4.整体架构和功能区分
4.1 整体架构
NG-RAN 可以是：
gNB:向 UE 提供 NR 用户平面和控制平面协议端接
ng-eNB: 向UE提供E-UTRA用户面和控制面协议端接
4.2 功能区分
gNb和ng-eNB承载如下功能：
无线资源管理功能：无线承载控制、无线接入控制、移动性控制、在上行链路和下行链路（调度）中动态分配资源到UE;
IP头压缩，加密和完整性保护；
在 UE接入时，无法从 UE 提供的信息确定到 AMF 的路由时，为UE选择AMF；
将用户面数据路由到UPF；
将控制面数据路由到AMF；
连接建立和释放；
Paging的调度和传输；
系统广播信息的调度和传输（源自AMF或者OAM）；
移动性和调度的测量和测量报告配置；
上行链路中的传输级分组标记（？）
会话管理；
支持网络切片；
QoS Flow 管理和到drb的映射；
支持UE 的RRC_INACTIVE态；
NAS消息的分发；
无线网络共享；
双链接；
NR-EUTRA间的紧密互通；
AMF承载如下功能：
NAS信令的终止；
NAS信令的安全
AS安全控制；
3GPP网络间移动，CN节点间的信令；
空闲模式 UE 可达性（包括Paging重传的控制和执行）；
注册区管理；
支持系统内和系统间移动性；
接入鉴权；
漫游的接入授权；
移动性管理控制（订阅和策略）
支持网络切片；
SMF选择；
UPF承载如下主要功能：
系统间和系统内的移动性锚点（适用时）；
与数据网络互连的外部 PDU 会话点
分组路由和转发
数据包检查和用户平面部分的策略规则实施
流量使用报告；
将流量路由到数据网络的上行分类器；
分支点以支持多宿主PDU会话
用户面的 QoS 处理，例如数据包过滤、门控、UL/DL 速率增强；
上行流量验证（SDF 到 QoS 流映射）
下行链路数据包缓冲和下行链路数据通知触发
会话管理功能 （SMF） 承载以下主要功能：
会话管理；
UE IP 地址分配和管理；
在 UPF 配置流量转向，将流量路由到正确的目标；
策略实施和 QoS 的控制部分；
下行链路数据通知；
4.3网络接口
4.3.1NG接口
4.3.1.1 NG用户面接口
NG 用户平面接口 （NG-U） 在 NG-RAN 节点和 UPF 之间定义。传输网络层基于 IP 传输构建，GTP-U 在 UDP/IP 之上用于在 NG-RAN 节点和 UPF 之间承载用户平面 PDU。
NG-U 在 NG-RAN 节点和 UPF 之间提供用户平面 PDU 的非保证交付。有关 NG-U的进一步详细信息，请参阅 TS 38.410
4.3.1.2NG控制面接口
NG 控制平面接口 （NG-C） 在 NG-RAN 节点和 AMF 之间定义。传输网络层基于 IP 传输构建。为了可靠地传输信令消息，SCTP 被添加到 IP 之上。应用层信令协议称为NGAP（NG应用协议）。SCTP 层提供应用程序层消息的保证传递。在传输中，IP 层点对点传输用于传输信令 PDU。
NG-C 提供以下功能：NG 接口管理; UE上下文管理; UE移动管理; 传输 NAS 消息; Paging; PDU会话管理; 配置传输; 警告消息传输。
有关 NG-C 的进一步详细信息，请参阅 TS 38.410 [16]。
4.3.2 Xn 接口
4.3.2.1 Xn 用户面接口
Xn 用户平面 （Xn-U） 接口在两个 NG-RAN 节点之间定义。传输网络层基于 IP 传输构建，GTP-U 在 UDP/IP 之上用于承载用户平面 PDU。
Xn-U 提供用户平面 PDU 的不可保证交付，并支持以下功能： 数据转发; 流量控制
有关 Xn-U的更多信息，请参阅 TS 38.420
