第2章5G整體架構和接口5G網絡整體架構和接口目錄CONTENTS5G網絡架構概述5G網絡接口其他網絡架構5G網絡架構概述5G移動通信網絡架構5G移動通信系統由核心網(5GC)、接入網(NG-RAN)和承載網三個主要部分組成。核心網負責用戶認證、服務管理和數據路由等，確保數據能夠安全、有效地傳輸。接入網負責將終端設備連接到網絡。承載網連接整個通信網絡，確保數據能夠在接入網和核心網之間高效地傳輸。5G移動通信網絡架構5G網絡架構與4G相比發生了很大的變化。5G核心網采用云化技術，通過SDN和NFV技術把網元進行虛擬化的處理；5G引入了MEC(多接入邊緣計算)，部分存儲和計算功能下沉到網絡邊緣；5G接入網通過分離和重構形成了CU、DU和AAU的三級架構，降低前傳的帶寬要求，并且能夠降低核心網的信令開銷以及復雜度。5G核心網5G核心網采用基于服務的網絡架構(SBA)。5G接入網5G接入網的主要網元是基站，包括4G演進基站Ng-eNB和5G新基站gNB。gNB采用的CU+DU+AAU的三級架構。5G網絡接口5G網絡架構和接口核心網與接入網之間以及接入網各網元間有連接和交互的接口。NG接口：5GC與gNB間的接口Xn接口：基站間的接口F1接口：CU和DU間的接口E1接口：CU控制面和和用戶面間的接口Uu接口：終端與基站間的接口NG接口NG接口可進一步分為N1,N2和N3接口。NG接口NG接口可以分為NG-C接口和NG-U接口；左邊是NG-C接口的協議棧，右邊是NG-U接口的協議棧。NG-C接口主要負責PDU會話管理、終端上下文管理、NAS發送、尋呼、AMF管理和NG接口管理。用戶面接口的功能主要是NR-RAN節點和UPF之間提供非保證的用戶面數據的傳輸。用戶面PDU數據鏈路層數據鏈路層物理層物理層Xn接口Xn接口可以分為Xn-C接口和Xn接口接口；左邊是Xn-C接口的協議棧，右邊是Xn-U接口的協議棧。Xn-C接口的功能主要包括鏈路的建立、刪除、重置更新和移動性管理，其中移動性管理主要包括切換、尋呼、上下文的恢復。Xn-U接口功能包括PDU的非保證傳送以及用戶數據面的傳遞。用戶面PDU數據鏈路層數據鏈路層物理層物理層F1接口F1接口是gNB-CU與gNB-DU之間的接口，包括F1-C和F1-U。左邊是F1-C接口的協議棧，右邊是F1-U接口的協議棧。F1-C的功能包括F1接口管理、系統信息的管理，上下文管理以及無線資源管理(RRC)消息傳送。用戶面的功能包括用戶數據傳輸和流量控制功能。CU的控制面只有一個，用戶面可以有多個。E1接口E1接口只有控制面E1-C，也只有控制面協議棧。E1接口的功能可分為接口的管理功能、上下文管理功能和TEID(隧道端點標識)分配功能。E1接口管理功能包括錯誤指示、控制面和用戶面建立后或發生故障后的復位、配置更新等；上下文管理功能包括上下文承載建立、承載的修改與釋放、QoS流映射、下行數據通知和數據使用情況報告；TEID分配功能標識隧道端點，確保數據的正確路由和傳輸，以及數據傳輸的可靠性和效率等。Uu接口Uu接口控制面和用戶面協議棧其他網絡架構D2D通信設備到設備(D2D)通信技術是指兩個對等的用戶節點之間直接進行通信的一種通信方式。無蜂窩網絡無蜂窩(cell-free)結構的一個基本特性是沒有小區的概念，采用以用戶為中心方式進行操作