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gNB拆分后F1接口及应用实例

 在5G中gNB拆后无线网(RAN)中增加了CU和DU间的F1接口;当终端(UE)在上行链路方向发送信息时,DU先通过(Uu)空口接收终端的消息,再通过F1接口发送给CU;下行消息和数据则是CU先通过F1接口传送至DU,之后再通过空口传递给终端(UE);期间F1接口提供的服务及应用实例分别如下:


图1.gNB拆分后的5G网络结构图

一、F1AP服务

接口F1使用F1AP协议进行gNB-DU与gNB-CU之间两种类型服务:

  • 非终端(UE)相关服务:它们在gNB-DU和gNB-CU间使用非UE关联的F1接口实例相关。kangguoying20220331

  • 终端(UE)相关服务:它们与单个UE相关。负责提供UE相关信令连接的F1AP功能维护。kangguoying20220331

除非特别说明在任何情况下每个协议端点应最多只与一个特定终端(UE)的F1AP流程相关;这也适用于IAB-DU和IAB-donor-DU或IAB-donor-CU。


二、F1-C(控制面)功能

做为gNB-DU和gNB-CU之间信令和消息传递,F1-C接口除传输终端与站点间的无线资源控制RRC消息外,还包括以下服务内容:

  •    F1接口管理;kangguoying20220331

  •    系统信息管理;

  •    UE上下文管理;

  •    RRC消息传递功能;kangguoying20220331

  •    PAGING消息传递功能;

  •    Warningmessages信息传递功能;

  •    远程干扰管理(RIM)消息传输功能;

  •    追踪(TRACE)功能;kangguoying20220331

  •    负载管理功能;

  •    自优化(SON)支持功能;

  •    定位功能;kangguoying20220331

  •    IAB 支持功能;


三、F1-U(用户面)管理

在gNB-CU和gNB-DU之间用户面协议(F1-U)位于F1接口上的无线层。5G(NR)用户面协议支持实体之间的(点对点)直接通信,无论终止于相同还是不同用户面接口,无线网(RAN)中gNB-DU负责控制下行链路用户数据流;如配置NR用户面协议实例存在于DC中,则其做终端的上下文中的主节点和辅助节点或托管F1-U协议终端的节点。kangguoying20220331


四、F1接口应用实例

实例1:在初始接入阶段,gNB-DU和gNB-CU间F1传递RRC建立请求和RRC建立消息;


图2.F1接口终端初始RRC建立消息

实例2:完成RRC建立之后,F1接口传输终端(UE)上下文请求和答应消息;


图3.F1接口传递UE上下文管理消息

实例3:进入业务阶段,F1接口传输终端与网络间频繁的承载更新消息;


图4.F1接口传递承载更新消息

实例4:业务结束后,F1接口传输终端(UE)上下文释放请求和应答


图5.F1接口传递UE上下文释放消息


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