4.3.2.2控制面接口
Xn 控制平面接口 （Xn-C） 在两个 NG-RAN 节点之间定义。传输网络层构建在 IP 之上的 SCTP 上。应用程序层信令协议称为 XnAP（Xn 应用程序协议）。SCTP 层提供应用程序层消息的保证传递。在传输中，IP 层点对点传输用于传输信令 PDU。
Xn-C 接口支持以下功能： Xn 接口管理;UE移动管理，包括上下文传输和RAN Paging;双连接。
有关 Xn-C 的更多信息，请参阅 TS 38.420
4.4 无线协议架构
4.5 MRDC
NG-RAN 支持MR-DC操作，其中 RRC_CONNECTED 中的 UE 配置为利用两个不同的调度程序提供的无线资源，这些调度器位于两个不同的 NG-RAN 节点中，通过非理想回程连接，一个提供NR 访问，另一个提供 E-UTRA 或 NR 访问。有关 MR-DC 操作的更多详细信息，请参阅 TS 37.340
4.6 网络共享
NG-RAN 支持 TS 23.501 [3] 中定义的无线接入网络共享。如果共享 NR 访问，则共享单元中的系统信息广播表示每个 PLPN 子集的 TAC 和单元标识（最多 12 个）。NR 访问仅提供一个 TAC 和每个 PLMN 每个单元的一个单元标识。与 PLPN 子集关联的每个单元标识标识其服务 NG-RAN 节点。
5.Physical Layer
6.Layer 2
7 RRC
7.1服务和功能
RRC 子层的主要服务和功能包括：
AS和NAS相关的系统信息广播；
5GC和NG-RAN触发的Paging;
在UE和NG-RAN之间建立、维护和释放RRC连接，
包括：增加、修改和释放CA;
在NR或E-UTRA和NR之间添加、修改和释放双连接
包括密钥管理的安全功能；
SRB和DRB建立配置维护和释放；
移动功能：切换和上下文传输；UE小区选择与重选及其控制；异系统移动性；
QOS管理功能；
UE测量报告和报告控制；
RLF检查和恢复；
NAS消息传输
7.2协议状态
RRC支持以下状态：
RRC_IDLE:
PLMN选择；
系统信息广播；
小区重选移动性；
5gc触发的Paging;
NAS为CN Paging配置的DRX；
RRC_INACTIVE：
PLMN 选择；
系统信息广播；
小区重选移动性；
NG-RAN触发的Paing;
NG-RAN的RNA（RAN-based notification area）管理；
NG-RAN为RNA Paging配置的DRX；
为UE建立5GC-NG-RAN连接（控制面和用户面）；
在 NG-RAN 和 UE 中存错UE AS 上下文；
NG-RAN 知道 UE 所属的 RNA；
RRC_CONNECTED：
为UE建立5GC-NG-RAN连接（控制面和用户面）；
在 NG-RAN 和 UE 中存错UE AS 上下文；
NG-RAN 知道 UE 所属的 RNA；
向UE传输单播数据；
包括测量由网络控制的移动性；
7.3系统信息处理
系统信息 （SI） 由 MIB 和多个 SIB 组成，它们分为Minimum SI 和 Other SI。
Minimum SI包括初始访问所需的基本信息以及获取任何其他 SI 所需的信息
Minimum SI包括：
MIB 包含小区为系统信息所需进一步接受的小区禁止状态信息和基本物理层信息，例如 CORESET#0配置。MIB 在 BCH 上周期广播。
SIB1 定义其他系统信息块的调度，并包含初始访问所需的信息。SIB1 也称为Remaining Minimum SI (RMSI)，在 DL-SCH 上周期广播，或在 DL-SCH 上以专用方式发送到 RRC_CONNECTED 中的 UEs。
