NR网络架构与关键技术（NR核心网）
本篇文章给大家谈谈NR网络架构与关键技术，以及NR核心网对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。
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5GNR漫谈1：NR物理层帧结构
5GNR标准是3GPP组织在4G LTE标准后，为适应新的移动通信发展需要，制订的新标准，它主要考虑的是大数据量、低时延、万物互联的应用场景。虽然是新的标准协议，但NR标准仍然处处有着LTE标准的“影子”，传统上做为代差最明显的物理层核心调制解调技术，NR和LTE***用的都是OFDM技术，这明显区别于2G的G******用TDMA／FDMA技术，3G的WCDMA和TD-SDMA***用的是CDMA技术。这也是众多的业内人士认为5G不够“新”的原因，理论技术创新应用不如前几代通信技术在改朝换代时那么明显。虽然在信道编码方面***用了LDPC和Polar编码，但两种编码方式与3G/4G时代用的Turbo编码在吐吞性能上相比，并没有数量级上质的飞跃，3GPP组织内部讨论***用何种信道编码方式时，也做了激烈的争论，最后由于LDPC和Polar工程上实现起来运算量更少利于实现，而最终做了权衡，长码字用LDPC，短码字用Polar，当然这里面也涉及到了产业内各大玩家参与者的利益之争。
从3G时代的CDMA时代开始，到4G/5G时代，无线空口的1个无线帧长(radio frame)都是10ms，体现了其技术体系的一脉相承。不过，NR相对于LTE的子帧(sub frame)和时隙(slot)结构有了很大的区别，LTE子帧固定为1ms，包含2个时隙，子载波间隔(subcarrier space)固定为15KHz，而NR在这方面则灵活变化得多。这种灵活变化，主要是为了适应NR时代的各种应用场景。标准协议定义了一个参数Numerologies（u ）来体现这种变化，由 u值的不同，决定了子载波间隔的不同，进而定义了每个无线帧包含的时隙个数、每个子帧包含的时隙个数、每个时隙包含的OFDM符号数的不同。这里边最关键的定义依据来源，在于OFDM子载波间隔的改变，带来OFDM在时间符号长度上的改变。相同的是，NR在***块（Resource Block，RB）的定义上仍然相同，频域占用12个子载波，时域占用一个时隙的长度。
理论上，OFDM时域符号长度（不包含保护间隔），由子载波间隔决定，为其倒数，由此可知，子载波间隔越大，OFDM时域符号长度就长小，这正有利于低时延场景的应用。
每个***块（RB）占用带宽
子载波间隔与符号时长关系
NR物理层上行信道定义有随机接入信道PRACH、上行控制信道PUCCH、上行共享信道PUSCH，下行信道定义有主同步信道PSS、辅同步信道SSS、广播信道PBCH、下行控制信道PDCCH、下行共享信道PDSCH，由此可见，上行信道类型大体和LTE相同，但下行信道少了LTE的控制格式指示信道PCFICH和混合自动重传指示信道PHICH。前面说道NR定义了一个参数集Numerologies，那么，是不是每个上下行信道都可以对应多种 值呢？答案是否定的。
每个物理信道承载的业务类型是有其自身特点的，不必要求每个信道支持所有的 u值参数，那样系统过于复杂，也不利于工程实现。比如，NR仅在子载波为60KHz（u =2）的时候，支持Normal和Extended两种CP类型，其它子载波间隔的时候仅支持Normal CP类型。那么，在设计S***（包含PSS、SSS、PBCH）信道的时候，就不支持子载波间隔为60KHz的场景，这是为了给终端在开机检测接收S***的时候带来简便，节省时间和实现***，因为如果S***支持60KHz的场景，则要检测S***的时候，就要从接收的空口基带数据中，找到无线帧起始，然后区分CP类型，从而再对接收数据进行相应的OFDM符号级提取数据处理，这无疑带来工程实现上的复杂繁琐
不同于LTE里面的TDD帧结构定义了7种上下行时隙配比无线帧模式，以及9种特殊子帧导频时隙DwPTS、UpPTS的时长，NR并没有预先定义严格的上下行配比以及特殊子帧配比，代之以灵活的广播通知模式，在广播消息里告知上下行结构模式，在一个上下行发射周期内（Tran***ission Periodicity），通过告知下行时隙个数（nrofDownlinkSlots），下行符号个数（nrofDownlinkSymbols），上行符号个数（nrofUplinkSymbols），上行时隙个数（nrofUplinkSlots）来确定上下行时间结构。通过这种手段，使得NR帧结构可以适应更为灵活的业务结构。
协议里面包含了6种上下行（UL/DL）周期( Periodicity,P)模式，系统可支持其中一种或者多种模式。
以eMBB（增强型无线宽带）场景，30KHz子载波间隔为例，这里例举实现中3种各厂家可能的帧结构。
第一种：
2.5ms双周期结构，在5ms里面有两个不同类型的周期，第一个2.5ms为DDDSU，第二个2.5ms为DDSUU，合在一起为：DDDSUDDSUU。这种类型有两个连续上行时隙，意味着能够接收更远的随机接入申请，有利于提升上行覆盖。
