Дата обновления документа: 08.04.2025
Этот документ описывает структуру, функциональные характеристики и технические средства программного обеспечения стека протоколов уровня L3 базовой станции RAN 5G. Он предназначен для инженеров, разработчиков и специалистов, занимающихся внедрением и эксплуатацией базовых станций 5G.
Программное обеспечение стека протоколов уровня L3 базовой станции RAN 5G Rus (далее — «ПО L3») реализует ключевые функции стека протоколов базовой станции RAN 5G RUS и обеспечивает работу централизованного модуля (gNB-CU, CU), включая взаимодействие CU с ядром сети и другими модулями ПО базовой станции через набор встроенных интерфейсов и протоколов обработки данных.
ПО стека протоколов уровня L3 является частью ПО стека протоколов базовой станции 5G Rus. Трехуровневая архитектура показана на рисунке ниже.
На уровне L3 стека протоколов базовой станции 5G реализуются как самостоятельные функции протоколов:
Также реализуются функции взаимодействия между уровнями L3 и L2 (PDCP-RLC) для:
Для обеспечения стабильной и долговременной работы ПО и оборудования в состав ПО стека протоколов уровня L3 включены дополнительные модули, обеспечивающие:
На рисунке ниже показаны основные модули в составе стека протоколов уровня L3 в контексте взаимодействия распределенного модуля DU и централизованного модуля CU.
Функции ПО стека протоколов уровня L3 базовой станции 5G разработаны в соответствии с требованиями стандартов 3GPP версии 15. Исчерпывающий перечень стандартов приведен в разделе «Ссылки» настоящего документа.
ПО стека протоколов уровня L3 имеет модульную структуру и включает функциональные модули: SDAP, PDCP, RRC, CU RM.
Ниже приводится описание функций и параметров по каждому из модулей.
Программная реализация протокола SDAP (Service Data Adaptation Protocol – протокол плоскости передачи пользовательских данных, UP) выполнена в соответствии с требованиями стандарта 3GPP TS 37.324 «Service Data Adaptation Protocol (SDAP) specification» версии 15.1.0.
В модуле SDAP реализованы функции управления качеством передачи (QoS) пользовательских данных.
В таблице ниже приведены поддерживаемые функции и процедуры модуля SDAP в соответствии с терминологией 3GPP (часть функций описана на языке оригинального стандарта для упрощения работы и синхронизации с терминологией стандарта).
Процедура/Функция | Сообщение/Функциональность |
---|---|
Передача данных |
|
Non-GBR Bearer Rate Limiting для канала DL | PDU session Aggregate Maximum Bit Rate (AMBR) and UE AMBR enforcement for non-GBR bearer |
Обработка Protocol Data Units (PDU) для Data PDU | - |
QoS Flow to DRB Mapping | - |
Reflective QoS | Reflective QoS and Reflective QoS Indicator (RQI) |
SDAP Entity Handling | SDAP ENTITY ESTABLISHMENT |
SDAP ENTITY MODIFICATION | |
SDAP ENTITY RELEASE DURING UE RELEASE |
Этот модуль представляет собой программную реализацию протокола PDCP (Packet Data Convergence Protocol) в соответствии с требованиями стандарта 3GPP TS 38.323 «Packet Data Convergence Protocol (PDCP) specification» версии 15.3.0.
Модуль PDCP поддерживает следующие функции:
В таблице ниже приведены поддерживаемые функции и процедуры модуля PDCP в соответствии с терминологией 3GPP (часть функций описана на языке оригинального стандарта для упрощения работы и синхронизации с терминологией стандарта).
