5G核心网技术基础自学系列 | NG应用协议

Posted 2023-01-25 COCOgsta

书籍来源：《5G核心网 赋能数字化时代》

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14.3.1 介绍

NG应用协议（NGAP）用于（R）AN和AMF之间的N2接口。可以注意到，在整个系统架构中RAN-AMF间的接口称为N2，而3GPP RAN工作组将RAN-AMF间的接口命名为NG，协议因此被称为NGAP，NG是接口名称，另加上AP（应用协议）。“应用协议”这个术语已被3GPP多次使用，用来表示两个网络功能之间的信令协议。

14.3.2 基本原理

NGAP支持处理AMF和（R）AN间流程所需的所有机制，还支持透传UE和AMF间的流程或透传网络功能间的流程。NGAP适用于与5GC集成的3GPP接入和非3GRR接入，这是一个和EPS的主要区别。在EPS中，S1AP仅适用于3GPP接入（E-UTRAN），不能用于非3GPP接入。但是，即使NGAP适用于任何接入，NGAP的设计也主要针对3GPP接入（NG-RAN），这在3GPP TS 38.413定义的协议规范中也可以注意到。与非3GPP接入相关的特定参数，需要时也添加到协议中。

AMF和（R）AN之间的NGAP交互分为两类：

• 与终端不相关的服务：这些NGAP服务与（R）AN节点和AMF之间的整个NG接口实例有关，比如建立AMF和（R）AN之间的NGAP信令连接，处理某些过载情况并交换RAN和AMF配置数据。
• 与终端相关的服务：这些NGAP服务与终端相关，因此这些NGAP信令与终端所涉及的流程有关，例如：终端的注册，建立PDU会话等。

NGAP协议支持以下功能：

• NG（即N2）接口管理功能，例如NG接口的初始建立、NG接口的复位、错误指示、过载指示和负载平衡。
• 初始UE上下文设置功能，在（R）AN节点中建立初始UE上下文。
• 向AMF提供UE的能力信息（从UE接收时）。
• UE的移动性功能，在NG-RAN中启用切换，例如，路径切换请求。
• PDU会话资源（用户面资源）的建立、修改和释放。
• 寻呼，为5GC提供寻呼UE的功能。
• UE和AMF间NAS信令的传输功能。
• 绑定管理：管理特定UE的NGAP UE关联和特定传输网络层关联之间的绑定。
• 状态传输功能（将PDCP序列号状态信息从源NG-RAN节点通过AMF传输到目标NG-RAN节点，支持按顺序传递和避免切换时的复制）。
• 追查活动UE的踪迹。
• UE位置报告和定位协议支持。
• 预警消息传输。

14.3.3 NGAP基本流程

NGAP由各基本流程组成。基本流程是（R）AN（例如NG-RAN节点）和AMF之间交互的单元。这些基本流程都是分别定义的，这样能够以灵活的方式构建完整的消息流程。基本流程可以独立于其他流程被独立调用，也可以和其他流程并行调用。一些基本流程提供的服务不与单个UE相关（例如，NG建立），而其他一些基本流程提供的服务只与UE相关（例如，PDU会话资源修改流程）。一些基本流程提供的服务可能与UE关联，也可能不与UE关联，根据具体情况而定，例如，针对错误指示流程：如果与UE信令的接收有关，则使用与UE关联的信令；否则将使用非UE关联的信令。在有些情况下，基本流程间的相互独立会受到限制，这些限制由NGAP规范说明。

表14.3和表14.4列出了NGAP中的基本流程，一些流程属请求-响应类型，其他的一些是不需响应的基本流程。针对请求-响应类的流程，请求的发起方收到请求的接收方的响应，指示请求是否成功处理（相关的流程如表14.3所列）。其他流程是不需响应的基本流程，例如在AMF希望只发送下行链路NAS消息时使用，这种情况下，下行链路NAS消息的错误处理由NAS层进行，因此RAN无须提供响应（没有响应的基本过程如表14.4所列）。

表14.3 指示成功或失败响应的基本NGAP流程（参照3GPP 38.413的表8.1-1）

表14.4 没有响应消息的基本NGAP流程（参照3GPP 38.413表8.1-2）

NGAP协议没有版本协商，协议的前向和后向兼容性通过协议的设计机制来确保：现在和将来的消息以及IE或相关IE的组都包括以标准格式编码的ID和关键性字段，这些信息将来不会更改。无论是哪个标准版本，这些部分始终可以被解码。

NGAP运行在SCTP之上，依赖SCTP可靠的传输机制（14.10节中进一步描述了SCTP）。