传递5GC与RAN消息的桥梁-NGAP介绍

litom2004

NGAP-传递5GC与RAN消息的桥梁原创 Mr.Kang [url=]和老康一起学5G[/url] 2022-05-14 09:34

NGAP(Protocol for NG Interface)是5G网络中用于Ng-RAN与5GC中AMF间通信的应用层协议.《5G网络核心灵魂单元--AMF》中介绍了它负责核心网元AMF与无线网gNB之间消息传递，接口位置见图1.

  图1.NG接口与5G网络架构

一、NGAP协议栈

TS 38.412进行了NGAP接口总体描述,协议栈结构如图2所示。NGAP 数据包由通用的IP和SCTP封装，在RFC文档中也很多介绍。NGAP中传递信令流程TS 38.413进行了定义。

                         图2.NG接口协议栈结构

二、NG接口定义

3GPP在TS 38.410-4.2中定义如下：

• 支持NG-RAN和5GC之间的信令信息交换；
• NG是NG-RAN节点与5GC节点之间的点对点接口。即使在NGRAN和5GC之间没有物理直接连接的情况下，点对点逻辑接口也是可行的；
• NG接口支持控制面和用户面分离；
• NG接口将无线网络层和传输网络层分开；
• NG接口是面向未来的，可以满足不同新需求以及对新服务和新功能的支持；
• NG 接口与可能的NG-RAN部署变体解耦；
• NG 应用协议支持模块化程序设计并使用允许优化编码/解码效率的语法。
  
  

三、NGAP接口能力

TS38.410-4.4中描述NGAP支持以下功能：

• 建立、维护和释放PDU会话NG-RAN部分的流程；
• 执行RAT内部切换和RAT间切换的流程；
• 每个UE在协议级别上的分离，用于用户特定的信令管理；
• 支持UE和AMF之间NAS信令消息的传输；
• 分组数据流的资源预留机制。
  
  

四、NGAP支持流程

NGAP接口支持两种类型的信令消息:Class 1和Class 2，TS 38.413 - 3.1定义如下：

• Class 1：支持响应(成功或失败)的基本流程；
• Class 2：无响应的基本流程。
  
  

两类信令消息在TS 38.413-8.1中定义如下:

4.1 Class 1消息

表1.38.413 v16.7- Table 8.1-1: Class 1

4.2 Class 2消息

表2.38.413 - v16.7 :Table 8.1-2: Class 2

五、NG接口建立

NG接口建立过程是gNB和AMF之间的首次信令连接建立，其适用于连接到指定 AMF的每个UE。建立过程在TS 38.413-8.7.1中进行了定义；如下图所示整个过程只是简单的双向握手。

                       图3.NG接口建立过程

六、NGAP消息内容

3GPP在TS 38.413-8.7.1.2定义了"NG SETUP REQUEST"和"NG SETUP RESPONSE" 消息中重要的IE参数。其中：

6.1 NGSetupRequest

•   配置的TAC指示
•   UE保留信息
  
  

6.2  NGSetupResponse

•   支持IAB
•   AMF名称备份
•   GUAMI类型
•   RAN节点名称
•   扩展RAN节点名称
•   NB-IoT默认寻呼DRX
•   RAT信息
•   广播PLMN项目->NPN支持->NID
•   PLMN支持项->NPN支持->NID
  
  

多数情况下AMF接受来自gNB的NGSetupRequest并发送NGSetup Reponse，但以下任一与AMF期望不匹配，它将拒绝连接。

•   ID
•   tAC
  
  

附:NGAP数据包结构 (IP+SCTP+NGAP+Payload)