NGAP - ianchen0119/Introduce-to-5GC GitHub Wiki

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NGAP (NG Application Protocol over N2 Interface) Protocol 由一些基本流程組成，一個基本流程都是 NG-RAN 與 AMF 之間的溝通流程。

  • NG-C (N2) NG-C, that use NGAP protocol, connects the CU-CP to one or more AMF.
  • NG-U (N3) NG-U, that use GTP-U protocol, connects the CU-UP to one or more UPF.

N-GAP Protocol Pointer

  • NGAP 能夠管理 gNB 和 AMF 之間的程序所需的所有機制。
  • NGAP 同樣支援執行於 UE 與 AMF 之間的 NAS procedures 傳輸。
  • NGAP 可以向上與向下兼容，版本與版本之間並不會有衝突 (包含 IE Set 以及標準格式編碼的 ID 和 criticality fields)。
  • NGAP 能夠讓 3GPP access 與 non-3GPP access 與核心網路互動 (defined in 3GPP TS 38.413 specification)。
  • NGAP 依賴可靠的傳輸機制（NGAP 設計在 SCTP 協定上）
  • NGAP 與 S1AP 不同，後者並不允許 non-3GPP accesses。
  • N2 interface 提供了管理功能，舉例來說：NG Setup、Reset、Error Indication 以及 Load Balancing。
  • NGAP 支援 Initial UE Context Setup，使 gNB 建立 initial UE context（UE 相關的內文資料）。
  • NGAP 使基地台能夠提供 UE capability information 給 AMF。
  • 支援 PDU Session Setup, modification 以及 release，這些訊息用於管理 Data plane 的資源（如果 UE 要建立 PDU Session，從基地台到核網之間也需要為接下來的資料流事先分配資源）。
  • Paging 功能用於尋找處於 CM-IDLE 狀態的 UE，相關訊息也實作在 NGAP 上。
  • 追蹤 UE 的 mobility（包含 location reporting）。
  • 支援警告訊息（適用於 emergency services）。

Types of Services over NGAP

  • Non UE-associated Service 這類的 NGAP Services 與 RAN 有關 (NGAP Signaling connection)，負責處理一些超載的狀態以及交換 gNB 與 AMF 的 configuration data。
  • UE-associated services 這類的 NGAP Services 與 UE 有關，像是: Registration, PDU Session Establishment, Deregistration etc。

Types of NGAP Procedures

Elementary Procedure：NGAP由數個 Elementary Procedures（EPs）組成，每個 Elementary Procedure 是 NG-RAN Node 和 AMF 之間互動的基本單位。 這些程序皆是單獨定義的，目的是希望利用這些程序靈活構建完整的流程。

如果某些 EP 之間的獨立性受到限制，則在相關 EP 描述下進行描述。除非限制另有說明，否則 EP 可以作為獨立過程相互獨立地調用，這些過程可以並行發起。在第 2 階段規範（例如，TS 38.401 [2]、TS 38.410 [3] 和 TS 38.300 [8]）中規定了幾個 NGAP EP 一起使用或與來自其他接口的 EP 一起使用。

根據 3GPP TS 38.413 定義 NGAP Procedures 能夠被分為兩大類：

兩者最大的差別是前者需要被接收端回覆，而後者不需要。

  • Request Response Procedure In this types of procedures, the initiator gets a response from the receiver of the request, indicating whether the request was successfully handled or not or a failure response.
  • No Response Procedures These elementary procedures without does not expect a response from the receiver. These messages are used, e.g., when AMF wants to only deliver a downlink NAS message. There is no need for gNB to provide a response in that case since error handling is handled on NAS level.

Reference