Other SI 包含所有未在最小 SI 中广播的 SIB。这些 IB 可以定期在 DL-SCH 上广播，在 DL-SCH 上按需广播（即应 RRC_IDLE 或 RRC_INACTIVE 中的 UE 请求进行广播），或者以专用方式在 DL-SCH 上发送到 RRC_CONNECTED 中的 UE。
Other SI 包括：
SIB2包含小区重选信息，主要与服务小区有关；
SIB3 包含有关与小区重选相关的服务频率和频率内邻区的信息（包括频率常见的小区重选参数以及特定于小区的重选参数）
SIB4 包含有关与小区重选相关的其他 NR 频率和频间邻区的信息（包括频率常见的小区重选参数以及特定于小区的重选参数）
SIB5 包含有关与小区重选相关的E-UTRA 频率和 E-UTRA邻区的信息（包括频率常见的小区重选参数以及特定于小区的重选参数）
SIB6包含 ETWS 主通知。
SIB7包含 ETWS 辅通知。
SIB8包含CMAS 警告通知。
SIB9 包含与 GPS 时间和协调世界时间 （UTC） 相关的信息。
对于UE考虑用于驻留的小区/频率，UE不需要从另一小区/频率层获取该小区/频率的最小SI的内容。这并不排除UE应用来自先前访问的小区的存储的SI的情况。
如果UE不能确定小区的最小SI的全部内容（通过从该小区接收或者从先前小区的有效存储的SI接收），则UE应该将该小区视为禁止的。
当多个数字在单个载波上混合时，只有默认值用于系统信息广播和寻呼。
7.3.2调度
MIB 在 BCCH 上映射并进行 BCH，而所有其他 SI 消息在 BCCH 上映射，在 DL-SCH 上动态进行。SIB1 指示Other SI 部分的 SI 消息的调度。
对于 RRC_IDLE 和 RRC_INACTIVE 中的 UEs，Other SI 请求触发随机访问过程（参见 9.2.6），假如请求的 SI 与 PRACH 资源的子集相关联，MSG3 包含 SI 请求消息，MSG1 被用于Other SI 请求的指示。使用 MSG1 时，请求的最小粒度为一个 SI 消息（即一组 SIB），一个 RACH 前导和/或 PRACH 资源可用于请求多个 SI 消息和gNB 在 MSG2 中请求确认。使用 MSG 3 时，gNB 在 MSG4 中确认请求。
Other SI 以可配置的周期和一定持续时间进行广播。当 UE 在 RRC_IDLE/RRC_INACTIVE 中请求时，也可以广播Other SI。
要允许 UE 在小区上驻留，它必须从该小区获取Minimum SI 的内容。系统中可能有不广播Minimum SI 的小区，因此 UE 无法在这种小区驻留。
7.3.3 SI修改
系统信息的更改（ETWS/CMAS，请参阅第 16.4 条）仅在特定的无线电帧上发生，即使用修改期的概念。系统信息可以在修改期间（由其调度定义）内以相同的内容传输多次。修改期由系统信息配置。
7.4接入控制
NG-RAN 支持过载和访问控制功能，如 RACH 回退、RRC 连接拒绝、RRC 连接释放和基于 UE 的访问禁止机制。
TS 22.261 中指定的一个统一访问控制框架适用于 NR 的所有 UE 状态（RRC_IDLE、RRC_INACTIVE和 RRC_CONN）。NG-RAN 广播禁止与访问类别和访问标识关联的控制信息（在网络共享的情况下，可以为每个 PLMN 单独设置禁止控制信息）。UE 根据所选 PLMN 的禁止信息广播以及访问尝试的选定访问类别和访问标识（确定访问尝试是否获得授权：
对于 NAS 触发的请求，NAS 确定访问类别和访问标识;
对于 AS 触发的请求，RRC 确定访问类别，而 NAS 确定访问标识.
