第 2 章 5G 網絡結構
2.5 MEC
2.6 5G NR 基站架構
建構 4G 無線接入網的基本單元是 eNB。eNB 基于“單片”結構，架構非常簡單，隻需定義較少的邏輯節點間的互通接口。但是，在 5G NR 研究初期，業界就關注到将 NR 邏輯節點 gNB 分割成CU 和 DU 能夠帶來如下好處。
靈活的硬體實施，便于引入可擴充的、經濟高效的解決方案。
• 分割的架構，允許對性能特性、負載管理和實時性能優化進行協調，也可支援虛拟化部署。
• 可配置的功能分割，能夠适應不同用
例，比如具有各種不同傳輸時延需求的用例。CU/DU 分離後的 5G NR 基站架構如圖 2-28 所示。圖中，4G eNB 的 BBU 功能分成了 3 個部分：一部分底層 PHY 功能由AAU 負責；其餘 BBU 功能分割成 CU 和DU 兩部分。
具體如何将 NR 功能進行分割，取決于無線網絡部署場景、限定條件和目标服務。例如，進行 NR 功能分割時可以考慮對不同服務類型的支援，如低延遲時間、高吞吐量、目标區域的使用者密度和負載需求等定制化的 QoS 需求。另外，與具有不同性能水準的傳輸網（從理想到非理想）進行互操作，也是 NR 功能分割時需要考慮的影響因素。
在研究階段考慮的幾種可能的 CU/DU 分離選項如圖 2-29 所示。這些選項基于 E-UTRAN 協定棧，包括 PHY、MAC、RLC、PDCP 和 RRC，對分割點的研究分析貫穿了協定棧中的所有可能位置。
在詳細比較之後，3GPP 決定采用 option2，即集中式 PDCP/RRC（CU）和分布式的 RLC/MAC/PHY（DU）結構，以此作為規範工作的基礎。這一選擇的主要原因是，option2 結構與 LTE-NR 雙連接配接應用的協定棧拆分方式非常相似：在雙連接配接配置中，承載分離發生在 PDCP 層，與 option2 的分割點相同。
2.6.1 gNB 的高層分割（HLS）
gNB 分割後的 NG-RAN 整體架構如圖 2-30 所示，在 NG 無線接入網中，一組 gNB 通過 NG 接口與 5GC 連接配接，并通過 Xn 接口互相連接配接。
一個 gNB 可以由一個 gNB-CU 以及一個或多個 gNB-DU 組成，其中，gNB-CU 與 gNB-DU 之間的接口稱為 F1 接口。gNB 的 NG 接口和 Xn-C 接口終止于 gNB-CU。理論上對一個 gNB-CU 可以連接配接的 gNB-DU 的最大數量沒有限制，該數量僅受具體實施時的現實限制。3GPP 标準規定一個 gNB-DU 隻與一個 gNB-CU 連接配接，但并不排除在實際操作中為了增強彈性将多個 gNB-CU 連接配接到同一個 gNB-DU 上。一個 gNB-DU 可以支援一個或多個小區。gNB 的内部結構對核心網和其他無線接入網節點來說是不可見的，因而 gNB-CU 以及與其連接配接的 gNB-DU 對其他 gNB 和 5GC 來說隻是一個 gNB。
F1 接口支援 gNB-CU 和 gNB-DU 之間的信令交換和資料傳輸、分離無線網絡層和傳輸網絡層、交換使用者終端相關資訊或非使用者終端相關資訊。另外，F1 接口的功能分為 F1-C（控制面）功能和 F1-U（使用者面）功能。
F1-C 主要包括以下功能。
• F1 接口管理功能。該功能包括 F1 設定、gNB-CU 配置更新、gNB-DU配置更新、差錯訓示和重設定。
• 系統資訊管理功能。gNB-DU 負責系統資訊的排程和廣播。對于系統資訊廣播，NR-MIB 和 SIB1 的編碼由 gNB-DU 執行，其他 SI 資訊的編碼由 gNB-CU執行。F1-C 接口還可提供按需 SI 發送所需的信令支援，以減少使用者終端的能量消耗。
