TS 38.300  4.Overall Architecture and Functional Split(4.1&4.2)読んでみた

こんにちは！Assieと申します。
今年もAdvent Calenderに参加させて頂きます、よろしくお願いします！

今回はTS 38.300ということで完全にRANなのですが、私Transport屋なのでちょっと領域違い。。
でもTransport屋たるものつなぐノードたちのことを知らねばならん！と思って、5G RANの基礎の基礎であろう4章 Overall Architecture and Functional Splitから最初の1.2をよんでいきます。なるべく本当に5G初めての人にもわかるように、最後に用語集を作るのを目的としたいと思います。

さて、この章ではNG-RAN(Next Generation RAN=5GのRAN)に関して以下が説明されています。
RAN-CoreNWの接続に関してのざっくり概要が書いてある感じですね。
*端末とRANの接続の話が無いから、基地局全体の動きを理解するには別のTSも読まないとわからなそうですね。。

●登場ノードの機能
・RANノード: gNB・ng-eNB 
*gNB：5G基地局
*ng-eNB: 5GC(=5G Core)に接続可能な4G基地局
  
・接続先の5GCノード：AMF, UPF, SMF、
*AMF：5GCでのコントロールプレーン・端末の位置情報&認証等々担当
*SMF: 5GCでのセッション管理担当
*UPF：5GCでのユーザープレーン転送担当
*ユーザープレーン：ユーザの音声通話やデータ通信トラフィック
*コントロールプレーン：ネットワーク制御・管理トラフィック（ルーティング情報やセッション情報など）
 
●インターフェース
・RANノード間インターフェース：Xn
・RAN-5GC間インターフェース：NG

●無線プロトコル
・ユーザープレーンプロトコルスタック
・コントロールプレーンプロトコルスタック
　
●その他諸々(何でこれだけここに書いてあるんだろう…)
・Multi-Radio Connectivity
・Radio Access Network Sharing 

ところで余談ですが前から思ってのですが、RANノードのeNodeB・gNodeBって何でこんな微妙な略し方なの？何で一文字目小文字？ていうか無線以外も全部ノードって呼ぶけど名前にノードって入ってるノードないんだけど？と思って略称の由来を調べてみました。  

2G(GSM)まではBTSだって、3GからNode of BTSでNodeB(無線の一部という意味？)になったんですね。
4G(無線はEUTRANと呼ぶ)はeNB(EUTRANのNodeB)、
5GはgNB(Global NodeB)なので、既に5Gでだいぶ大きくでてるので6Gは何NodeBになるんでしょうね。
Global超えるはもう宇宙級だからuNB(Universal NodeB)かなぁ。(?)
一文字目小文字は世代ごとに頭文字だけ変わるから小文字なのかなぁ。
いまいちしっくりこず。

さて話を戻してまずは全体像の把握です。
書いてある基本構成はこちらです。
![image.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/2993215/a2c31480-58c9-63cb-f0a9-c2e44586b761.png)

ぱっと見何かインターフェースすごいシンプルだなーって見えるのですが、
あれNGインターフェースなんてあったっけ？
あれここってN2,3じゃないっけ？
N2,3をまとめてNG IFってここでは呼んでるのかな。

XnのところもX2とかあるからとりあえずXから始まるインターフェースのことかな。

うーん、きっとそう。。。！

さてここからノードと機能説明。
●RANノード
・gNB：端末と5G New Radioで5Gの無線通信するノード
・ng-eNB：端末とLTEで無線通信するノード
　⇒つまり5GCにつながってる4G・5G無線通信をする基地局

さて機能一覧は、ふむふむgNBとng-eNBで一緒か…って、何か20個くらいバラバラと書いてあるんだけど…おおい…！
しかもものすごいバラバラ書いてあって全体像わかりづらっ…。
Network SlicingのサポートとQoSの違いは何だーとかとか何かつっこめるぞ…。
やはりここだけ読んで理解しようというのは浅はかで全部読めということか…。

とりあえずここでは、へー何となくこんな感じかーというのをほうほうとするために一覧を並べてみます。
【gNB&NG-eNB機能一覧】
・無線リソース管理一式（ベアラコントロール、リソースのUplink-Downlinkダイナミックアロケーションなど）
・IP＆イーサネットヘッダの圧縮・解凍・暗号化
・U&C-Planeのコアネットワーク(UPF,AMF)への転送
  *AMFが端末から指定されてこない時はNodeBでアタッチさせるAMFを指定
・コネクションのセットアップ・解放
・ページングメッセージのスケジューリング・送受信　
　*ページング：端末がアイドル（待機）状態の時にネットワークがデバイスに通信があるかを確認する手段
・AMFからのSystem Broadcast Informationのスケジューリング・送受信
　*System Broadcast Information:AMFから端末に送付される一般的なネットワーク情報(セルの情報、サービス提供者の情報などなど) 　
・Measurementの実施と、実施結果の報告設定
　*Measurement(測定): ユーザデバイスや他の基地局などのリソースとの関係を評価し、通信品質を最適化するための機能。測定結果でハンドオーバーとかする。
・Transport Level packet marking in the uplink 
・セッション管理
・ネットワークスライシング対応
・QoS管理とデータ無線ベアラへのマッピング
・RRC_INACTIVE stateの端末のサポート
　*RRC_INACTIVE state：RRC(端末-基地局間のプロトコル）が非アクティブ、つまり無線接続がないこと
・NASメッセージの配信
　*NAS:端末とコアネットワークを直接つなぐプロトコルで、認証、端末の登録、通信の暗号化設定などを行う。
・Radio Access Network Sharing 
  *4.6章曰く、詳細はTS 23.501.
・Dual Connectivity：2つの基地局で同時に通信できるようにするための機能。

その他5GCとの機能分離はこちら。
![image.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/2993215/9cb83bc9-e52c-5d18-d53c-87e29cd337ca.png)

最後にここまで出てきた用語を改めて、まとめます。
*NG-RAN：Next Generation RAN=5GのRAN
*gNB：5G基地局
*ng-eNB: 5GC(=5G Core)に接続可能な4G基地局
*AMF：5GCでのコントロールプレーン・端末の位置情報&認証等々担当
*SMF: 5GCでのセッション管理担当
*UPF：5GCでのユーザープレーン転送担当
*ユーザープレーン：ユーザの音声通話やデータ通信トラフィック
*コントロールプレーン：ネットワーク制御・管理トラフィック（ルーティング情報やセッション情報など）
*ページング：端末がアイドル（待機）状態の時にネットワークがデバイスに通信があるかを確認する手段
*System Broadcast Information：AMFから端末に送付される一般的なネットワーク情報(セルの情報、サービス提供者の情報などなど) 　
*Measurement(測定): ユーザデバイスや他の基地局などのリソースとの関係を評価し、通信品質を最適化するための機能。測定結果でハンドオーバー等実施。
*RRC_INACTIVE state：RRC(端末-基地局間のプロトコル）が非アクティブ、つまり無線接続がないこと
*NAS:端末とコアネットワークを直接つなぐプロトコルで、認証、端末の登録、通信の暗号化設定などを行う。
*Dual Connectivity：2つの基地局で同時に通信できるようにするための機能。

というわけでまとめ章すぎてだいぶわかりづらいので、何だかわからないなぁという方は他の方のも読んで勉強してみてください。

以上、お読み頂いてありがとうございました!!