5G 网络整体架构及功能

1、5G 网络的整体架构

5G 的网络架构主要包括 5G 接入网和 5G 核心网,其中 NG-RAN 代表 5G 接入网，5GC 代 表 5G 核心网。

2、5G 接入网(NG-RAN)

5G 接入网主要包含一下两个节点： gNB: 为 5G 网络用户提供 NR 的用户平面和控制平面协议和功能 ng-eNB：为 4G 网络用户提供 NR 的用户平面和控制平面协议和功能 其中 gNB 和 gNB 之间，gNB 和 ng-eNB 之间，ng-eNB 和 gNB 之间的接口都为 Xn 接口

2.1、gNB 和 ng-eNB 的主要功能

1、无线资源管理相关功能：无线承载控制，无线接入控制，连接移动性控制，上行链路和 下行链路中 UE 的动态资源分配（调度）

2、数据的 IP 头压缩，加密和完整性保护

3、在用户提供的信息不能确定到 AFM 的路由时，为在 UE 在附着的时候选择到 AMF 路由;

4、将用户平面数据路由到 UPF

5、提供控制平面信息向 AMF 的路由

6、连接设置和释放

7、寻呼消息的调度和传输

8、广播消息的调度和传输

9、移动性和调度的测量和测量报告配置

10、上行链路中的传输级别数据包标记;

11、会话管理

13、QoS 流量管理和无线数据承载的映射

14、支持处于 RRC_INACTIVE 状态的 UE

15、NAS 消息的分发功能

16、无线接入网络共享

17、双连接

18、支持 NR 和 E-UTRA 之间的连接

3、5G 核心网（5GC）

5G 的核心网主要包含以下几部分： AMF：主要负责访问和移动管理功能(控制面) UPF：用于支持用户平面功能 SMF：用于负责会话管理功能

3.1、AMF 的主要功能

1、NAS 信令终止

2、NAS 信令安全性

3、AS 安全控制

4、用于 3GPP 接入网络之间的移动性的 CN 间节点信令

5、空闲模式下 UE 可达性（包括控制和执行寻呼重传）

6、注册区管理

7、支持系统内和系统间的移动性

8、访问认证、授权，包括检查漫游权

9 、移动管理控制 10、SMF（会话管理功能）选择

3.2、UPF 的主要功能

1、系统内外移动性锚点

2、与数据网络互连的外部 PDU 会话点

3、分组路由和转发

4、数据包检查和用户平面部分的策略规则实施

5、上行链路分类器，支持将流量路由到数据网络

6、分支点以支持多宿主 PDU 会话

7、用户平面的 QoS 处理，例如， 包过滤，门控，UL / DL 速率执行

8、上行链路流量验证（SDF 到 QoS 流量映射）

9、下行链路分组缓冲和下行链路数据通知触发

3.3、SMF 的主要功能

1、会话管理

2、UE IP 地址分配和管理

3、选择和控制 UP 功能

4、配置 UPF 的传输方向，将传输路由到正确的目的地

5、控制政策执行和 QoS 的一部分

6、下行链路数据通知

3.4、各个逻辑节点的主要功能图

5G 接入网和 5G 核心网之间的功能划分