【3GPP核心网】【5G】5G核心网协议解析(一)（超详细）

已于 2024-05-07 22:10:15 修改
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分类专栏： 精讲3GPP协议栈 精讲5G核心网 文章标签： 3GPP 核心网 蜂窝网络 5G
于 2024-03-05 09:00:00 首次发布
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本文深入探讨5G核心网，包括5G服务架构、网络单位介绍、NGAP协议解析、设备接入过程和重要通信流程，如上下文建立和PDU会话。5G核心网作为关键基础设施，涉及AMF、SMF、UPF等组件，实现高速、低时延的通信体验。

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目录

1. 5G核心网概念

2. 5G服务架构

3. 5G网络单位介绍：

4. NGAP协议的接口协议栈

5. 5G设备接入过程介绍

6. 5G网络中各个实体之间的关系和交互方式介绍

7. 5G通信重要的三个流程：

7.1 RRC连接流程

7.2 上下文建立流程

7.3 PDU会话流程

1. 5G核心网概念

5G核心网是支撑5G移动通信系统的关键组成部分，是实现5G移动通信的重要基础设施，它负责管理和控制移动网络中的各种功能和服务。它提供了丰富的功能和服务，支持高速、低时延、高可靠性的通信体验，并为不同行业和应用场景提供了灵活的网络切片能力。5G核心网的一个关键功能：为用户终端（UE）提供一个到达数据网（DN）的连接。

2. 5G服务架构

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NAS消息在5G网络中的传输采用不同的协议和信令流程，例如在5G的控制平面中，NAS消息的传输通常采用NGAP协议和E1接口，而在用户平面中，NAS消息的传输通常采用GTP-U协议和UPF（User Plane Function）接口。此时，控制面元素向用户面元素发送一个PFCP规则更新请求消息，该消息中包含了一些必要的参数信息，如规则ID、新的匹配规则等。其中，消息类型定义了消息的类型，消息头包含了消息的一些元数据信息，消息体则包含了具体的消息内容，TLV则用于传输消息体中的参数信息。
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上次接触5G还是在大唐杯的时候，为了比赛没有理解3GPP协议，只表面地学习了物理层层面，也忘得有点多了，如果考虑运营商的网络工程师或者云网运维岗位得重新温习了吐槽一下通信计网这块儿老本行真的有点文科主要了解了一下3GPP是个什么东西，以防后续学习出现沙子。
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此时，控制面元素向用户面元素发送一个PFCP规则更新请求消息，该消息中包含了一些必要的参数信息，如规则ID、新的匹配规则等。其中，消息类型定义了消息的类型，消息头包含了消息的一些元数据信息，消息体则包含了具体的消息内容，TLV则用于传输消息体中的参数信息。此时，控制面元素向用户面元素发送一个PFCP规则配置请求消息，该消息中包含了一些必要的参数信息，如规则ID、规则优先级、匹配规则等。将用户面与控制面分离可以专注于优化用户数据的传输，减少控制信令对用户数据传输的干扰，从而提供更低的延迟和更高的吞吐量。
【3GPP核心网】【5G】5G核心网协议解析(二)（超详细）
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其中，PDU会话信息包括号码、IMSI、IMEI、PDU会话ID、会话类型（IPv4、IPv6、IPv4v6、Ethenet、Unstructured）、 上下行速率、计费ID、漫游状态信息、UE的IP信息、PCF信息、Qos信息、隧道信息、目的地地址、SMF标识、切片信息（如果支持）、默认DRB信息、数据网名、AMF信息、用户位置信息、会话管理信息、UPF ID、在线计费标识、离线计费标识等相关信息。配置规则：会话建立完成后，控制面元素可以向用户面元素发送PFCP消息来配置用户面数据流的转发规则。
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物理层信道定义：TS38.211（物理层信号的生成、调制，DMRS和额外DMRS，PRACH configuration index，Point A等介绍）传输信道和控制信道的数据处理：TS38.212（包括复用，信道编码，交织，DCI，DMRS端口号等）物理层控制过程：TS38.213（同步，上行功控，随机接入，UE上报和接收控制消息的过程，SSB等）物理层测量：TS38.215（UE和网络的测量控制，UE测量能力）频率、频点相关F R1：TS38.101-1。
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