Процедура/Функция | Сообщение/Функциональность |
---|---|
Шифрование | DL шифрование и UL расшифрование, в соответствии с рекомендациями 3GPP с использованием алгоритмов:
|
Типы Data Radio Bearer (DRB) |
|
Data Transfer: Receive Operation |
|
Handling of Unknown, Unforeseen, and Erroneous Protocol Data | Handling of PDCP PDU, которое содержит зарезервированные или невалидные значения |
Контроль целостности (Integrity Protection) | DL integrity protection and UL integrity verification.
|
PDCP Entity Handling |
|
PDCP PDU Routing (для сценария с Split Bearers) | Для сценария со split bearers, маршрутизация осуществляется в передаваемом PDCP объекте. |
Protocol Data Units |
|
Status Reporting Functionality |
|
UE Inactivity | Поддержка следующих сценариев для UE Inactivity:
|
PDU представляет собой объект данных, которыми обмениваются модули в пределах данного уровня. PDU содержит управляющую информацию и пользовательские данные.
Программная реализация протокола плоскости пользователя PDU сессии соответствует требованиям стандарта 3GPP TS 38.415 «PDU Session User Plane Protocol specification» версии 15.2.0.
В таблице ниже приведены поддерживаемые функции и процедуры модуля PDU-сессии в соответствии с терминологией 3GPP (часть функций описана на языке оригинального стандарта для упрощения работы и синхронизации с терминологией стандарта).
Функция | Функциональность |
---|---|
DL PDU Session Information |
|
UL PDU Session Information |
|
Модуль RRC (Radio Resource Control) представляет собой программную реализацию функций одноименного протокола в плоскости управления (CP) и соответствует требованиям стандарта 3GPP TS 38.331 «Radio Resource Control (RRC) protocol specification» версии 15.5.1.
RRC поддерживает следующие функции:
IDLE
, CONNECTED
, INACTIVE
);В таблице ниже приведены поддерживаемые функции и процедуры модуля RRC, в соответствии с терминологией стандарта 3GPP (часть функций описана на языке оригинального стандарта для упрощения работы и синхронизации с терминологией стандарта).
Процедура/Функция | Сообщение/Функциональность |
---|---|
DL and UL Information Transfer |
|
Initial Security Activation |
|
Измерения (Measurements) | Базовая конфигурация для A1, A2, A3 и A4 событий и обработки измерений |
Paging | Кодирование и передача сообщений пейджинга |
RRC CG-Config: SCG radio configuration to establish SCG bearer | Кодирование scg-CellGroupConfig IE для режимов NSA и SA |
RRC Connection Establishment |
|
RRC Connection Reestablishment (в условиях детектирования RLF) |
|
RRC Connection Resume |
|
RRC Reconfiguration |
|
RRC States |
Поддержка следующих состояний RRC:
|
Security |
Контроль целостности и шифрование (NIA0 , NIA1 , NIA2 , NIA3 , NEA0 , NEA2 , and NEA3 ) с использованием аппаратного ускорителя
(для платформы Intel – Intel QAT, для платформы ARM – Octeon TX2 Crypto Pool Mode Device)
|
Настраиваемые SRB1 и SRB2 | - |
Security Algorithm Negotiation | SECURITY ALGORITHM CONFIG |
System Information |
|
Модуль CU RM представляет собой менеджер ресурсов в составе стека протоколов уровня L3 и выполняет роль модуля RRM – Radio Resource Manager в соответствии с рекомендациями 3GPP. Данный модуль ПО представляет в первую очередь сервисную функцию и обеспечивает совместную работу всех остальных модулей в составе ПО и их взаимодействие между собой.
В таблице ниже приведены функции и процедуры модуля CU RM в соответствии с терминологией стандарта 3GPP (часть функций описана на языке оригинального стандарта для упрощения работы и синхронизации с терминологией стандарта).
Функция | Функциональность |
---|---|
Автоматический выбор AMF | Выбор AMF, основываясь на параметрах слайса - Single Network Slice Selection Assistance Information (S-NSSAI), полученного от абонентского устройства |
Автоматический выбор CU UP | Выбор CU UP, основываясь на параметрах слайса - selection based on the Single Network Slice Selection Assistance Information (S-NSSAI) values received from the UE |
Локальное управление ресурсами |
|
Измерения (Measurements) | Базовая конфигурация для A1, A2, A3 и A4 событий и обработки измерений |
Мобильность | Intra-CU (Inter-DU) и Inter-CU хендоверы, основываясь на решении после наступления события A3 |
Node Monitoring |
ПО L3 может отслеживать состояние следующих элементов:
|
UE Capability |
|
VoNR |
|
На рисунке ниже показаны основные интерфейсы, реализованные в составе разработанного ПО, а также назначение каждого из них.
