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深度解析 3GPP TR 21.905：章节 3 (Part 2) - 万物之始，从“A”字母开启的接入与架构基石

本文技术原理深度参考了3GPP TR 21.905 V19.0.0 (2025-09) Release 19规范。在前两篇文章对规范进行全景概览和基础章节解读后，本文将正式深入规范的核心腹地——第三章“Terms and definitions”，从字母“A”开始，逐一剖析这些构筑起整个移动通信大厦的最基本、也最重要的术语。

引言：小通的第一堂“字母课”

“准备好了吗，小通？”导师微笑着问道，“我们已经看完了地图的图例和序言，现在要正式踏入这片广袤大陆的第一个区域——‘A’区。在3GPP的世界里，‘A’几乎就是Access（接入）、**Architecture（架构）和Authentication（认证）**的代名词。理解了‘A’开头的术语，你就把握住了设备如何‘敲门’、网络如何‘开门’以及双方如何‘对暗号’的全过程。”

小通深吸一口气，点了点头。她知道，这堂课将是她从一个旁观者，转变为一个真正能理解网络内部对话的“圈内人”的关键一步。她翻开TR 21.905，指向了第一个以“A”开头的术语。

1. 敲门砖：建立连接的第一步 (Access)

导师说：“我们先从最基本的‘敲门’动作看起。一个手机，开机后第一件事就是要找到网络，并获得接入许可。这里面就藏着好几个‘A’开头的关键概念。”

1.1 A/Gb mode (A/Gb 模式)

A/Gb mode: mode of operation of the MS when connected to the Core Network via GERAN and the A and/or Gb interfaces.

“这是个有历史感的术语，”导师解释道，“看到GERAN，你就要立刻反应过来，这是2G/GSM的无线接入网。在那个时代，核心网被分为两个域：

• CS (Circuit Switched) 域：主要用来打电话，走的是A接口。

• PS (Packet Switched) 域：主要用来上网（GPRS/EDGE），走的是Gb接口。

所以，A/Gb mode 就是指手机工作在2G网络下的模式。这个定义提醒我们，今天复杂的5G网络，其根源可以追溯到那个语音和数据‘分灶吃饭’的年代。理解历史，才能更好地理解演进。”

1.2 Acceptable Cell (可接受小区)

Acceptable Cell: A cell that the UE may camp on to make emergency calls. It must satisfy certain conditions.

小通的手机开机后，屏幕上显示着信号格。它首先要做的，就是从周围成百上千的无线信号中，找到一个“家”。但这个“家”也分三六九等。导师为她做了个生动的比喻：

“想象一下你在野外迷路了，手机没信号。你拼命寻找，终于找到一个信号极其微弱的地方。这个地方可能网络很差，不能上网，甚至不能打普通电话，但它至少能让你拨通紧急电话（Emergency Call），比如110、119。这个能让你‘活下去’的地方，就是可接受小区。”

Acceptable Cell 是手机驻留（camp on）的最低标准。它不要求小区属于你签约的运营商，甚至不要求你有SIM卡。只要这个小区的信号质量满足最基本的门槛，能让你发起紧急呼叫，它就是一个Acceptable Cell。这是通信网络提供普适性社会安全保障的基础。与之相对的，还有一个更高级的概念叫Suitable Cell (适用小区)，那是指不仅能打紧急电话，还能正常使用签约运营商服务的“舒适的家”，我们后面会遇到。

1.3 Access conditions (接入条件)

Access conditions: A set of security attributes associated with a file.

“这个术语的场景切换到了SIM/USIM卡内部。”导师提醒小通注意上下文。“SIM卡里存储了很多敏感文件，比如你的电话本（ADN）、短信（SMS）和一些签约信息。Access conditions 就是给这些文件设置的‘门禁’。”

这些“门禁”规定了什么条件下才能对文件进行读、写、更新等操作。最常见的接入条件就是PIN码（Personal Identification Number）。比如，你设置了PIN码锁，那么只有输入正确的PIN码（满足了Access condition），手机（ME）才能读取SIM卡里的核心文件，完成网络注册。还有更高级的ADM（Administration）码，用于运营商对卡片进行管理。这个术语体现了3GPP对数据安全的精细化控制，已经深入到了小小的SIM卡内部。

1.4 Access delay (接入时延)

Access delay: The value of elapsed time between an access request and a successful access (source: ITU-T X.140).

