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【5G】NG

2023-10-15 02:50| 来源: 网络整理| 查看: 265

5GS中切换流程用于将UE从源NG-RAN节点切换到目标NG-RAN节点。

基于Xn的切换:源NG-RAN节点与目标NG-RAN节点间的Xn接口用于管理切换基于N2的切换:用N2接口管理切换 Xn切换(小范围)

信令流程38.300 figure 9.2.3.2.1-1 intra AMF/UPF handover 信令流程 38.300 figure 9.2.3.2.1-1 流程:准备切换(资源预留)→切换执行(赶人、走人)→切换结束(完全打通用户面通道) NR-RAN内切换执行在不涉及5GC的情况下执行的切换过程的准备和执行阶段, 即, 准备消息在gNB之间直接交换。 在切换完成阶段期间在源gNB处释放资源由目标gNB触发。 下图描绘了AMF和UPF均未发生变化的基本切换方案:

源gNB内的UE上下文包含关于漫游和接入限制的信息, 其在连接建立或最后TA更新时提供。源gNB根据测量配置配置UE测量过程和UE报告。源gNB基于MeasurementReport和RRM信息决定切换UE。源gNB向目标gNB发出切换请求消息, 该消息通过透明的RRC容器, 其具有必要的信息以准备目标侧的切换。 该信息至少包括目标小区ID, KgNB *, 源gNB中UE的C-RNTI, 包括UE非活动时间的RRM配置, 包括天线信息和DL载波频率的基本AS配置, 当前QoS流向应用于UE的DRB映射, 来自源gNB的最小系统信息,针对不同RAT的UE能力, PDU会话相关信息, 以及可以包括UE报告的测量信息, 包括如果可用的波束相关信息。 PDU会话相关信息包括切片信息(如果支持) 和QoS流级别QoS简档。注: 在发出切换请求之后, 源gNB不应重新配置UE, 包括执行反射QoS流到DRB映射。准入控制可以由目标gNB执行。 如果将切片信息发送到目标gNB, 则应执行切片感知准入控制。 如果PDU会话与不支持的切片相关联, 则目标gNB将拒绝这样的PDU会话。目标gNB利用L1 / L2准备切换, 并将切换请求确认发送给源gNB。 切换请求确认消息包括要作为RRC消息发送到UE以执行切换的透明容器。源gNB触发Uu切换, 并向UE发送包含切换命令消息的RRCReconfiguration消息。 切换命令消息携带接入目标小区所需的信息, 其至少包括目标小区ID, 新C-RNTI, 所选安全算法的目标gNB安全算法标识符,可包括一组专用RACH资源, RACH资源与SS块之间的关联, RACH资源与UE特定的CSI-RS配置, 公共RACH资源和目标小区SIB之间的关联等。源gNB将SN STATUS TRANSFER消息发送到目标gNB。UE通过向目标gNB发送RRCReconfigurationComplete消息来同步到目标小区并完成RRC切换过程。目标gNB向AMF发送路径切换请求消息, 以触发5GC将DL数据路径切换到目标gNB, 并建立朝向目标gNB的NG-C接口实例。5GC将DL数据路径切换到目标gNB。 UPF在旧路径上将每个PDU会话/隧道的一个或多个“结束标记” 分组发送到源gNB, 然后可以向源gNB释放任何用户面/ TNL资源。AMF通过Path Switch Request Acknowledge消息确认Path Switch Request消息。通过发送UE上下文释放消息, 目标gNB向源gNB通知切换成功并触发源gNB释放资源。 在从AMF接收到PATH SWITCH REQUEST ACKNOWLEDGE消息之后, 目标gNB发送该消息。 在接收到UE CONTEXT RELEASE消息时, 源gNB可以释放与UE上下文相关联的无线和控制面相关资源。 任何正在进行的数据发送可以继

主要触发过程如下:

UE已经在5G注册并建立了一个PDU会话并且正在上网, 并且已经通过某gNB(称为源gNB)接入到5GC。UE发生位置移动,离开该源gNB服务的小区即将进入新的目标gNB所在的服务小区。此时, UE发送测量报告给源gNB。gNB根据汉测量报告结果,通知目标gNB和5GC发起本流程。

本场景中哪些网元发生了变化?

gNB一定变了UPF可以变可以不变, 本胶片假设UPF没变(最常见)其他网元一定都不变。

Xn基本切换流程涉及的主要规范: 23502:5GC信令流程 23501:5GC架构 38300:NG-RAN概述 38423:XnAP协议 29244:PFCP协议 38413:NGAP协议 29502:SMF服务 38331:NR的RRC

