中接口發送到gNB;gNB經過和一個UE相同的逆向處理過程后,發給NGAP;封裝成SCTP信令后,通過NG-C接口發給AMF;AMF物理層接收到數據后,經過SCTP的解封裝、NGAP解封裝,轉換為5G的非接入層信令被AMF處理。
NR用戶面和控制面協議棧稍有不同,NR控制面協議棧與LTE控制面協議棧一致,用戶面協議棧相比LTE用戶面協議棧在PDCP層之上增加了一個SDAP層。一個UE通過APP發起業務,首先經過SDAP協議封裝,在經過PCDP封裝和RLC封裝后,經過MAC層、PHY層處理后,通過Uu接口發送到gNB;gNB經過和一個UE相同的逆向處理過程后,經過GTPU和UDP封裝后,通過NG-U接口發給UPF;UPF接收數據后,經過UDP、GTPU的解封裝,最終被UPF處理。下面詳細介紹如下:1.用戶面協議棧用戶面協議棧如圖4-10所示。圖4-10用戶面協議架構用戶面協議從上到下依次是:·SDAP層:ServiceDataAdaptationProtocol,服務數據適配協議層;·PDCP層:PacketDataConvergenceProtocol,分組數據匯聚協議層;·RLC層:RadioLinkControl,無線鏈路控制層;·MAC層:MediumAccessControl,介質訪問控制層;·PHY層:Physical,物理層。從用戶面來看,5GNR增加了一個新的SDAP(服務數據適配協議),其他結構與LTE完全相同。增加SDAP的目的非常明確,因為5G網絡中無線側依然沿用4G網絡中的無線承載的概念,但5G中的核心網為了更加精細化業務實現,其基本的業務通道從4G時代的Bearer(承載)的概念細化到以QoSFlow(服務質量流)為基本業務傳輸單位。因此,在無線側的承載DRB就需要與5GC中的QoSFlow進行映射,這便是SDAP協議棧的主要功能。SDAP子層是通過RRC信令來配置的,SDAP子層負責將QoSFlow映射到對應的DRB上。一個或者多個QoSFlow可以映射到同一個DRB上,而且一個QoSFlow只能映射到一個DRB上。2.控制面協議棧控制面協議棧如圖4-11所示。圖4-11控制面協議架構NR控制面協議幾乎與LTE協議棧一模一樣,從上到下依次為:·NAS層:Non-AccessStratum,非接入層;·RRC層:RadioResourceControl,無線資源控制層;·PDCP層:PacketDataConvergenceProtocol,分組數據匯聚協議層;·RLC層:RadioLinkControl,無線鏈路控制層;·MAC層:MediumAccessControl,介質訪問控制層;·PHY層:Physical,物理層。UE所有的協議棧都位于UE內,而在網絡側,NAS層不位于基站gNB上,而是在核心網的AMF實體上。控制面協議棧不包含SDAP層。5G無線接入網和接口協議4.4無線接入架構中的幾個典型流程4本節重點介紹5G中與4G有所區別的幾個流程:F1啟動和小區激活流程、Inter-gNB-DU移動性、在F1-U上設置承載上下文流程、gNB-CU-CP發起的承載上下文釋放流程、涉及gNB-CU-UP改變的gNB間切換流程。1.F1啟動和小區激活流程F1接口是gNB-DU和gNB-CU之間的接口,兩者之間的數據交互首先要允許在gNB-DU和gNB-CU之間設置F1接口,并允許激活gNB-DU小區。這個流程如圖4-12所示。圖4-12F1啟動和小區激活流程流程說明如下:(1)gNB-DU及其小區由OAM(Operation、Administration、Maintenance,操作、管理和維護)在F1預運行狀態下配置。gNB-DU向gNB-CU發起TNL(傳輸網絡層)連接。(2)gNB-DU向gNB-CU發送F1建立請求消息,該消息包括配置并準備好被激活的小區列表。(3)在NG-RAN中,gNB-CU確保了與核心網絡的連接。出于這個原因,gNB-CU可以向5GC發起NG建立或gNB配置更新過程。(4)gNB-CU向gNB-DU發送F1建立響應消息,該消息可選地包括要激活的小區列表。如果gNB-DU成功激活小區,則小區變得可操作。如果gNB-DU未能激活一些(一個或多個)小區,則gNB-DU可以向gNB-CU發起gNB-DU配置更新過程。gNB-DU在gNB-DU配置更新消息中包括活動的小區(即gNB-DU能夠為其服務的小區)。gNB-DU還可以指示刪除未能激活的小區,在這種情況下,gNB-CU移除相應的小區信息。(5)gNB-CU可以向gNB-DU發送gNB-CU配置更新消息,例如在使用F1建立響應消息時未激活這些小區的情況下,gNB-CU可以向gNB-DU發送要激活的小區的列表信息。(6)gNB-DU回復gNB-DU配置更新確認消息,這些消息中包括未能被激活的小區列表。(7)gNB-CU可以向鄰居NG-RAN節點發起Xn建立或者向鄰居eNB發起EN-DC(NSA組網選項3,請參考第7章)X2建立過程。