第二种：
2.5ms单周期结构，以2.5ms为周期，重复发射模板DDDSU。这种类型下行时隙多，有利于增大下行吞吐量。
第三种：
2ms单周期结构，以2ms为周期，重复发射DSDU。这种模式上下行转换较为均衡，有效减少网络时延。但上下行切换频繁，需要在上行时隙中牺牲一部分符号做切换。
由前所述，虽然灵活的上下行时隙配置，给灵活的实现各类场景的业务，带来技术实现上的便利，却也给传统的直放站（RP repeater）厂商带来了麻烦。直放站为了解决信号覆盖差的问题，在5G以前的时代，技术上可以实现搜索无线帧边界和确定上下行切换时间点后，对接收的无线帧信号进行中继放大。因为5G前时代的技术标准，上下行帧结构的切换模式较为固定，变化最多的LTE也不超过10种，这种上下行变化少的帧结构特点，给技术上工程实现信号的再生放大带来简单化。然而NR标准中上下行帧结构的不确定性，给实现信号的再生放大，带来了巨大挑战。当然，并非不可实现。
声明:部分图片来源于
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移动数据网络类型是nr_NR 各网元功能介绍
2020-11-21 07:11:11
weixin_3***59881
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NR中可以将主要网元分为gNB、AMF和UPF三种，架构如下：
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gNB具有以下功能：
无线***管理功能：无线承载控制、无线接入控制、连接移动性控制、上下行***动态分配（调度）；
用户数据流的IP报头压缩和加密；
当不能根据UE提供的信息确定到AMF的路由时，在UE附着处选择AMF；
用户平面数据向UPF的路由；
调度和传输寻呼消息（源自AMF）；
调度和传输系统广播信息（来自AMF或OM）；
用于移动性和调度的测量和测量报告配置。
gNB的功能主要通过层3消息和UE进行交换，所以很有必要学习下RRC层的功能。
RRC协议包括以下主要功能：
系统信息广播：
包括NAS通用信息；
适用于RRC_IDLE和RRC_INACTIVE中的UE的信息（例如：小区重选或选择参数、相邻小区信息）和适用于RRC_Connected中的UE的信息（例如公共信道配置信息）；
包括ETWS通知、CMAS通知；
包括定位辅助数据。
RRC连接控制：
寻呼；
建立/修改/暂停/恢复/解除RRC连接，包括UE标识（C-RNTI、fullI-RNTI等）的分配/修改、SRB的建立/修改/暂停/恢复/解除（SRB0除外）；
进入限制；
初始AS安全激活，即AS完整性保护（SRB、DRB）和AS加密（SRB、DRB）的初始配置；
RRC连接移动性包括例如频内和频间切换，与安全处理相关联，即密钥/算法更改，网络节点之间传输的RRC上下文信息的规范；
建立/修改/暂停/恢复/发布携带用户数据的RB；
无线电配置控制，包括分配/修改ARQ配置、HARQ配置、DRX配置；
在DC情况下，小区管理包括：PSCELL改变、增加/修改/释放SCG小区；
在CA的情况下，小区管理包括SCell的添加/修改/释放；
QoS控制包括分别为DL和UL分配/修改半持久性调度（SPS）配置和配置的授权配置、UE中用于UL速率控制的参数的分配/修改，即为每个RB分配优先级和优先级比特率（PBR）。
从无线电链路故障（RLF）中恢复。
异系统之间的移动性，包括安全激活、RRC上下文信息的传输；
测量配置和报告：
建立/修改/发布测量配置（例如频内、频间和异系统间测量）；
设置和释放测量间隙；
测量报告。
其他功能包括通用协议错误处理、专用NAS信息传输、UE无线接入能力信息传输。
AMF具有以下主要功能：
NAS信令终止端；
NAS信令安全；
接入层安全控制；
用于3GPP接入网之间移动性的CN间节点信令；
空闲模式UE可达性（包括寻呼重传的控制和执行）；
跟踪区域列表管理（空闲和活动模式下的UE）；
在AMF发生变化的情况下，选择AMF进行切换；
接入认证；
接入授权，包括检查漫游权限。
UPF具有以下主要功能：
系统内/间移动的锚点；
与数据网络互连的外部PDU会话点；
分组路由与转发；
分组检测和用户平面策略规则执行；
流量使用报告；
上行链路分类器，以支持路由业务流到数据网络；
支持多宿主PDU会话的分支点；
用户平面的QoS处理；
上行链路流量验证（SDF到QoS流映射）；
上下行传输级分组标识；
下行包缓冲和下行数据通知触发。
会话管理功能（***F）承载以下主要功能：
会话管理；
UEIP地址分配和管理；
用户面功能的选择和控制；
在UPF配置流量控制，将流量路由到适当的目的地；
控制策略执行和QoS部分；
下行数据通知。
主要功能总结如下图：
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