“这是一个关键的性能指标（KPI）。”导师变得严肃起来，“从你的手机决定发起一个业务（比如想拨打电话或打开一个APP），到网络真正为你分配好资源，允许你开始传输第一个数据包，这中间的时间，就是Access delay。”

这个时延越短，用户体验就越好。5G三大场景之一的uRLLC（超可靠低时延通信），其核心目标之一就是将端到端时延降低到1毫秒级别，其中就包含了对Access delay的极致压缩。为了实现这个目标，5G在无线空口设计、核心网流程简化等方面都做了大量的优化。所以，当你看到这个简单的术语时，背后是无数工程师为了那几毫秒的提升而付出的巨大努力。

2. 网络的“二元论”：接入层与非接入层 (Access Stratum)

“接下来，我们要接触3GPP体系中最核心、最重要，也可能是最让初学者困惑的一个概念——‘分层’。具体来说，就是接入层（Access Stratum, AS）和非接入层（Non-Access Stratum, NAS）。”导师说。

2.1 Access Stratum (接入层)

Access Stratum: functional grouping consisting of the parts in the infrastructure and in the user equipment and the protocols between these parts being specific to the access technique (i.e. the way the specific physical media between the User Equipment and the Infrastructure is used to carry information).

这个定义非常学术化。导师决定用他经典的“大使馆”比喻来为小通拆解。

“小通，你想象一下，你要从中国（核心网）向美国（一个APP服务器）递送一封非常重要的国书（你的数据包）。你需要一位外交官（你的手机）来完成这个任务。”

“这位外交官首先要进入美国驻华大使馆（无线接入网）。大使馆的建筑风格、安检流程、内部使用的语言（比如英语）、接待人员（基站），所有这些都只和‘如何进入并利用这个大使馆’有关。这些特定于大使馆（接入技术）的规则和设施，就是接入层（Access Stratum）。”

具体到通信网络：

• AS协议：RRC, MAC, RLC, PDCP这些协议，它们只在UE和基站（gNB）之间存在。它们的工作就是管理无线资源、调度数据、处理切换等，一切都是为了在UE和基站之间建立并维持一个稳定高效的无线数据通道。

• 技术相关性：5G NR的AS和4G E-UTRA的AS是完全不同的，就像美国大使馆和法国大使馆的规矩不一样。AS协议与具体的无线接入技术（RAT）强绑定。

2.2 非接入层 (Non-Access Stratum, NAS)

“现在，我们的外交官（UE）已经成功进入了大使馆（与基站建立了无线连接）。他此行的目的是递交国书。这封国书的内容——‘我们希望进行贸易谈判’——是用中文写的，并且有特定的外交辞令格式。这个国书本身的内容和格式，就是非接入层（Non-Access Stratum, NAS）。”

导师继续解释：

• NAS协议：这些协议的信令（消息）在UE和核心网（AMF/SMF）之间传递。基站（大使馆）只负责“传递”这封信，它不会（也无权）打开看信的内容。

• 与接入技术无关：无论外交官是通过美国大使馆（5G NR）、法国大使馆（4G LTE），甚至是找了个当地邮局（Wi-Fi）把信递进去，国书的内容和格式都不会变。同样，NAS消息（比如注册请求、PDU会话建立请求）是独立于无线接入技术的。你的手机即使从5G网络切换到4G网络，你和核心网之间的NAS层连接状态通常也能保持。

这个“二元”架构是移动通信网络设计的精髓。它实现了**业务逻辑（NAS）与接入技术（AS）**的解耦，使得核心网可以不必关心千变万化的无线技术，专注于用户管理和业务控制；反之，无线技术也可以独立演进，而不影响核心网的稳定。

与此相关的术语还有：

Access protocol: A defined set of procedures that is adopted at an interface at a specified reference point between a user and a network to enable the user to employ the services and/or facilities of that network (source: ITU-T I.112).