注意:如果F1設置響應不用于激活任何小區,則可以在流程(3)之后執行流程(2)。在gNB-CU和gNB-DU對之間的F1接口上,可能存在以下兩種小區狀態:·非活動:gNB-DU和gNB-CU都知道小區,小區不應為UE服務;·活動有效:gNB-DU和gNB-CU都知道小區,小區應該能夠為UE服務。gNB-CU決定小區狀態是非活動還是活動。gNB-CU可以使用F1建立響應,gNB-DU配置更新確認或gNB-CU配置更新消息來請求gNB-DU改變小區狀態。gNB-DU可以使用gNB-DU配置更新或gNB-CU配置更新確認消息來確認(或拒絕)改變小區狀態的請求。2.Inter-gNB-DU移動性一個gNB-CU控制管理若干個gNB-DU,如果UE從一個gNB-DU移動到同一gNB-CU內的另一個gNB-DU,則業務的用戶面發生了變化,這時就會啟動inter-gNB-DU流程,即gNB內部DU切換流程。圖4-13顯示了NR內的gNB-DU移動過程。圖4-13NR內的gNB-DU移動過程流程說明如下:(1)UE向源gNB-DU發送測量報告消息。(2)源gNB-DU向gNB-CU發送上行鏈路RRC傳輸消息以傳達所接收的測量報告。(3)gNB-CU向目標gNB-DU發送UE上下文建立請求消息以創建UE上下文并設置一個或多個承載。(4)目標gNB-DU利用UE上下文建立響應消息來響應gNB-CU。(5)gNB-CU向源gNB-DU發送UE上下文修改請求消息,包括生成的RRCConnectionReconfiguration(RRC連接重配)消息,并指示停止UE的數據傳輸。源gNB-DU還發送下行鏈路數據傳遞狀態幀(消息)以向gNB-CU通知UE未成功傳輸的下行鏈路數據。(6)源gNB-DU將接收到的RRCConnectionReconfiguration消息轉發給UE。(7)源gNB-DU利用UE上下文修改響應消息來響應gNB-CU。(8)在目標gNB-DU處執行隨機接入過程。目標gNB-DU發送下行鏈路數據傳遞狀態幀(消息)以通知gNB-CU。那些未在源gNB-DU中成功發送的PDCPPDU的下行鏈路分組數據從gNB-CU發送到目標gNB-DU;在接收下行鏈路數據傳遞狀態之前或之后,開始向目標gNB-DU發送DL用戶數據取決于gNB-CU實現。(9)UE利用RRCConnectionReconfigurationComplete(RRC連接重配完成)消息來響應目標gNB-DU。(10)目標gNB-DU向gNB-CU發送上行鏈路RRC傳輸消息以傳達所接收的RRCConnectionReconfigurationComplete消息。下行鏈路分組被發送到UE。此外,從UE發送上行鏈路分組并通過目標gNB-DU轉發到gNB-CU。(11)gNB-CU向源gNB-DU發送UE上下文釋放命令消息。(12)源NB-DU釋放UE上下文并且用UE上下文釋放完成消息來響應gNB-CU。3.在F1-U上設置承載上下文流程由于gNB引入了F1接口,因此gNB業務的基礎是通過F1-U接口在gNB-CU-UP中建立承載上下文,這樣就可以在gNB-CU-UP和gNB-DU之間發起上下行數據傳送的過程,如圖4-14所示。圖4-14在F1-U上設置承載上下文流程流程說明如下:(1)在gB-CU-CP中觸發承載上下文設置(例如,在來自MeNB(LTE基站為錨定基站或者主基站)的SgNB(gNB為輔基站)添加請求之后)。(2)gNB-CU-CP發送包含用于S1-U或NG-U的ULTNL地址信息的承載上下文建立請求消息,并且如果需要,發送用于X2-U或Xn-U的DL或ULTNL地址信息以在gNB-CU-UP中建立承載上下文。對于NG-RAN,gNB-CU-CP決定流到DRB的映射,并將生成的SDAP和PDCP配置發送到NB-CU-UP。(3)gNB-CU-UP以BearerContextSetupResponse(承載上下文建立響應)消息響應,該消息包含F1-U的ULTNL地址信息,以及S1-U或NG-U的DLTNL地址信息,如果需要,還包含DL或TNL地址信息。(4)為在gNB-DU中設置一個或多個承載,執行F1UE上下文設置過程。(5)gNB-CU-CP發送包含用于F1-U和PDCP狀態的DLTNL地址信息的BearerContextModificationRequest(承載上下文修改請求)消息。(6)gNB-CU-UP以BearerContextModificationResponse(承載上下文修改響應)消息響應。4.gNB-CU-CP發起的承載上下文釋放流程當gNB結束業務時,需要釋放gNB-CU-CP發起的gNB-CU-UP中的承載上下文,以結束gNB-CU-UP和gNB-DU之間上下行數據傳送的過程,如圖4-15所示。圖4-15gNB-CU-CP發起的承載上下文釋放流程流程說明如下:(1)在gNB-CU-CP中觸
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