gNB 在处理具有" emergency "、" mps-PriorityAccess "和" mcs-PriorityAccess "（即紧急呼叫、MPS、MCS 订阅者）的高优先级的访问尝试时，仅在可能威胁 gNB 稳定性的极端网络情况中使用RRC_REJECt拒绝这些访问尝试。
7.5 UE能力
UE 报告其 UE能力，至少当网络请求时，这些功能是静态的。gNB 可以根据band信息请求 UE 报告哪些功能。
7.6 NAS消息的传输
NR在RRC中的SRB上提供可靠的按顺序递送NAS消息，但是在切换时进行PDCP的重建，可能导致丢失或重复。 在RRC中，NAS消息透传。 在以下场景中可能会发生NAS消息的捎带：
在 DL 中的承载建立/修改/释放。
在 UL 中的连接建立和连接恢复过程中传输初始 NAS 消息。
NOTE：除了 NAS 执行的完整性保护和加密外，NAS 消息还可以由 PDCP 进行完整性保护和加密
在 PDU 会话资源建立或修改期间，可以在单个下行 RRC 消息中发送多个 NAS 消息。在这种情况下，RRC 消息中包含的 NAS 消息的顺序应与相应的 NG-AP 消息的顺序相同，以确保 NAS 消息的有序传递。
7.7 CA
7.8 Bandwidth Adaptation
7.9 UE Assistance Information
8 NG Identities
8.1 UE Identities
在此子句中，列出了连接到 5GC 的 NR 使用的身份。对于在小区级调度，使用以下标识：
C_RNTI: 唯一 UE 标识，用作 RRC 连接和调度。
CS_RNTI，INT_RNTI，MCS_C_RNTI，P_RNTI，SI_RNTI，SP_CSI_RNTI
SFI_RNTI，TPC_PUCCH_RNTI，TPC_PUSCH_RNTI，TPC_SRS_RNTI
RA_RNTI, Temporary C_RNTI, Random value for contention resolution
I_RNTI
8.2 Network Identities
在 NG-RAN 中，以下标识用于标识特定网络实体:
AMF Name,
NR Cell Global Identifier(NCGI),
gNB Identifier(gNB ID),
Global gNB ID,
TAI(Tracking Area identity),
S-NSSAI
9 移动性和状态转换
负载均衡在 NR 中通过切换、RRC 释放时的重定向机制以及通过使用异频和异系统绝对优先级和异频Qoffset参数来实现。
链接态UE 为移动性执行的测量至少分为三种测量类型：
同频NR测量，异频NR测量，异系统E-UTRA测量
对于每种测量类型，可以定义一个或多个测量对象（测量对象定义要监视的载波频率）。
对于每个测量对象，可以定义一个或多个报告配置（报告配置定义报告条件）。使用三种报告标准：事件触发报告、定期报告和事件触发定期报告。
测量对象与报告配置之间的关联由测量标识创建（测量标识将同一 RAT 的一个测量对象和一个报告配置链接在一起）。通过使用多个测量标识（每个测量对象一个，报告配置对），可以：
将多个报告配置与一个测量对象关联
将一个报告配置与多个测量对象关联
在报告测量结果时，也使用测量标识。
每个 RAT 的测量量单独考虑。
NG-RAN 使用测量命令命令 UE 启动、修改或停止测量。
切换可以在同一 RAT 和/或 CN 中执行，也可以涉及 RAT 和/或 CN 的更改。
当 5GC 不支持紧急服务、语音服务、负载平衡等时，将执行向 E-UTRAN 的系统间回落。根据 CN 接口可用性、网络配置和无线条件等因素，回落过程会导致 RRC_CONNECTED 状态移动（切换过程）或 RRC_IDLE 状态移动（重定向），请参见 TS 23.501 [3] 和 TS38.331 [12]
9.2 NR系统内
9.2.1 RRC_IDLE 移动
9.2.1.1 小区选择