Функциональные характеристики каждого из программных интерфейсов описаны ниже, в соответствующих разделах.
В таблице ниже приведены поддерживаемые функции и процедуры интерфейса F1AP в соответствии с терминологией стандарта 3GPP (часть функций описана на языке оригинального стандарта для упрощения работы и синхронизации с терминологией стандарта).
Процедура/Функция | Сообщение/Функциональность |
---|---|
Reset (сброс) |
|
F1 Setup |
|
gNB-DU Configuration Update |
|
gNB-DU Resource Coordination |
|
gNB-CU Configuration Update |
|
UE Context Setup (настройка контекста UE) |
|
UE Context Release |
|
UE Context Modification Required |
|
UE Context Modification |
|
Initial UL RRC Message Transfer | INITIAL UL RRC MESSAGE TRANSFER |
Paging (CN initiated idle mode paging) | PAGING |
UL RRC Message Transfer | UL RRC MESSAGE TRANSFER |
DL RRC Message Transfer | DL RRC MESSAGE TRANSFER |
В таблице ниже приведены поддерживаемые функции и процедуры интерфейса E1AP в соответствии с терминологией 3GPP (часть функций описана на языке оригинального стандарта для упрощения работы и синхронизации с терминологией стандарта).
Примечание: Программный интерфейс E1 реализован только для аппаратной платформы на базе процессоров с архитектурой x86.
Процедура/Функция | Сообщение/Функциональность |
---|---|
Bearer Context Inactivity Notification | BEARER CONTEXT INACTIVITY NOTIFICATION |
Bearer Context Modification (gNB-CU-CP initiated) | BEARER CONTEXT MODIFICATION REQUEST |
BEARER CONTEXT MODIFICATION RESPONSE | |
Bearer Context Modification Required (gNB-CU-UP initiated) | BEARER CONTEXT MODIFICATION REQUIRED |
BEARER CONTEXT MODIFICATION CONFIRM | |
Bearer Context Setup | BEARER CONTEXT SETUP REQUEST |
BEARER CONTEXT SETUP RESPONSE | |
gNB-CU-CP E1 Setup | GNB-CU-CP E1 SETUP REQUEST |
GNB-CU-CP E1 SETUP RESPONSE | |
gNB-CU-UP E1 Setup | GNB-CU-UP E1 SETUP REQUEST |
GNB-CU-UP E1 SETUP RESPONSE |
Программный интерфейс Х2 поддерживает следующие функции:
В таблице ниже приведены поддерживаемые функции и процедуры интерфейса X2 в соответствии с терминологией 3GPP.
Процедура/Функция | Сообщение/Функциональность |
---|---|
EN-DC X2 Setup (Master eNB initiated EN-DC X2 setup) | EN-DC X2 SETUP REQUEST |
EN-DC X2 SETUP RESPONSE | |
EN-DC X2 SETUP FAILURE
| |
E-UTRA–NR Cell Resource Coordination | E-UTRA - NR CELL RESOURCE COORDINATION REQUEST |
E-UTRA - NR CELL RESOURCE COORDINATION RESPONSE | |
NSA EUTRA QoS Enforcement for Non-GBR Bearers | UE AMBR, MBR, and GBR enforcement |
Reset | RESET REQUEST
|
Security | Шифрование и контроль целостности для Опции 3a и 3x (NIA0 , NIA1 , NIA3 , NEA0 , NEA1 , NEA2 и NEA3 ) |
SgNB Activity Notification | SGNB ACTIVITY NOTIFICATION |
SgNB Addition Preparation | SGNB ADDITION REQUEST |
SGNB ADDITION REQUEST ACKNOWLEDGE | |
SGNB ADDITION REJECT
| |
SgNB Initiated SgNB Modification | SGNB MODIFICATION REQUIRED |
SGNB MODIFICATION CONFIRM | |
SgNB Release (MeNB initiated SgNB Release) | SGNB RELEASE REQUEST |
SGNB RELEASE REQUEST ACKNOWLEDGE | |
SN Status Transfer | SN STATUS TRANSFER |
UE Context Modification | UE CONTEXT MODIFICATION REFUSE
|
UE Context Release | UE CONTEXT RELEASE |
Программный интерфейс Хn поддерживает следующие функции:
В таблице ниже приведены поддерживаемые функции и процедуры интерфейса Xn в соответствии с терминологией 3GPP.