• F1 使用者終端上下文管理功能。這些功能負責建立和修正必要的 UE 上下文。F1 使用者終端上下文的建立由 gNB-CU 發起，gNB-DU 可以基于準入控制标準接收或拒絕建立（例如，gNB-DU 可以在資源不可用的情況下拒絕建立或修正上下文的請求）。另外，F1 使用者終端上下文修正請求可以由 gNB-CU 和gNB-DU 中的任意一個發起。接收節點可以接收或拒絕修正。F1 使用者終端上下文管理功能還可用于資料無線承載（DRB，Data Radio Bear）和信令無線承載（SRB，Signal Radio Bear）的建立、修正和釋放。
• RRC 消息傳遞功能。該功能負責在 gNB-CU 和 gNB-DU 之間傳遞 RRC消息。F1-U 主要包括以下功能。
• 使用者資料傳遞。該功能允許 gNB-CU 與 gNB-DU 之間的資料傳遞。
• 流控制功能。該功能允許對流向 gNB-DU 的下行資料傳輸進行管控，引入了若幹具體功能以提高資料傳輸的性能，例如，由于無線鍊路終端導緻的
PDCP PDU 丢失的快速重傳、備援 PDU 的丢棄、資料訓示的重傳以及狀态報告。
CU-DU 分離的情況支援以下連接配接狀态下的移動場景。
• gNB-DU 間的移動。使用者終端在同一 gNB-CU 下的不同 gNB-DU 之間移動。
• gNB-DU 内小區間的移動。使用者終端在同一 gNB-DU 下的不同小區間移動，通過使用者終端上下文修正（gNB-CU 發起）過程實作切換。
• 使用 MCG SRB 的 LTE-NR 雙連接配接下 gNB-DU 間的移動。當 LTE-NR 雙連接配接操作中隻存在 MCG SRB 時，使用者終端在同一 gNB-CU 下的不同 gNB-DU之間的移動。
• 使用 SCG SRB 的 LTE-NR 雙連接配接下 gNB-DU 間的移動。當 EN-DC 操作中存在 SCG SRB 時，使用者終端在不同的 gNB-DU 之間移動。
2.6.2 高層分割中的 CP 與 UP 分離
為了能夠根據不同場景和性能需求對不同無線接入網功能的位置進行優化，gNB-CU 可進一步分為控制面部分（gNB-CU-CP）和使用者面部分（gNB-CUUP）。CU-CP和 CU-UP 以 E1 接口進行連接配接，E1 接口為單純的控制面接口，其功能包括 E1 接口管理功能和 E1 承載上下文管理功能。CU-CP 和 CU-UP 分離下完整的無線接入網架構如圖 2-31 所示。
gNB-CU-CP 掌管 RRC 和 PDCP 協定的控制面部分，它也是與 gNB-CU-UP連接配接的 E1 接口的終點、與 gNB-DU 連接配接的 F1-C 接口的終點。gNB-CU-UP 掌管 en-gNB 中 gNB-CU 的 PDCP 協定使用者面部分，以及 gNB 中 gNB-CU 的 PDCP協定及 SDAP 協定的使用者面部分。gNB-CU-UP 是 E1 接口（與 gNB-CU-CP）的終點，也是 F1-U（gNB-DU）接口的終點。
一個 gNB 可能包括一個 gNB-CU-CP、多個 gNB-CU-UP 和多個 gNB-DU。gNB-CU-CP 通過 F1-C 接口與 gNB-DU 連接配接，gNB-CU-UP 通過 F1-U 接口與gNB-DU 連接配接。一個 gNB-CU-UP 隻與一個 gNB-CU-CP 連接配接，但是不排除在實際操作中将一個 gNB-CU-UP 與多個 gNB-CU-CP 連接配接。一個 gNB-DU 可以與多個在同一 gNB-CU-CP 控制下的 gNB-CU-UP 連接配接。一個 gNB-CU-UP 可以與多個在同一 gNB-CU-CP 控制下的 DU 連接配接。
2.7 5G 承載技術