5G 相关的技术规范,自然是 3GPP 定义的。这个系统设计从手机到基站的方方面面,内容庞大而复杂,其中无线技术部分主要见于 38 系列协议。因此,蜉蝣君从 5G 的网络架构入手,整理出了协议的主题并以中文的方式来进行呈现。5G 的网络架构以及各个接口的定义是怎么样的呢?如下图所示。


总体来说 5G 网络架构分为下面三个部分:5G 终端(协议里叫做 UE,最常见的就是我们用的 5G 手机)。5G 基站(协议里叫 NG-RAN,包含狭义的 5G 基站 gNB,以及升级后和 5G 核心网对接的 4G 基站,也就是上图中的 ng-eNB)。5G 核心网(上图中的 5GC,其中 AMF 称为接入与移动性管理功能,是最核心的控制面网元;UPF 称为用户面功能,顾名思义就是核心网的用户面网元)。5G 无线部分技术规范(38 系列)的设计,主要是围绕着 5G 终端以及 5G 基站来进行的。协议内容主要包括终端以及基站之间的空口:NR 的规范(含终端、基站的发送和接收,无线业务流程,协议栈),基站之间,基站内部(CU 和 DU 之间)各个 5G 网络接口相关的规范,以及终端和基站对协议符合性相关的测试规范。


上图描述了 5G 基站协议栈,以及各个基站内部及基站间的接口。5G 基站支持的空口协议栈和 4G 的十分类似,都包含了 PHY,MAC,RLC,PDCP 等基本协议层,RRC 层为控制面(CP)专有,用户面(UP)则增加了用于处理 QoS 相关的 SDCP 层。


5G 基站在逻辑上可分为 CU(Centralized Unit,集中单元)和 DU(Distributed Unit 分布式单元),这两个网元之间是 F1 接口。如果把 CU 的控制面和用户面分开部署为 CU-CP 和 CU-UP 的话,它们之间就又多了个 E1 接口。


5G 基站间的接口即是 gNB 和 gNB 之间的 Xn 接口,基站跟核心网之间是 NG 接口。上述的接口大都分为控制面(接口后面加“-C”)和用户面(接口后面加“-U”)两部分。这些接口都在 5G 的 NG-RAN 相关的规范中予以定义。


另外,3GPP 中还有另外一部分,被称为 TR(Technical Report)的文档,就是各个成员对技术的研究报告,其中被接纳的部分则在后续的工作中进行标准化。


5G 相关的 TR 如下列表所示,表头和上面的表基本一致:第一列是标号,第二列是 TR 的英文主题,最后一列是中文主题。