Процедура | Сообщение |
---|---|
Handover Cancel | HANDOVER CANCEL
|
Handover Preparation | HANDOVER REQUEST |
HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE | |
HANDOVER PREPARATION FAILURE
| |
SN Status Transfer | SN STATUS TRANSFER |
UE Context Release | UE CONTEXT RELEASE |
Xn Setup | XN SETUP REQUEST |
XN SETUP RESPONSE | |
XN SETUP FAILURE
|
Программный интерфейс NG поддерживает следующие функции:
В таблице ниже приведены поддерживаемые функции и процедуры интерфейса NGAP в соответствии с терминологией стандарта 3GPP.
Процедура/Функция | Сообщение/Функциональность |
---|---|
Access and Mobility Management Function (AMF) Configuration Update |
|
Downlink NAS Transport | DOWNLINK NAS TRANSPORT |
Initial Context Setup | INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST |
INITIAL CONTEXT SETUP RESPONSE | |
INITIAL CONTEXT SETUP FAILURE
| |
Initial UE Message | INITIAL UE MESSAGE |
NG Reset | NG RESET |
NG RESET ACKNOWLEDGE | |
NG Reset Initiated by the AMF | NG RESET |
NG RESET ACKNOWLEDGE | |
NG Setup | NG SETUP REQUEST |
NG SETUP RESPONSE | |
Paging | PAGING |
Path Switch Request | PATH SWITCH REQUEST |
PATH SWITCH REQUEST ACKNOWLEDGE | |
PATH SWITCH REQUEST FAILURE | |
PDU Session Resource Setup |
|
PDU SESSION RESOURCE SETUP RESPONSE | |
PDU Session Resource Modify | PDU SESSION RESOURCE MODIFY REQUEST |
PDU SESSION RESOURCE MODIFY RESPONSE | |
RAN Configuration Update | RAN CONFIGURATION UPDATE |
RAN CONFIGURATION UPDATE ACKNOWLEDGE | |
UE Context Release Request | UE CONTEXT RELEASE REQUEST
|
UE Radio Capability Check | UE CAPABILITY INFO INDICATION |
UE RADIO CAPABILITY CHECK REQUEST | |
UE RADIO CAPABILITY CHECK RESPONSE | |
UE Context Release | UE CONTEXT RELEASE COMMAND |
UE CONTEXT RELEASE COMPLETE | |
Uplink NAS Transport | UPLINK NAS TRANSPORT |
ПО стека протоколов уровня L3 предназначено для развертывания на ОС Linux Ubuntu 22.04. Рекомендуется использование специализированных версий ядра Linux, в состав которых входят необходимые для работы RT-приложений (RealTime) функции (RT Kernel Patches).
ПО адаптировано для работы на различных аппаратных платформах для построения цифровых модулей БС 5G, построенных на базе процессоров с архитектурой X86. Рекомендуемые требования к такой платформе указаны ниже:
Центральный процессор: Intel Xeon 6338N или аналогичный, с поддержкой набора инструкций AVX512;
ОЗУ: 192 Гб;
Твердотельный жесткий диск: объемом не менее 200 Гб;
Сетевой адаптер: Intel X710-DA4 10-Gigabit SFP/SFP+ Network Connection (10Gbe NIC);
Аппаратный ускоритель: Intel QAT 8970 для ускорения функций криптографии, построенная на технологии Intel® QuickAssist (также подходит Intel QAT с628).
