ORAN专题系列-27：5G FAPI接口 - 中文规范-1- 概述总体架构

Posted 2021-06-22 文火冰糖的硅基工坊

目录

第1章 概述

1.1 5G的网络架构

1.2 5G FAPI接口在5G网络中的位置

1.3 5G 云部署环境下，小基站形态的演变

1.4 FAPI 接口的分类

1.5 5G FAPI套件

1.6 FAPI套件

第2章 主要的流程

第3章 主要的消息格式

参考文献

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第1章 概述

 

1.1 5G的网络架构

在5G网架构中，主要分为两大层次：

（1）主要由AMF和UPF组成5G核心网5GC

（2）主要有gNB组成的5G接入网5G RAN, 而分布式gNB又主要由如下的网元组成

• gNB-CU
• gNB-DU

在5G网架构中，主要分为三大层次：

• 5GC与5G RAN之间的接口：NG
• gNB与gNB之间的接口：Xn
• gNB-CU与gNB-DU的接口: F1

 

1.2 5G FAPI接口在5G网络中的位置

5G FAPI接口位于gNB-DU内部，是MAC层与物理层之间的接口标准。

备注：

FAPI是小基站联盟定义的标准，是针对传统的小基站，在传统的小基站中，L3, L2, L1, RF是一体的，因此，使用了Frontend ctrl接口替代了传统的宏站的CPRI Fronthual前传接口。

 

1.3 5G 云部署环境下，小基站形态的演变

到了5G，除了传统的一体化的5G小基站的形态，还衍生出了5G云部署下的小基站的形态。

在云部署环境下，MAC层与PHY层进行了分离，它们可是不集成一体（Opion6选项）

• PHY层以专用子卡的形式，通过PCIe物理接口与MAC层硬件单元连接。
• PHY层下层到RU中，通过以太网接口与MAC层硬件单元连接。

这种新的形态，导致MAC层与PHY层的接口需要一些新的特性。

本文主要关注传统一体化形态小基站的MAC层与PHY层的接口FAPI.

至于分离式形态下小基站的MAC层与PHY层的接口nFAPI. n代表5g NR.

详见：https://blog.csdn.net/HiWangWenBing/article/details/117587421

 

1.4 FAPI 接口的分类

FAPI API遵循5G的控制面和数据面的分类方法。遵循控制面与数据面的分离的基本原则。

上层的控制面的信令和业务面数据承载，之上而下穿过FAPI接口。

因此FAPI接口也分为两类：信令面（P5接口）和业务数据面（P7）

信令面与数据面是严格分离的额，如下图所示：

MAC层的调度器通过FAPI业务面接口P7接口，实现对PHY的TTI调度。

MAC层的控制器，通过FAPI信令面接口P5接口，实现对PHY的控制和配置管理。

备注：

在FAPI接口中，没有严格的区分控制面和管理面。

 

1.5 5G FAPI套件

5G FAPI套件由如下组成：

• ‘5G FAPI: PHY API’ - PHY mode control (P5) interface and main data path (P7) [SCF222],  该规格定义了当物理层与MAC位于同一个物理实体中时，他们之间的接口规范。
• ‘5G FAPI: RF and Digital Front End Control API’ – (P19) for Frontend Unit control [SCF223]
• ‘Network Monitor Mode API’ - (P4) for 2G/3G/4G/5G [SCF224]
• ‘5G nFAPI Specification’ [SCF225] (this document), 该规格定义了当物理层与MAC位于不同物理实体中时，他们之间的接口规范。

该规范是5G FAPI套件的一部分，是针对5G FAPI: PHY API March 2020版本的解读。

 

1.6 FAPI套件

FAP接口不仅仅应用于5G, 也应用于2G/3G/4G。

如下是FAPI接口的所有规范套件：

 

第2章 主要的流程

 

第3章 主要的消息格式

• 3.1 Genernal Message  Format：通用的消息各式
• 3.2  Message Type：消息的类型
• 3.3  Config message：P5接口控制面和管理面消息
• 3.4  Slot message：P7接口数据面业务数据时隙调度消息

 

参考文献

[1] 3GPP TS38.401 NG-RAN Architecture Description v15.4.0
[2] 3GPP TS38.211 NR Physical Channel and Modulation v15.4.0
[3] 3GPP TS38.212 NR Multiplexing and Channel Coding v15.4.0
[4] 3GPP TS38.213 NR Physical Layer Procedures for Control v15.4.0
[5] 3GPP TS38.214 NR Physical Layer Procedures for Data v15.4.0
[6] 3GPP TS38.331 NR Radio Resource Control (RRC) Protocol Specification v15.4.0
[7] 3GPP TS38.104 NR Base-station (BS) Radio Transmission and Reception v15.4.0
[8] 3GPP TS38.300 NR Overall Description Stage-2 v15.4.0
[9] SCF 222 5G Frontend API Specification