5G学习笔记之NG-RAN系统架构(3)

参考资料:3GPP 38.401 第8章《Overall procedures in gNB-CU/gNB-DU Architecture》8.9节

目录

  • 1. UE初始接入(涉及到E1、F1部分)
  • 2. 承载上下文建立(F1-U)
  • 3. 承载上下文释放(F1-U)
  • 4. Inter-gNB切换(gNB-CU-UP变更)
  • 5. Intra-gNB切换(gNB-CU-UP变更)
  • 6. RRC状态转换

1. UE初始接入(涉及到E1、F1部分)

5G学习笔记之NG-RAN系统架构(3)_第1张图片
   步骤1 ~ 8,11 ~ 13, 16 ~ 22可参考:5G学习笔记之NG-RAN系统架构(2)第1节

   ⑨ gNB-CU-CP向gNB-CU-UP发送BEARER CONTEXT SETUP REQUEST,以建立承载上下文。

   ⑩ gNB-CU-UP向gNB-CU-CP回复BEARER CONTEXT SETUP RESPONSE,并携带由gNB-CU-UP分配的F1-U UL TEID和传输层地址。

   ⑭ gNB-CU-CP向gNB-CU-UP发送BEARER CONTEXT MODIFICATION REQUEST,并携带由gNB-DU分配的F1-U DL TEID和传输层地址。

   ⑮ gNB-CU-UP向gNB-CU-CP回复BEARER CONTEXT MODIFICATION RESPONSE。

   NOTE:14 ~ 15,16 ~ 17可并行处理。
 

2. 承载上下文建立(F1-U)

5G学习笔记之NG-RAN系统架构(3)_第2张图片
   其目的:在gNB-CU-UP侧建立承载上下文。该过程由gNB-CU-CP触发。

   ① gNB-CU-CP向gNB-CU-UP发送BEARER CONTEXT SETUP REQUEST,携带S1-U或NG-U的UL TNL地址信息。
      ★★ 根据实际情况,可选择性地携带X2-U或Xn-U的DL TNL地址信息。
      ★★ 对于NG-RAN,gNB-CU-CP决定 flow-to-DRB映射,并将SDAP和PDCP配置带给gNB-CU-UP。

   ② gNB-CU-UP向gNB-CU-CP回复BEARER CONTEXT SETUP RESPONSE,携带F1-U的UL TNL地址,S1-U或NG-U的DL TNL地址。
      ★★ 根据实际情况,可选择性地携带X2-U或Xn-U的UL TNL地址信息。

   F1 UE context setup过程:在gNB-DU侧建立一个或多个承载。

   ④ gNB-CU-CP向gNB-CU-UP发送BEARER CONTEXT MODIFICATION REQUEST,携带F1-U的DL TNL地址信息和PDCP状态。

   ⑤ gNB-CU-UP向gNB-CU-CP回复BEARER CONTEXT MODIFICATION RESPONSE

   NOTE:以上消息携带信息的详细情况,可参考E1AP协议—38.463。
 

3. 承载上下文释放(F1-U)

(1)gNB-CU-CP发起的承载上下文释放
5G学习笔记之NG-RAN系统架构(3)_第3张图片
   ① gNB-CU-CP向gNB-CU-UP发送BEARER CONTEXT MODIFICATION REQUEST。

   ② gNB-CU-UP向gNB-CU-CP回复BEARER CONTEXT MODIFICATION RESPONSE,并携带PDCP UL/DL状态。

   F1 UE context modification过程:停止UE的数据传输。
      ★★ 至于何时停止UE调度,取决于gNB-DU的具体实现。

   ④ gNB-CU-CP收到来自MeNB的UE CONTEXT RELEASE消息(触发条件之一)

   ⑤⑦ Bearer context release过程

   F1 UE context release过程:在gNB-DU侧释放UE上下文。

   NOTE:只有当承载的PDCP状态需要保留时,才需要执行步骤1~3。

(2)gNB-CU-UP发起的承载上下文释放
5G学习笔记之NG-RAN系统架构(3)_第4张图片
   ① gNB-CU-UP向gNB-CU-CP发送BEARER CONTEXT RELEASE REQUEST,以请求释放承载上下文。该消息可能携带:PDCP状态。

   ②~⑤ 若需要保留PDCP状态,则发起E1 Bearer Context Modification和F1 UE Context Modification过程。
      ★★ E1 Bearer Context Modification过程的目的:convey data forwarding information to the gNB-CU-UP(???)
      ★★ gNB-CU-CP 可能收到来自MeNB的UE Context Release。

   ⑥⑦ Bearer context release过程 。

   F1 UE context release过程:可选
 

4. Inter-gNB切换(gNB-CU-UP变更)

5G学习笔记之NG-RAN系统架构(3)_第5张图片
   ① 源gNB-CU-CP向目标gNB-CU-CP发送HANDOVER REQUEST;

   ②~④ Bearer context setup过程;

   ⑤ 目标gNB-CU-CP向源gNB-CU-CP发送 HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE;

