以下是3GPP TS 38.300（NR and NG-RAN Overall Description）协议核心信息点整理，涵盖5G无线接入网（NG-RAN）与核心网（5GC）的总体架构、接口定义及关键功能：
1. 系统架构
(1) 网络组成
- NG-RAN节点：
- gNB：提供NR用户面（UP）与控制面（CP）协议，支持独立组网（SA）。
- ng-eNB：支持LTE基站升级为E-UTRA-NR双连接（EN-DC）节点（NSA场景）。
- 5GC（5G核心网）：
- AMF（接入与移动性管理功能）：处理RRC连接、移动性管理。
- SMF（会话管理功能）：管理PDU会话、QoS策略。
- UPF（用户面功能）：数据路由与转发。
(2) 组网模式
| 模式 | 描述 |
|---|
| SA | 独立组网，gNB直接连接5GC，支持完整5G功能（如网络切片、URLLC）。 |
| NSA | 非独立组网（EN-DC），LTE eNB为控制面锚点（MeNB），gNB为用户面分流（SgNB）。 |
(3) CU/DU分离架构
- CU（Central Unit）：处理高层协议（RRC、PDCP），支持多DU协同调度。
- DU（Distributed Unit）：处理底层协议（RLC、MAC、PHY），靠近射频单元部署。
- F1接口：CU与DU间接口，支持控制面（F1-C）与用户面（F1-U）分离。
2. 接口与协议栈
(1) 主要接口
| 接口 | 连接实体 | 功能 |
|---|
| NG接口 | gNB/ng-eNB ↔ 5GC | 控制面（NG-C）与用户面（NG-U），支持初始接入、会话管理、数据传输。 |
| Xn接口 | gNB ↔ gNB | 基站间切换（Handover）、负载均衡、双连接（DC）协调。 |
| F1接口 | CU ↔ DU | 资源调度、RRC消息传递、用户面数据转发。 |
(2) 用户面与控制面协议栈
| 平面 | 协议层 | 功能 |
|---|
| 用户面 | PDCP → RLC → MAC → PHY | 数据封装/解封装、HARQ重传、调度、物理层传输。 |
| 控制面 | RRC ↔ PDCP → RLC → MAC → PHY | 连接管理、测量控制、移动性管理、安全激活。 |
3. 关键流程
(1) 初始接入
- 小区搜索与同步：UE通过SSB（PSS/SSS）获取PCI和MIB。
- 随机接入（RACH）：MSG1~MSG4完成上行同步与RRC连接建立。
- 注册与安全激活：AMF执行UE认证（5G-AKA）、密钥派生（Kgnb）、安全模式激活。
(2) 移动性管理
- 切换（Handover）：
- 基于Xn的切换：源gNB通过Xn接口请求目标gNB资源预留。
- 基于N2的切换：AMF协调不同gNB间的切换（跨AMF场景）。
- RRC状态迁移：
- IDLE ↔ CONNECTED：通过RRCSetup/RRCRelease完成。
- INACTIVE状态：保留UE上下文，通过RNA（RAN-based Notification Area）寻呼。
(3) QoS机制
- QoS流（QoS Flow）：最小QoS管理单元，由5GC通过SMF下发QoS规则（5QI、ARP）。
- 映射规则：QoS Flow映射到DRB（数据无线承载），支持GBR/Non-GBR业务差异化调度。
4. 物理层关键参数
| 参数 | 定义 |
|---|
| 频段（Band） | FR1（Sub-6GHz）和FR2（毫米波），支持CA（载波聚合）与SUL（补充上行）。 |
| 带宽部分（BWP） | UE可配置多个BWP，动态切换以适应不同业务需求（如低功耗与大带宽）。 |
| HARQ机制 | 异步自适应重传，最大16个进程，支持CBG（Code Block Group）级重传。 |
5. 网络功能与协作
- AMF与gNB交互：
- N2接口消息：Initial Context Setup（初始上下文建立）、UE Context Release（上下文释放）。
- SMF与UPF协作：
- N4接口：会话管理规则下发（如QoS策略、计费规则）。
- 多RAT协同：
- EN-DC（E-UTRA-NR双连接）：LTE与NR频谱聚合，MeNB控制面锚定，SgNB提供额外容量。
6. 测试与部署相关
- NSA与SA兼容性：
- NSA需支持LTE与NR双连接信令流程（如SgNB Addition/Modification/Release）。
- 网络切片：
- RAN侧通过切片标识（S-NSSAI）映射资源隔离策略（如专用调度优先级、RB资源预留）。
- 干扰管理：
- 基于X2/Xn接口的ICIC（干扰协调），如RNTP（相对窄带发射功率）指示。
7. 安全机制
- RRC层安全：
- 完整性保护（EIA）与加密（EEA），使用256-bit密钥算法（如NEA2/NIA2）。
- 用户面加密：
- PDCP层加密（如AES-CTR、SNOW3G），保护用户数据隐私。
协议核心价值
TS 38.300是5G NR的顶层架构规范，定义了从物理层到核心网的端到端协作机制，重点解决以下问题：
- 多网络融合：支持LTE与NR平滑演进（NSA/SA）。
- 灵活部署：CU/DU分离、网络切片等功能满足多样化场景需求。
- 高效资源管理：通过动态调度、BWP切换、HARQ优化提升频谱效率。
附录：关键缩写对照
- NG-RAN：Next Generation Radio Access Network
- PDCP：Packet Data Convergence Protocol
- RLC：Radio Link Control
- MAC：Medium Access Control
- PHY：Physical Layer
- QFI：QoS Flow Identifier
- DRB：Data Radio Bearer
如需更详细的流程或信令交互分析，可结合TS 38.300的具体章节（如第6章“Architecture”和第10章“Procedures”）深入解读。