这是对AS和NAS协议的总称，即用户和网络之间用于使用服务的“约定程序”。

Access Stratum SDU (Service Data Unit): Unit of data transferred over the access stratum SAP (Service Access Point) in the Core Network or in the User Equipment.

这是分层模型中的一个标准术语。简单说，NAS层产生的数据包（如一个注册请求消息），对于AS层来说，就是一个需要被透明传输的“货物”，这个“货物”就是AS层的SDU（服务数据单元）。AS层（比如RLC和MAC协议）会给这个SDU“打包”、“贴标签”（加上各种头部信息），形成PDU（协议数据单元），然后在空口发送出去。

3. 业务的本质：从应用到计费

“理解了网络的架构，我们来看看网络上到底跑的是什么，以及运营商如何靠它赚钱。”导师将话题引向了业务和商业模式。

3.1 Application (应用)

Application: an application is a service enabler deployed by service providers, manufacturers or users. Individual applications will often be enablers for a wide range of services. (UMTS Forum report #2)

这个定义很有意思，它没有将“应用”定义为我们手机上的APP，而是定义为**“服务使能器（service enabler）”**。

“这是一个更广义、更底层的视角。”导师说，“微信对你来说是一个Application（APP），但对于网络来说，它背后依赖的是一系列的‘服务使能器’。比如：

• IP连接服务：最基础的数据传输能力。

• IMS服务：如果微信要支持高清语音通话，可能会利用IMS提供的能力。

• 定位服务：微信‘附近的人’功能，依赖网络提供的定位能力。

• 消息推送服务：依赖网络的消息推送能力。

3GPP定义的Application，更侧重于这些构成最终用户服务的、可被调用的网络能力或平台功能。

3.2 Accounting (计费/结算)

Accounting: The process of apportioning charges between the Home Environment, Serving Network and User.

这个词和我们后面会遇到的Charging（计费）、Billing（出账）不同，Accounting更侧重于网间结算。

小通再次进入了场景：她是中国移动的用户，去美国出差，漫游到了AT&T的网络上。

• 她 (User)：作为最终用户，需要为使用的服务付费。

• 中国移动 (Home Environment, HE)：她的签约运营商，是收费的主体。

• AT&T (Serving Network)：为她提供了实际的无线网络服务，相当于“地主”。

当小通在美国使用AT&T的网络打电话、上网时，AT&T会记录下她所有的网络使用行为，并把账单发给中国移动，要求付费。中国移动收到账单后，一方面要和AT&T进行网间结算 (Accounting)，把钱付给AT&T；另一方面，再根据小通的漫游套餐，向她收费（Charging and Billing）。

Accounting 的过程，就是在这个复杂的商业链条中，**分摊（apportioning）**费用的过程。这个过程对于运营商的全球漫游业务至关重要。

4. 物理世界的法则：无线信号的“洁癖”

“最后，我们来看一个非常具体、非常物理层的概念，它决定了我们的无线环境是否‘干净’。”导师指向了一个看起来很复杂的术语。

4.1 Adjacent Channel Leakage power Ratio (ACLR)

Adjacent Channel Leakage power Ratio (ACLR): The ratio of the average power centered on the assigned channel frequency to the average power centered on an adjacent channel frequency. …

“这个太专业了，我看不懂。”小通坦白说。

导师笑了：“我们再用一个比喻。你住在一栋公寓里，你的房间就是网络分配给你的信道（assigned channel）。你在房间里听音乐，音乐声音的大小就是你的信道内功率。”

“但是，公寓的墙壁（滤波器）不是绝对隔音的。你的音乐声会有一部分‘泄漏’到隔壁老王的房间（相邻信道, adjacent channel）里去。这个泄漏到隔壁房间的声音大小，就是邻道泄漏功率。”