   ⑥ F1 UE Context Modification过程。其目的:使gNB-CU-CP停止传输UL数据;给UE发送切换命令。

   ⑦~⑧ Bearer context modificatio过程 。其目的:gNB-CU-CP获得PDCP UL/DL状态; exchange data forwarding information for the bearer。
   ⑨ 源gNB-CU-CP向目标gNB-CU-CP发送SN STATUS TRANSFER。

   ⑩ ~ ⑪ Bearer context modification过程。

   ⑫ 源gNB-CU-UP向目标gNB-CU-UP转发数据(可选)。

   ⑬ ~ ⑮ Path Switch过程:更新NG-U到核心网的DL TNL地址信息。

   ⑯ 目标gNB-CU-CP向源gNB-CU-CP发送UE CONTEXT RELEASE。

   ⑰ ~ ⑲ Bearer context release过程。

   ⑳ gNB-DU发起F1 UE context release过程,以释放UE上下文。
 

5. Intra-gNB切换(gNB-CU-UP变更)

5G学习笔记之NG-RAN系统架构(3)_第6张图片

   ① 基于UE测量报告,gNB-CU-CP触发切换

   ②~③ Bearer Context Setup过程。

   ④ F1 UE Context Modification过程:修改F1-U的UL TNL地址信息。

   ⑤~⑥ 源gNB-CU-UP与gNB-CU-CP之间的Bearer Context Modification过程。其目的:gNB-CU-CP获得PDCP UL/DL状态; exchange data forwarding information for the bearer。

   ⑦ ~⑧ 目标gNB-CU-UP与gNB-CU-CP之间的Bearer Context Modification过程

   ⑨ 源gNB-CU-UP向目标gNB-CU-UP转发数据(可选)。

   ⑩ ~ ⑫ Path Switch过程:更新NG-U到核心网的DL TNL地址信息。

   ⑬ ~ ⑭ Bearer context release过程。
 

6. RRC状态转换

(1)RRC连接态 —> RRC去激活态
5G学习笔记之NG-RAN系统架构(3)_第7张图片

    ① gNB-CU-CP给gNB-CU-UP发送BEARER CONTEXT SETUP REQUEST,并携带UE去激活定时器,PDU会话去激活定时器以及DRB去激活定时器。

   ② gNB-CU-UP给gNB-CU-CP回复 BEARER CONTEXT SETUP RESPONSE。

   ③ gNB-CU-UP给gNB-CU-CP发送BEARER CONTEXT INACTIVITY NOTIFICATION,携带不活动监视结果。

   ④ gNB-CU-CP在收到BEARER CONTEXT INACTIVITY NOTIFICATION消息之后,决定UE是否进入非激活状态。

   ⑤ gNB-CU-CP向gNB-CU-UP发送 BEARER CONTEXT MODIFICATION REQUEST,携带RRC Suspend indication。
      ★★ 该消息表明UE进入非激活状态;
      ★★ gNB-CU-CP保留F1 UL TEID。

   ⑥ gNB-CU-UP给gNB-CU-CP发送BEARER CONTEXT MODIFICATION RESPONSE,携带PDCP UL/DL状态信息。
      ★★ gNB-CU-UP保存承载上下文、UE相关联的E1连接、NG-U相关资源(NG-U DL TEID)、F1 UL TEID。

   ⑦ gNB-CU-CP向gNB-DU发送UE CONTEXT RELEASE COMMAND,携带RRCRelease。

   ⑧ gNB-DU向UE发送RRCRelease。

   ⑨ gNB-DU向gNB-CU-CP发送UE CONTEXT RELEASE COMPLETE。

   NOTE:步骤⑤和⑦可同时执行。

(2)RRC去激活态 —> RRC连接态
5G学习笔记之NG-RAN系统架构(3)_第8张图片

   0:gNB-CU-UP在NG-U接口上收到了DL数据。

   ① gNB-CU-UP向gNB-CU-CP发送 DL DATA NOTIFICATION。

   ② gNB-CU-CP发起PAGING过程。

   ③ gNB-DU向UE发送Paging消息。

   ④ 当有UL数据发送或收到Paging消息时,UE给 gNB-DU发送RRCResumeRequest。

   ⑤ gNB-DU给gNB-CU-CP发送INITIAl UL RRC MESSAGE TRANSFER。

   ⑥ gNB-CU-CP给gNB-DU发送UE CONTEXT SETUP REQUEST,携带已存储的F1 UL TEID,以创建UE上下文。

   ⑦ gNB-DU给gNB-CU-CP回复UE CONTEXT SETUP RESPONSE, 携带为DRB分配的 F1 DL TEID。

   ⑧ RRC-Resume过程。

   ⑨ gNB-CU-CP向gNB-CU-UP发送BEARER CONTEXT MODIFICATION REQUEST,并携带RRC Resume indication。 gNB-CU-CP保存从步骤⑦获得的F1 DL TEID。

   ⑩ gNB-CU-UP向gNB-CU-CP发送BEARER CONTEXT MODIFICATION RESPONSE。

   NOTE:只有当有下行数据到达时,才有步骤0 ~ ③;步骤⑧、⑨可以同时执行。

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