1.1 5G网络架构

5G移动通信系统

5G移动通信系统包括5GC(5G Core Network，5G核心网)和NG-RAN(Next Generation Radio Access Network，5G无线接入网)。5G核心网与5G接入网通过NG接口连接，实现控制面和用户面功能;5G无线接入网之间通过Xn接口连接,实现控制面和用户面功能。其中，gNB是5G基站，ng-eNB是4G升级后支持部分5G功能的基站。

5G移动通信系统整体架构如下图所示。

4G移动通信系统包括EPC(Evolved Packet Core network，演进分组核心网）和E-UTRAN (EvoTerrestrial Radio Access Network，演进通用陆地无线接入网络)。

4G移动通信系统整体架构如下图所示。

1.2 5G网元与接口

1.2.1 5G移动通信整体网络架构

5G网络功能之间的信息交互可以基于两种方式表示:其—为基于服务表示;其二为基于点对点表示。实际部署时，也可以采用两种方式相结合的表达方式。下图中N1、N2、N3等为点对点表示方式，Nnssf、Nnef、Nnrf等为基于服务的表示方式。

 5G无线接入网的基站网元功能拆分为CU(Centralized Unit，集中单元)和DU(Distributed Unit，分布单元)。

划分CU、DU的方法有8种，从高层到底层集中化程度更大，要求传输带宽更大，时延更低。目前采用高层功能划分方案:3GPP标准确定了optiqn2:PDCP上移便于形成数据锚点，便于支持用产面的双连接/多连接。

1.2.2 5G主要网元功能

5G系统核心网和接入网网元主要功能。

UPF（用户面功能）

主要功能：

• gNodeB间切换的本地移动锚点（适用时)
• 连接到移动通信网络的外部PDU会话点
• 基于N接口切换过程中，数踞包路由与转发　　

SMF（会话管理功能）

主要功能：

• 会话的建立修改删除
• 包括tunnel maintain betweeDHCPv4(server and client) and DHCPv6 (server andclient) functionsn UPF and AN nodeUE IP地址的分配和管理
• DHCPv4(server and client) and DHCPv6 (server andclient) functions
• 选择控制用户面功能

 AMF（访问和移动性管理功能）

主要功能：

• NAS信令及信令的加密和完整性保护
• 终止运行RAN网络接口(N2)
• 注册管理
• NAS移动性管理
• 为在UE和SMF之间的SM消息提供传输

 gNB/en-gNB

• CU-C：接口管理；连接管理；负载均衡；切片资源动态管理
• CU-U：数据包的处理与转换
• DU：资源的调度；传输模式的转换；信道映射
• AAU-RF：信号收发

1.2.3 5G系统接口功能与协议

5G接口非常多，这里只针对NG接口、Xn接口、F1接口、E1接口和Uu接口。

NG接口：接入网与核心网之间的接口。下图左侧表示控制面协议栈（NG-C接口），右侧表示用户面协议栈（NG-U接口）。

Xn接口：接入网内部，基站与基站之间的接口。Xn接口协议栈与NG接口类似。在CU\DU分离的情况下，Xn-C是CU-C之间的接口，Xn-U是CU-U之间的接口。

E1接口：CU-C与CU-U之间的接口。只有控制面接口（E1-C）。

F1接口：CU与DU之间的接口。有控制面接口（F1-C）和用户面接口（F1-U），结构与上述类似。

Uu接口：终端与基站之间的接口。