При необходимости использования другого, отличного от рекомендованного, аппаратного обеспечения рекомендуется обращаться в техническую поддержку ООО «ИРТЕЯ» для подтверждения наличия всех необходимых для работы ПО функций в конкретной вычислительной платформе.
Конфиденциальность пользовательских и системных данных обеспечивается путем шифрования, с применением следующих алгоритмов:
Целостность данных пользователей и управления обеспечивается с помощью следующих алгоритмов:
ПО стека протоколов уровня L3 имеет встроенную защиту от несанкционированного копирования с использованием лицензионных ключей, которые:
Система для генерации и валидации лицензионных ключей:
Организация входных и выходных данных ПО L3 выполнена в соответствии с действующими стандартами 3GPP.
Аббревиатура | Расшифровка на английском языке | Расшифровка на русском языке |
---|---|---|
ПО | Software | Программное обеспечение |
ТЗ | Technical Specification | Техническое задание |
ЧТЗ | Special Technical Specification | Частное техническое задание |
3GPP | Third Generation Partnership Project | Проект партнерства третьего поколения |
5G | Fifth Generation | Мобильная связь пятого поколения |
AM | Acknowledged Mode | Режим с подтверждением передачи |
ANR | Automatic Neighbor Relation | Автоматическое определение соседей |
CA | Carrier Aggregation | Агрегация несущих |
CP | Control Plane | Плоскость пользователя |
CU | Control Unit | Модуль CU (управления) |
DC | Dual Connectivity | Двойное подключение |
DL | Downlink | Нисходящий канал |
DRB | Data Radio Bearer | Радиоканал передачи данных |
DU | Distribution Unit | Модуль DU (распределительный) |
GBR | Guaranteed Bit Rate | Гарантированная скорость передачи данных |
IP | Internet Protocol | Интернет протокол |
MAC | Message Authentication Code | Код аутентификации сообщения |
NAS | Non-Access Stratum | Слой без доступа |
NEA | NR Encryption Algorithm | Алгоритм шифрования сети радиосвязи нового поколения |
NSA | Non-Standalone (mode) | неавтономный (режим) |
PDCP | Packet Data Convergence Protocol | Протокол конвергенции пакетных данных |
PDU | Protocol Data Unit | Блок данных протокола |
QoS | Quality of Service | Качество передачи |
RAN | Radio Access Network | Сеть радиодоступа (сеть мобильной связи) |
RLC | Radio Link Control | Управление радиотрактами |
RQI | Reflective QoS Indicator | Аналитический индикатор качества услуг |
RRC | Radio Resource Control | Управление радиоресурсами |
RU | Radio Unit | Приемо-передающий модуль |
SA | Standalone (mode) | Автономный (режим) |
SDAP | Service Data Adaptation Protocol | Протокол адаптации служебных данных |
SDU | Service Data Unit | Сервисный блок данных |
SON | Self-Organizing Networks | Самоорганизующаяся сеть |
SRB | Signal Radio Bearer | Радиоканал передачи сигнала |
UL | Uplink | Восходящий канал |
UM | Unacknowledged Mode | Режим без подтверждения передачи |
UP | User Plane | Плоскость управления |
ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "ИРТЕЯ" | LIMITED LIABILITY COMPANY "IRTEYA" |
---|---|
115432, г.Москва, вн.тер.г. муниципальный округ Даниловский, пр-кт Андропова, д. 18, к. 9 | 18, Andropov Ave, bldg. 9, Moscow, Moscow, Danilovsky Municipal District, 115432 |
|
|
Тел.: +7 (985) 76-85-888 | Tel.: +7 (985) 76-85-888 |
Эл. почта: zapros@irteya.ru | E-mail: zapros@irteya.ru |
Документация для скачивания, а также информация по продукту размещена на сайте: https://irteya.ru | Documents and product details are available on the site: https://irteya.ru |