5G移动通信系统（新形态教材）课件 第2章 5G整体架构和接口.pptx

第2章5G整体架构和接口

5G网络整体架构和接口

目录CONTENTS5G网络架构概述5G网络接口其他网络架构

5G网络架构概述

5G移动通信网络架构5G移动通信系统由核心网(5GC)、接入网(NG-RAN)和承载网三个主要部分组成。核心网负责用户认证、服务管理和数据路由等，确保数据能够安全、有效地传输。接入网负责将终端设备连接到网络。承载网连接整个通信网络，确保数据能够在接入网和核心网之间高效地传输。

5G移动通信网络架构5G网络架构与4G相比发生了很大的变化。5G核心网采用云化技术，通过SDN和NFV技术把网元进行虚拟化的处理；5G引入了MEC(多接入边缘计算)，部分存储和计算功能下沉到网络边缘；5G接入网通过分离和重构形成了CU、DU和AAU的三级架构，降低前传的带宽要求，并且能够降低核心网的信令开销以及复杂度。

5G核心网5G核心网采用基于服务的网络架构(SBA)。

5G接入网5G接入网的主要网元是基站，包括4G演进基站Ng-eNB和5G新基站gNB。gNB采用的CU+DU+AAU的三级架构。

5G网络接口

5G网络架构和接口核心网与接入网之间以及接入网各网元间有连接和交互的接口。NG接口：5GC与gNB间的接口Xn接口：基站间的接口F1接口：CU和DU间的接口E1接口：CU控制面和和用户面间的接口Uu接口：终端与基站间的接口

NG接口NG接口可进一步分为N1,N2和N3接口。

NG接口NG接口可以分为NG-C接口和NG-U接口；左边是NG-C接口的协议栈，右边是NG-U接口的协议栈。NG-C接口主要负责PDU会话管理、终端上下文管理、NAS发送、寻呼、AMF管理和NG接口管理。用户面接口的功能主要是NR-RAN节点和UPF之间提供非保证的用户面数据的传输。用户面PDU数据链路层数据链路层物理层物理层

Xn接口Xn接口可以分为Xn-C接口和Xn接口接口；左边是Xn-C接口的协议栈，右边是Xn-U接口的协议栈。Xn-C接口的功能主要包括链路的建立、删除、重置更新和移动性管理，其中移动性管理主要包括切换、寻呼、上下文的恢复。Xn-U接口功能包括PDU的非保证传送以及用户数据面的传递。用户面PDU数据链路层数据链路层物理层物理层

F1接口F1接口是gNB-CU与gNB-DU之间的接口，包括F1-C和F1-U。左边是F1-C接口的协议栈，右边是F1-U接口的协议栈。F1-C的功能包括F1接口管理、系统信息的管理，上下文管理以及无线资源管理(RRC)消息传送。用户面的功能包括用户数据传输和流量控制功能。CU的控制面只有一个，用户面可以有多个。

E1接口E1接口只有控制面E1-C，也只有控制面协议栈。E1接口的功能可分为接口的管理功能、上下文管理功能和TEID(隧道端点标识)分配功能。E1接口管理功能包括错误指示、控制面和用户面建立后或发生故障后的复位、配置更新等；上下文管理功能包括上下文承载建立、承载的修改与释放、QoS流映射、下行数据通知和数据使用情况报告；TEID分配功能标识隧道端点，确保数据的正确路由和传输，以及数据传输的可靠性和效率等。

Uu接口Uu接口控制面和用户面协议栈

其他网络架构

D2D通信设备到设备(D2D)通信技术是指两个对等的用户节点之间直接进行通信的一种通信方式。

无蜂窝网络无蜂窝(cell-free)结构的一个基本特性是没有小区的概念，采用以用户为中心方式进行操作。无蜂窝网络解决蜂窝结构中小区边缘附近的用户会受到来自邻近小区同信道干扰的问题，从而进一步提升整个系统的频谱利用率。

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