5G控制平面协议栈详解：N2接口与NGAP协议

"控制平面协议栈在5G网络中扮演着关键角色，它定义了5G接入网络（5G-AN）与5G核心网（5G Core，5GC）之间的通信方式。在《altera fpga伴你玩转usb3.0与lvds》一书中，针对5G-AN和5G核心之间的控制平面协议栈，特别是N2接口的协议栈进行了深入探讨。N2接口是根据3GPP标准（如TS 38.413）设计的，它用于NG-C（氮气）映射，并涵盖了多个程序，包括接口管理、个人用户程序、NAS传输、用户环境管理、PDU会话资源管理和交接管理。 1. 接口管理程序：这部分涉及到N2接口的配置和重置，这些操作与单个用户设备（UE）无关，可以应用到任何访问类型。消息可能包含特定于访问类型的信息，例如仅在3GPP访问中使用的默认分页DRX信息。 2. 个人用户程序：这包括与NAS（非接入层）传输相关的程序，适用于任意访问，但可能包含访问相关的消息，比如UE的位置信息（如3GPP访问的小区ID或非3GPP访问的其他位置信息）。 3. 用户环境管理程序：这类程序同样适应任何访问，可能涉及特定访问的信息，比如仅用于3GPP访问的移动限制列表，以及AMF在5G-AN和SMF之间透明转发的一些信息，如N3寻址和QoS（服务质量）要求。 4. PDU会话资源管理程序：这些程序涉及PDU会话的建立、修改和释放，信息可能包括N3寻址和QoS要求，AMF会在5G-AN和SMF之间转发这些信息。 5. 交接管理程序：仅应用于3GPP访问，处理UE在不同5G-AN间的切换。 5G-AN和5G核心间的控制平面接口支持具有以下特点： - 使用单一的控制平面协议（NGAP）连接不同类型的5G-AN（如3GPP RAN和N3IWf）到5GC，统一处理3GPP和非3GPP访问。 - 每个UE在AMF中针对每个访问有唯一的N2终结点，无论PDU会话数量如何。 - AMF与SMF等其他功能脱钩，AMF负责在5G-AN和SMF间传递信息，包括N2 SM信息，这部分信息在SMF和5G-AN间透明交换。 3GPP技术规范23.501详细描述了5G系统的系统架构，包括架构模型、网络功能、实体、非漫游和漫游参考架构，以及数据存储架构。此外，还涵盖了支持非3GPP接入的机制，如受信任和不受信任的非3GPP访问，以及对电缆接入的支持。" 此书和3GPP规范共同揭示了5G网络复杂而精细的控制平面协议栈设计，为理解和实现5G通信提供了宝贵的知识。