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LTE筆記: Service-Based Architeture (SBA) in in 5G Core Network ~1

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在 4G Core Network 中, 不同的單元之間, 透過不同的介面溝通, 此架構又稱為點對點 (Point-to-Point, P2P) 架構, 其優點在於可以針對每一個介面, 設計最佳的通訊協定, 然而, 這樣的架構也造成網路的僵化, 難以擴展新功能. 考量至此, 3GPP 在定義 5G Core Network 時, 引入了 Service-Oriented 的想法, 命名為: Service-Based Architeture (SBA),  定義於 TS 23.501, 並以 RESTful API 作為溝通的介面, JSON 作為溝通的格式, 在 SBA 架構下, 5G Core Network 拆解成許多獨立的功能模組, 如下圖所示: 在上圖中, 我們可以看到 SBA 架構下, 可以分成兩部分, 其中, 和 RAN 直接相關的部分 (UPF, AMF, SMF), 仍舊維持 P2P 的架構, 但是, 對 AMF 以及 SMF 的管理單元, 都在同一個匯流排上, 以 RESTful API 的方式串聯, 而在匯流排上的功能單元, UDM, AUSF, PCF 是屬於標準的 Control Plane 功能, 其中, 和 4G Core Network 的功能對應可以表示於下圖: 其中, 由於 Control Plane 和 User Plane 分離的緣故, SGW-U, PGW-U 分別代表了 Serving Gateway (SGW) 和 PDN Gateway (PGW) 的 User Plane, 相對的, SGW-C 和 PGW-C 則代表了 Control Plane 的功能, AMF 用以管理 UE 的 Access 和 Mobility, 而 SMF 管理 UE 的 Session,  此兩個功能元件, 直接和 UPF (User Plane Function, 主要就是資料的路由) 以及 RAN (Radio Access Network, 主要就是基地台) 溝通, 並直接給予指令, 因此, AMF 和 SMF 仍是走標準的 P2P 介面. 其他在匯流排上的 SBA 單元, 則可以視為提供 AMF 和 SMF 的計算單元, 若以 SDN 作為框架, AMF 和 SMF 角色類似於 OpenFlow, 而其他元件則類似於 NFV (

LTE筆記: 5G 核心網路 (core network) 的演進

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在通訊系統的演進中, 我們通常著重於 RAN (Radio Access Network) 的進展, 畢竟, RAN 的進步 (如: 傳送速率, 新的裝置, 等) 都比較和使用者相關, 但是, 相對於 RAN, 核心網路 (core network) 的改變也非常巨大, 從 3G 到 4G, 基本上完成了從 circuit switch 到 packet switch 的轉換, 讓行動網路, 不只有語音通訊的功能, 也引領手機裝置, 從功能手機演進為智慧型裝置, 接著, 從 4G 到 5G 網路, 面對多樣的終端裝置 (智慧手錶, 物聯網裝置, 等) 5G 核心網路引入兩個重要概念: 網路功能虛擬化 (Network Function Virtualization, NFV) 與雲端. 在本文中, 會著重在架構和功能的比較, 5G core network 的特色之後有機會再說明. 來自:  https://medium.com/@sarpkoksal/core-network-evolution-3g-vs-4g-vs-5g-7738267503c7 在 3G 的 core network 中, packet-switch 和 circuit-switch 是分開的, 其中, 負責 packet-switch 的是 GPRS (General Packet Radio Service), 藉由分時多工的方式, 分享通訊資源. 其中, SGSN 負責管理 UE 的 session, 移動性, 計費的功能, 可以想像是 control plane, GGSN 則負責將 IP-based 的在通訊系統傳送, 可以想像是 user plane. 來自:  https://medium.com/@sarpkoksal/core-network-evolution-3g-vs-4g-vs-5g-7738267503c7 到了 4G 網路, 就正式把 circuit-switch 從 core network 中移除, 相對於 3G 把所有功能都放在 SGSN 內, 4G core network 針對功能做了較佳的切分, 其中, MME 負責 session 和 mobility 的管理, HSS 為使用者認證資料庫, S-GW 將來自 internet 的資料, 轉換成 L

[BLE] BLE 5.1 室內定位

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在 BLE 5.1 中加入了對角度估測的支援, 此功能可以廣泛利用於室內定位的範疇, 提供公尺以下之定位精確度, 此定位功能利用多天線之技術, 估計目標裝置相對之角度, 又可以分成以下兩種估計之架構: AoA (Angle of Arrival) 和 AoD (Angle of Departure). 來自:  https://www.rohde-schwarz.com/ae/solutions/test-and-measurement/wireless-communication/ wireless-connectivity/bluetooth/bluetooth-direction-finding/bluetooth-direction-finding_251246.html 在 AoA 的架構下, 移動裝置需要單一天線, 並發送一特殊訊號 (DF-enabled packet), 固定裝置 (BLE Gateway, BLE GW) 擁有多根天線, 進行角度之估測, 在 DoA 的架構下, 移動裝置依然透過單一天線傳輸, 但是此時, 特殊的 DF-enabled packet 由 BLE GW 發出, 角度之估測則在移動裝置進行, 在 BLE 5.1 的架構下, 裝置必須發送一特殊訊號,  也就是上述的 DF-enabled packet, 其中 DF 為 Direction Finding  的縮寫, 此訊號的特色為包含一串 Constant Tone Extension (CTE) 訊號, 用以提供固定的波型 (waveform) 和頻率 (frequency) 的訊號, 以供接收端進行 IQ 的分解 (顯示收到訊號的的強度和相位改變), 進行之後之角度估測. https://www.bluetooth.com/wp-content/uploads/2019/05/BTAsia/1145-NORDIC-Bluetooth-Asia-2019Bluetooth-5.1-Direction-Finding-Theory-and-Practice-v0.pdf 在角度估測部分, 以 AoA 為例, 移動裝置發出 DF-enabled packet, 而 BLE GW 依序從不同天線接收,  因此, 每根天線可以解出目標訊號的不同相位數值, 假設天線距離夠小 (小