5G NR无线网络切换信令

▋5G NR切换原理

目前5G NR组网有SA和NSA组网,其中SA采用option2方案,NSA基本上采用option3X方案;

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SA切换原理基本上与LTE一致,NSA切换由于与LTE有互操作与LTE切换有较大差异。

 

▋NSA组网切换原理

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LTE系统内移动性:

UE在eNB1和gNB的覆盖内,已经接入LTE和NR双连接。UE向基站eNB2移动是触发MN切换,从eNB1切换到eNB2。这种场景下源MN在切换之前会先发起SN释放流程,释放掉SN,切换成功后再触发SN增加流程将SN增加到目标侧MN。

 

NR系统内移动性:(前提是NR配置了同频邻区)

在NR服务区内向gNB2移动时可能发生SN变更或者PSCell变更。其中SN进行PSCell变更时,通过自身的SRB3进行UE重配。

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SN变更:

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UE已经通过双连接接入eNB1和gNB1,在向gNB2移动过程中,达到A3的测量门限,触发测量报告;gNB1接收到UE的测量报告后,根据信号强度选择测量上报的邻区列表中信号最强的小区,即gNB2内小区,发起SN变更流程。

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PsCell变更:

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1、SN收到终端的A3测量报告后,选择候选PsCell列表信号中质量最强的PsCell对应的gNB,并将该小区的PsCell按照信号质量强弱来进行排列。

2、判断改gNB是否为本gNB,如果是,则执行步骤3,如果不是,则执行步骤4;

3、判断候选PsCell是否存在邻区配置为PsCell开关;打开的NR小区,如果存在则执行PsCell变更流程;

4.执行SN变更流程;

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UE通过双连接接入eNB1和gNB的cell1,UE向cell2覆盖移动时,达到A3测量门限,触发A3事件测量报告,gNB接收到测量报告后,选择信号质量最好的候选小区,即选中站内的cell1,gNB触发PsCell变更过程。

UE在NR服务区内移动:

UE在NR服务区内部移动时,由于覆盖的原因,检测到信号质量更好的邻区,将发生PSCell切换,如果切换的目标PSCell在本gNB内称为PSCell变更,如果目标PSCell在另一个gNB则称为SN变更。

后台NR配了同频邻区才能触发上报A3测量报告,接下来才触发SN或者PSCell变更流程。如果未配同频邻区,则会下发A2测量来释放SN。

UE移动到NR服务区边缘:

UE处于LTE和NR基站覆盖范围内,已建立LTE/NR双连接,UE向NR基站覆盖范围边沿移动,信号变差,到达A2测量门限,UE进行A2测量上报,并触发SN释放流程。

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▋5G NR切换的测量机制

5G NR的切换全部包含NR内部EUTRAN系统之间这两类场景;

5G NR的切换流程同4G一样仍然包括测量、判决、执行三个流程;

测量:由RRCConnectionReconfiguration消息携带下发;测量NR的SSB,EUTRAN的CSI-RS;

判决:UE上报MR,基站判断是否满足门限;

执行:基站将UE要切换到的目标小区下发给UE;

 

终端测量机制:

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当终端满足(A3事件)

Mn+Ofn+Ocn-Hys>Ms+Ofs+Ocs+Off且维持Time to Trigger个时段后上报测量报告;

Mn+Ofn+Ocn-Hys

Mn:邻小区测量值

Ofn:邻小区频率偏移

Ocn:邻小区偏置

Hys:迟滞值

Ms:服务小区测量值

Ofs:服务小区频率偏移

Ocs:服务小区偏置

Off:偏置值

 

▋5G NR切换策略介绍

切换事件类型:

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切换策略组合:

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▋SA切换信令(协议标准)

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当源gNodeB收到UE的测量上报,并判决UE向目标gNodeB切换时,会直接通过X2接口向目标gNodeB中请资源,完成目标小区的资源准备,之后通过空口的重配消息通知UE向目标小区切换,在切换成功后,目标gNodeB通知源gNodeB释放原来小区的无线资源。此外还要将源gNodeB未发送的数据转发给目标gNodeB,并更新用户平面和控制平面的节点关系。

 

SA前台信令:

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测量控制:信令31、32;

测量报告:信令33;

切换命令:信令34,35,36;

非竞争接入msg1/msg2:信令38,39;

目标小区下发新的测量控制:信令40;

终端会提前吧重配置完成信令发上去,切换成功的标志应该是终端在目标小区接入成功,前台信令中msg2才认为是切换成功的。

 

SA前台信令解析(测量控制消息)

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SA前台信令解析(测量报告)

终端上报的服务小区和目标小区的测量结果,如下面信令截图;

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SA前台信令解析(切换执行)

目标小区接入相关信息,终端是基于竞争还是非竞争接入目标小区;

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▋NSA组网切换信令(协议标准)

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NSA组网切换前台信令:

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NSA组网切换前台信令:测量控制信息

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如何配置同频邻区就通过A3来下发测量,如果没有配置则下发A2来进行基于覆盖SN释放。

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NSA组网切换前台信令:测量报告

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NSA组网切换前台信令:切换执行

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