NR中的PLMN选择原则基于3GPP PLMN选择原则。小区选择需要从 RM-DEREGISTERED 到 RM-REGISTERED、从 CM-IDLE 到 CM-CONNECTED以及从CM-CONNECTED到 CM-IDLE ，并且基于以下原则：
UE NAS 层标识选定的 PLMN 和等效的 PLMN
小区选择始终基于位于同步栅格上的 CD-SSB（请参阅子句 5.2.4）
UE 搜索 NR 频段，每个载波频率根据 CD-SSB 识别最强的信元。然后读取单元系统信息广播以识别其 PLMN
UE 可以依次搜索每个载波（"初始单元选择"）或使用存储的信息缩短搜索（"存储的信息单元选择"）
UE 寻求确定一个合适的小区;如果无法识别合适的小区，则它寻求识别可接受的小区。当找到合适的小区或只找到可接受的小区时，驻留该小区，并开始小区重选过程。
合适的小区是 小区属性满足小区选择条件;小区PLMN 是选定的 PLMN，已注册或等效 PLMN; 该小区未被禁止或保留，并且不是"禁止漫游跟踪区域"列表中的跟踪区域的一部分
可接受的小区是测量的小区属性满足小区选择条件且不被禁止的小区。
转到RRC_IDLE状态：
在从 RRC_CONNECTED 或 RRC_INACTIVE 转换到 RRC_IDLE 时，UE 应根据 RRC 在状态转换消息中分配的频率（如果有）选择小区驻留。
从覆盖范围恢复：
UE应该尝试以上面针对存储信息或初始小区选择所描述的方式找到合适的小区。如果在任何频率或RAT上没有找到合适的小区，则UE应该尝试找到可接受的小区。
在多波束操作中，在对应于相同小区的波束中导出小区质量（参见子条款9.2.4）
9.2.1.2小区重选
RRC_IDLE 中的 UE 执行小区重选。程序的原则如下：
小区重选始终基于位于同步栅格上的 CD-SSB（请参阅子句 5.2.4）
UE 测量服务小区和邻区的属性，以启用重选过程：
对于异频邻区的搜索和测量，只需指示载波频率
小区重选标识 UE 应驻留的小区。它基于小区重选标准，其中涉及对服务小区和邻区的测量。
同频重选基于小区排名。
异频重选绝对优先级，其中 UE 尝试在可用最高优先级频率上进行驻留。
提供黑列表，防止UE重选到特定的同频和异频小区。
小区重选可以依赖于速度。
服务特定优先级。
在多波束操作中，在对应于相同小区的波束中导出小区质量（参见子条款9.2.4）
9.2.1.3 状态转换
下图描述了UE 触发从 RRC_IDLE 到 RRC_CONNECTED 的转换（对于 NAS 部件，请参阅 TS 23.502）
1 UE 请求从 RRC_IDLE 设置新连接
2/2a gNB完成RRC建立
3 UE的第一条NAS消息通过 RRCSetupCmp，通过 Initial Ue Message 送给AMF
4/4a/5/5a 可能在UE和AMF之间交换其他NAS消息。
6. AMF 准备 UE 上下文数据（包括 PDU 会话上下文、安全密钥、UE 无线能力和 UE 安全能力等），并将其发送到 gNB。
7/7a gNb激活安全
8/8a gNB通过重拍建立SRB2和DRB
9 gNB通知AMF建立过程已完成。
9.2.2 RRC_INACTIVE 移动
9.2.2.1 overview
RRC_INACTIVE 是 UE 保持 CM 连接状态，可以在 NG-RAN 配置的区域（RNA）内移动，而无需通知 NG-RAN。在 RRC_INACTIVE 中，最后一个服务 gNB 节点保留 UE 上下文和与服务 AMF 和 UPF 的 UE 关联的 NG 连接。
UE在RRC_INACTIVE状态时，如果最后一个服务 gNB 从 UPF收到下行数据 或从AMF收到下行UE 关联的信令（UE 上下文释放命令消息除外），在与这个小区对应的RNA中寻呼，如果RNA包含跨gNB邻区发送XnAP 寻呼到邻gNB
当UE在RRC_INACTIVE中接收UE上下文释放命令消息时，在与这个小区对应的RNA中寻呼，如果RNA包含跨gNB邻区发送XnAP 寻呼到邻gNB,以显示释放UE。
当UE在RRC_INACTIVE中接收NG RESET消息时，在与这个小区对应的RNA中寻呼，如果RNA包含跨gNB邻区发送XnAP 寻呼到邻gNB,以显示释放UE。