参考博文:5GC基础自学系列 | 基于Xn接口的跨gNB基本切换流程 XN切换流程概述

N2切换(大范围)

N2准备阶段 N2执行阶段

主要触发过程如下:

UE已经在5G注册并建立了一个PDU会话并且正在上网, 并且已经通过源gNB接入到5GC。UE发生位置移动,离开源gNB服务的小区, 即将进入新的目标gNB所在的服务小区。此时, UE发送测量报告给源gNB。gNB根据测量报告结果,走N2接口通知源AMF发起本流程。

本场景中哪些网元发生了变化?

gNB会变AMF可以不变、可以变。UPF可以变、可以不变。SMF不变。

N2基本切换流程涉及的主要规范: 23502:5GC信令流程 23501:5GC架构 38300:NG-RAN概述 29244:PFCP协议 38413:NGAP协议 29518:AMF服务 29502:SMF服务 38331:NR的RRC

用户平面切换回顾与总结

注:由于本场景举例是不支持直接转发(即源gNodeB和目标gNB之间直接转发用户平面数据)。

因此各阶段的上下行数据是这样的:

一 、切换前:

上行:UE→源gNB→源UPF→PSA→Internet下行:Internet→PSA→源UPF→源gNB

二 、切换执行阶段:

上行:UE→源gNB→源UPF→PSA→Internet下行:Internet→PSA→源UPF→源gNB→源UPF→目标UPF→目标gNB→UE

三、 切换完成阶段:

上行:UE→目标gNB→目标UPF→PSA→Internet下行:Internet→PSA→目标UPF→目标gNB→UE

参考5GC基础自学系列 | 基于N2接口的基本切换流程

站内切换 Intra-gNB DU handover

在这里插入图片描述

步骤 1 UE上报邻区测量报告;步骤2 gNodeB根据测量报告携带的PCI,判决切换的目标小区与服务小区同属一个gNodeb并启动站内切换流程,目标小区根据UE源小区的上下文做准入判决;步骤 3 gNodeB-CU侧发送UECONTEXT SETUP REQUEST消息给gNodeB-DU,向gNodeB-DU侧为目标小区新申请用户资源;步骤4 如果gNodeB-DU资源分配成功,回复UE CONTEXT SETUPRESPONSE消息给gNodeB-CU;步骤5 gNodeB-CU发送UE CONTEXT MODIFICATION REQUEST消息给gNodeB-DU,通知gNodeB-DU下发L2停止调度指示;步骤 6 gNodeB-DU回复UE CONTEXT MODIFICATION RESPONSE消息给gNodeB-CU;步骤7 gNodeB给UE发送RRCReconfiguration消息携带切换的目标频点、PCI以及给UE配置的CRNTI和专用preamble;步骤 8 UE在目标小区发起非竞争的随机接入MSG1,携带专用preamble。步骤 9 gNodeB-DU侧回复MSG2 RAR消息;步骤 10 UE给gNodeB回复RRCReconfigurationComplete,UE接入到目标小区;步骤11 UE成功接入后释放源小区的上下文信息。 ----结束 Inter-gNBDU handover

在这里插入图片描述

步骤 1 UE上报邻区测量报告;步骤 2 gNodeB根据测量报告携带的PCI,判决切换的目标小区与服务小区同属一个gNodeB不同DU并启动同站跨DU内切换流程,目标小区根据UE源小区的上下文做准入判决;步骤 3 gNodeB-CU侧发送UECONTEXT SETUP REQUEST消息给目标gNodeB-DU,向目标gNodeB-DU侧为目标小区新申请用户资源;步骤 4 如果目标gNodeB-DU资源分配成功,回复UE CONTEXT SETUP RESPONSE消息给gNodeB-CU;步骤 5 gNodeB-CU发送UE CONTEXT MODIFICATION REQUEST消息给源gNodeB-DU,通知gNodeB-DU下发L2停止调度指示;步骤 6 源gNodeB-DU回复UE CONTEXT MODIFICATION RESPONSE消息给gNodeB-CU;步骤 7 准入成功后,gNodeB给UE发送RRCReconfiguration消息携带切换的目标频点、PCI以及给UE配置的CRNTI和专用preamble;步骤 8 UE在目标小区发起非竞争的随机接入MSG1,携带专用preamble;步骤 9 目标gNodeB-DU侧回复MSG2 RAR消息;步骤 10 UE给gNodeB回复RRCReconfigurationComplete,UE接入到目标小区;步骤 11 UE成功接入后释放源小区的上下文信息。 ----结束 Xn切换