“ACLR，就是你在自己房间里听到的音乐声，与隔壁老王听到的你的音乐声的比值。这个比值越大，说明你的‘墙’隔音效果越好，你对邻居的干扰就越小，你的信号就越‘干净’。”

在无线通信中，ACLR是一个衡量发射机性能的至关重要的指标。如果一个基站或手机的ACLR指标不合格，意味着它在发送自己信号的同时，会产生过多的“能量泄漏”，对使用相邻频段的其他用户或系统造成严重的干扰。因此，3GPP对ACLR有非常严格的规定，是所有无线设备必须通过的“大考”之一。

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FAQ

Q1：“Acceptable Cell”和“Suitable Cell”到底有什么区别？我应该怎么区分？

A1：这是个经典问题。关键区别在于服务等级。

• Acceptable Cell (可接受小区)：是“生存”标准。它只要求能让你打通紧急电话。它可以不属于你的运营商，甚至可以是一个你不允许接入的PLMN。

• Suitable Cell (适用小区)：是“生活”标准。它首先必须是一个Acceptable Cell，此外还必须满足更多条件：它属于你签约的运营商（HPLMN）或其漫游伙伴（在你的允许漫游列表中），并且它没有被限制（比如不是CSG小区，或者你是其成员）。简单说，Suitable Cell是那个能让你正常使用所有签约服务的小区。

Q2：能再用一个简单的例子解释AS和NAS吗？

A2：当然。把通信过程比作寄快递。

• NAS (非接入层)：是你写的信件内容以及信封上写的收件人地址（核心网地址）。这部分内容，无论你用顺丰还是圆通，都是不变的。

• AS (接入层)：就是你选择的快递公司（顺丰、圆通，分别对应5G、4G）。快递小哥上门取件、扫描、打包、运输到集散中心，这些流程都属于快递公司内部的运作，与你的信件内容无关。这就是AS。基站就扮演了“快递小哥”和“集散中心”的角色，它只负责把你的“信件”可靠地送往核心网，但不管信里写了什么。

Q3：“Accounting”、“Charging”和“Billing”这三个词在通信计费领域如何区分？

A3：“Accounting”（结算）主要是B2B（运营商之间）的范畴，解决的是“成本分摊”问题，特别是漫游场景。 “Charging”（计费）是B2C（运营商对用户）的核心环节，指根据用户的使用行为实时或准实时地计算费用的过程。 “Billing”（出账）则是计费过程的最终结果呈现，即将一段时间内的所有计费记录（CDR）汇总，生成一张用户需要支付的账单。三者关系是：Accounting决定了运营商的成本，Charging计算了用户的消费，Billing最终向用户收钱。

Q4：3G的“Active Set”概念在5G还存在吗？

A4：Active Set是WCDMA（3G）中的一个关键概念，指UE在软切换过程中同时保持与多个小区的无线链路集合。在4G LTE中，由于采用了硬切换，Active Set的概念消失了。然而，在5G中，随着波束赋形和多连接技术（如Dual Connectivity）的应用，UE在某种意义上又回到了可以同时与多个发射点（gNB的不同TRP或不同gNB）进行通信的状态，其理念与Active Set有相通之处，但技术实现和协议定义已完全不同。可以说，Active Set的精神在5G中以更高级的形式“复活”了。

Q5：作为一名软件工程师，我为什么要关心ACLR这种硬件射频指标？

A5：非常重要。首先，软件（特别是基带算法）的行为会直接影响射频指标。例如，数字预失真（DPD）等功率放大器线性化技术，就是通过软件算法来补偿硬件的非线性，从而改善ACLR。其次，当出现网络问题，如覆盖差、掉线率高时，问题根源可能是ACLR不佳导致的干扰。软件工程师需要能够理解这些射频指标，才能与硬件和射频工程师有效沟通，协同定位问题。最后，在一些低功耗物联网场景中，软件需要通过智能的功率控制策略，在保证通信质量的前提下，尽可能地降低发射功率，这也会间接影响到ACLR等指标的表现。因此，跨层理解是现代通信工程师的核心能力之一。