在 RAN 分页失败时，gNB 根据 TS 23.501 处理。
AMF 向 NG-RAN 节点提供核心网络辅助信息，以帮助 NG-RAN 节点决定是否可以将 UE转换到 RRC_INACTIVE。核心网络辅助信息包括为 UE 配置的注册区域、定期注册更新计时器和 UE 标识索引值，并可能包括特定于 UE 的 DRX，指示 UE 是否由 AMF 配置了仅移动启动连接 （MICO） 模式以及预期UE行为。在配置RNA时，NG-RAN节点会考虑UE配准区域。NG-RAN 节点使用 UE 特定的 DRX 和 UE 标识索引值进行 RAN 寻呼。NG-RAN 节点会考虑定期注册更新计时器，以配置定期 RNA 更新计时器。NG-RAN 节点会考虑预期 UE 行为，以帮助 UE RRC 状态转换决策。
在转换到 RRC_INACTIVE 时，NG-RAN 节点可能使用定期的 RNA 更新计时器值配置 UE。在定期RNA更新计时器到期时，无需UE通知，gNB行为在TS 23.501中指定
如果 UE 访问最后一个服务 gNB 以外的 gNB，则接收 gNB 会触发 XnAP 检索 UE 上下文过程，以便从最后一个服务 gNB 获取 UE 上下文，并且还可能触发 Xn-U 地址指示过程，包括可能从上次服务 gNB 中恢复数据。成功检索 UE 上下文后，接收 gNB 应在接收切片信息时执行切片感知准入控制，并成为服务 gNB，并进一步触发 NGAP 路径交换机请求和适用的 RRC 过程。在路径切换过程之后，服务 gNB 通过 XnAP UE 上下文释放过程在最后一个服务 gNB 触发 UE 上下文的释放。
如果在最后一个服务 gNB 中无法访问 UE，gNB 应：
失败任何 AMF 启动的 UE 关联的类 1 过程，允许在相应的响应消息中发出不成功操作的信号
发送 NAS 未送达指示程序，报告未送达从 UE AMF 收到的任何 NAS PDU
如果 UE 访问最后一个服务 gNB 以外的 gNB，并且接收 gNB 找不到有效的 UE 上下文，则接收 gNB 可以执行建立新的 RRC 连接，而不是恢复以前的 RRC 连接。UE 上下文检索也将失败，因此，如果服务 AMF 发生更改，则需要建立新的 RRC 连接
当UE移出配置的RNA时，需要处于RRC_INACTIVE状态的UE启动RNA更新程序。当从 UE 接收 RNA 更新请求时，接收 gNB 会触发 XnAP 检索 UE 上下文过程，以便从最后一个服务 gNB 获取 UE 上下文，并可能决定将 UE 发送回 RRC_INACTIVE 状态，将 UE 移动到 RRC_CONNECTED 状态，或将 UE 发送到 RRC_IDLE。在定期RNA更新的情况下，如果最后一个服务gNB决定不重新定位UE上下文，它失败检索UE上下文过程，并将UE发送回RRC_INACTIVE，或通过封装的RRCRelease消息直接发送到RRC_IDLE
9.2.2.2 小区重选
RC_INACTIVE 中的 UE 执行单元格重新选择。该过程的原则与 RRC_IDLE 状态相同（参见条款 9.2.1.2）。
9.2.2.3 RAN-Based Notification Area
在RRC_INACTIVE状态的UE可以由最后一个服务的NG-RAN节点配置RNA，其中：
RNA可以覆盖单个或多个小区，并应包含在CN注册区域;在此版本中，Xn 连接应在 RNA 中可用;
基于 RAN 的通知区域更新 （RNAU） 由 UE 定期发送，并且当 UE 的小区重选过程选择不属于配置的 RNA 的小区时也会发送
在如何配置RNA方面有几种不同的替代方法：
小区列表：UE 提供了构成RNA的小区（一个或多个）的明确列表
RAN区域列表：提供 UE（至少一个）RAN 区域 ID，其中 RAN 区域是 CN 跟踪区域的子集或等于 CN 跟踪区域。RAN 区域由一个 RAN 区域 ID 指定，该 ID 由 TAC 和可选的 RAN 区域代码组成；小区在系统信息中广播一个或多个 RAN 区域 ID