在这里插入图片描述 步骤 1 gNodeB通过RRCReconfiguration向UE下发测量控制,包含测量对象(同频/异频),测量报告配置,GAP测量配置等; 步骤 2 UE回复RRCReconfigurationComplete给gNodeB; 步骤 3 UE根据收到的测量控制消息执行测量。UE测量并判定达到事件条件后,上报测量报告给gNodeB; 步骤 4 gNodeB收到测量报告后,根据测量结果进行切换策略和目标小区/频点判决; 步骤 5 源gNodeB向选择的目标小区所在的gNodeB发起切换请求; 步骤 6 目标gNodeB收到切换请求后,进行准入控制,允许准入后分配UE实例和传输资源。 步骤 7 目标gNodeB回复HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE给源gNodeB,允许切换入。如果有部分PDU Session切换入失败,消息中需要携带失败的PDU Session列表; 步骤 8 源gNodeB发送RRCReconfiguration给UE,要求UE执行切换到目标小区; 步骤 9 源gNodeB通过SN STATUS TRANSFER将PDCP SN号发送给目标gNodeB; 步骤 10 UE发送RRCReconfigurationComplete给目标gNodeB,UE空口切换到目标小区完成; 步骤 11 目标gNodeB向AMF发送PATH SWITCH REQUEST消息通知UE已经改变小区,消息包含目标小区标识和所转换的PDUSession列表。核心网收到消息后,更新下行GTPU数据面,将RAN侧的GTPU地址修改为目标gNodeB; 步骤 12 AMF向目标gNodeB响应PATH SWITCH REQUESTACKNOWLEDGE消息。如果AMF在Path Switch Request Ack消息中指示核心网未能建立的PDU Session,则gNodeB删除未能建立的PDUSession。 步骤 13 目标gNodeB向源gNodeB发送UE CONTEXT RELEASE消息,源gNodeB释放已切换的用户; 步骤 14 切换到目标小区后,gNodeB下发新小区的测量控制信息给UE; 步骤 15 UE收到gNodeB下发新的测量控制后,回复RRCReconfigurationComplete。 ----结束

N2切换

在这里插入图片描述 步骤 1 gNodeB通过RRCReconfiguration向UE下发测量控制,包含测量对象(同频/异频),测量报告配置,GAP测量配置等; 步骤 2 UE回复RRCReconfigurationComplete给gNodeB; 步骤 3 UE根据收到的测量控制消息执行测量。UE测量并判定达到事件条件后,上报测量报告给gNodeB; 步骤 4 gNodeB收到测量报告后,根据测量结果进行切换策略和目标小区/频点判决; 步骤 5 源gNodeB向NGC发送HANDOVER REQUIRED消息请求切换,消息包含目标gNodeBId、执行数据转发PDU Session列表等; 步骤 6 NGC向指定的目标小区所在的gNodeB发起HANDOVER REQUEST切换请求,gNodeB根据消息中的TraceID、SPID识别出US用户; 步骤 7 目标gNodeB收到切换请求后,进行准入控制,允许准入后分配UE实例和传输资源; 步骤 8 目标gNodeB回复HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE给NGC,允许切换入。如果有部分PDU Session切换入失败,消息中需要携带失败的PDU Session列表; 步骤 9 NGC向源gNodeB发送HANDOVER COMMAND消息,消息中包含地址和用于转发的TEID列表,包含需要释放的承载列表; 步骤 10 源gNodeB发送RRCReconfiguration给UE,要求UE执行切换到目标小区; 步骤 11 源gNodeB将PDCP SN号通过UPLINK RAN STATUS TRANSFER发送给NGC; 步骤 12 NGC再通过DOWNLINKRAN STATUS TRANSFER消息将PDCP SN号发送给目标gNodeB; 步骤 13 UE发送RRCReconfigurationComplete给目标gNodeB,UE空口切换到目标小区完成; 步骤 14 目标gNodeB发送HANDOVER NOTIFY 给NGC,通知UE已经接入到目标小区,基于N2切换已经完成; 步骤 15 切换到目标小区后,gNodeB下发新小区的测量控制信息给UE; 步骤 16 UE收到gNodeB下发新的测量控制后,回复RRCReconfigurationComplete。 步骤 17 NGC向源gNodeB发送UE CONTEXT RELEASE COMMAND 消息,源gNodeB释放切换的用户; 步骤 18 源gNodeB向NGC回复UE CONTEXT RELEASE COMPLETE 。 ----结束



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