5G学习笔记之NG-RAN系统架构(2)
参考资料:3GPP 38.401 第8章《Overall procedures in gNB-CU/gNB-DU Architecture》
NG-RAN系统架构文章链接:
5G学习笔记之NG-RAN系统架构(1)
5G学习笔记之NG-RAN系统架构(2)
5G学习笔记之NG-RAN系统架构(3)
目录
- 1. UE初始接入
- 2. gNB-CU内的移动性管理
- 3. 丢失PDU的集中重传机制
- 4. 多连接操作
- 5. F1启动和小区激活
- 6. RRC状态转换
- 7. RRC连接重建立
- 8. Multiple TNLAs for F1-C
1. UE初始接入
(1)流程图
(2)简要说明
① UE向gNB-DU发送RRCSetupRequest消息。
② UE在允许接入的情况下, gNB-DU向gNB-CU发送INITIAL UL RRC MESSAGE TRANSFER消息,其中包含了RRC message和底层配置给UE的相关信息。该消息中携带了gNB-DU分配给UE的 C-RNTI。
③ gNB-CU向gNB-DU发送DL RRC MESSAGE TRANSFER消息,其包含了gNB-CU分配给UE的 gNB-CU UE F1AP ID和RRCSetup消息。
④ gNB-DU向UE透传来自gNB-CU的RRCSetup消息。
⑤ UE向gNB-DU发送RRC CONNECTION SETUP COMPLETE消息。
⑥ gNB-DU向 gNB-CU发送UL RRC MESSAGE TRANSFER消息,其中携带了RRC message。
⑦ gNB-CU向AMF发送INITIAL UE MESSAGE消息。
⑧ AMF向gNB-CU发送 INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST消息。
⑨ gNB-CU向gNB-DU发送 UE CONTEXT SETUP REQUEST消息,其可能携带了 SecurityModeCommand。
⑩ gNB-DU向UE发送 SecurityModeCommand。
⑪ gNB-DU向gNB-CU发送 UE CONTEXT SETUP RESPONSE。
⑫ UE向gNB-DU发送 SecurityModeComplete。
⑬ gNB-DU向gNB-CU发送 UL RRC MESSAGE TRANSFER,其中携带了 RRC message。
⑭ gNB-CU向gNB-DU发送DL RRC MESSAGE TRANSFER,其中携带RRCReconfiguration。
⑮ gNB-DU向UE发送RRCReconfiguration消息。
⑯ UE向gNB-DU发送RRCReconfigurationComplete消息。
⑰ gNB-DU向gNB-CU发送UL RRC MESSAGE TRANSFER消息,并携带RRC message。
⑱ gNB-CU向AMF发送INITIAL CONTEXT SETUP RESPONSE消息。.
2. gNB-CU内的移动性管理
(1)Intra-NR移动性管理
该过程用于UE从一个gNB-DU移动到同一个gNB-CU下的gNB-DU的场景。
① UE向源gNB-DU发送MeasurementReport消息。
② 源gNB-DU向gNB-CU发送UL RRC MESSAGE TRANSFER,并携带MeasurementReport消息。
③ gNB-CU向目标gNB-DU发送UE CONTEXT SETUP REQUEST消息,以此创建UE上下文和建立一个或多个数据承载。 UE CONTEXT SETUP REQUEST消息中携带了 HandoverPreparationInformation。
④ 目标gNB-DU向gNB-CU发送UE CONTEXT SETUP RESPONSE。
⑤ gNB-CU向源gNB-DU发送UE CONTEXT MODIFICATION REQUEST消息,其中携带了 RRCReconfiguration消息,并指示停止UE数据的传输。源gNB-DU向gNB-CU发送Downlink Data Delivery Status帧信息,以告知gNB-CU未发送的UE的下行数据信息。
⑥ 源gNB-DU转发RRCReconfiguration消息给UE。
⑦ 源gNB-DU向gNB-CU发送UE CONTEXT MODIFICATION RESPONS消息。
⑧ UE向目标gNB-DU发起随机接入过程。
⑨ UE向目标gNB-DU发送RRCReconfigurationComplete消息。
⑩ 目标gNB-DU向gNB-CU发送UL RRC MESSAGE TRANSFER消息,其中携带RRCReconfigurationComplete消息。至此,开始传输上下行数据。
⑪ gNB-CU向源gNB-CU发送UE CONTEXT RELEASE COMMAND。
⑫ 源gNB-DU释放UE上下文,并向gNB-CU回复UE CONTEXT RELEASE COMPLETE消息。
(2)EN-DC移动性管理(MCG SRB):
该过程用于EN-DC架构下仅MCG SRB可用时,UE从一个gNB-DU移动到同一个gNB-CU下的另一个gNB-DU的场景。
3. 丢失PDU的集中重传机制
该机制适用于多连接场景,一个UE至少与两个gNB-DU建立了多条DRB。
前提条件:UE与gNB-DU1和gNB-DU2连接已建立,且能收发数据。
① gNB-DU1检测到UE未在gNB-DU1的无线覆盖范围内;
② gNB-DU1通过F1-U向gNB-CU发送Radio Link Outage通知消息。该消息中可携带gNB-CU重传PDCP PDU包的信息,如最大已发送NR PDCP序列号,丢失的NR-U序列号。
③ gNB-CU将数据流传输切换到gNB-DU2,并在gNB-DU2上重传gNB-DU1未传输成功的PDCP PDU包。gNB-CU不再往gNB-DU1上发送数据。UE和gNB-DU1之间的链路可以保留。
④ gNB-CU开始向gNB-DU2发送数据,包括新的PDU和重传PDU。
⑤ 若gNB-DU1检测到与UE的无线连接已恢复,可向gNB-CU发送Radio Link Resume通知消息。
⑥ gNB-CU根据具体实现决定是否继续通过 gNB-DU1传输数据。
4. 多连接操作
(1)辅助接点添加
(2)辅助接点释放
5. F1启动和小区激活
(1)流程图
(2)简要说明
前提条件:OAM已配置gNB-DU及其小区;gNB-DU与gNB-CU已存在TNL连接。
① gNB-DU向gNB-CU发送F1 SETUP REQUEST消息,并携带将要激活的小区列表;
② gNB-CU需确保与核心网之间的连接。为此,gNB-CU可能发起NG Setup或gNB Configuration Update 过程。
③ gNB-CU向gNB-DU发送F1 SETUP RESPONSE消息,携带已激活小区列表(可选)。
★★ 在该消息小区列表的小区表示小区已激活;不在该消息小区列表中的小区表示小区未激活。
★★ 已激活小区处于不在服状态,直到 gNB-DU指示小区在服。
★★ gNB-DU向gNB-CU发送gNB-DU Configuration Update过程,指示哪些小区在服,哪些小区不在服。
★★The gNB-DU may also indicate cell(s) to be deleted, in which case the gNB-CU removes the corresponding cell(s) information.
④ gNB-CU可向gNB-DU发送GNB CU CONFIGURATION UPDATE,携带已激活小区列表(可选)。
⑤ gNB-DU向NB-CU回复 GNB CU CONFIGURATION UPDATE ACKNOWLEDGE消息,并携带未成功激活的小区列表(可选)。
★★ gNB-CU认为所有激活小区处于不在服状态,直到gNB-DU指示其在服。
⑥ gNB-CU可向邻NG-RAN发起Xn建立,或向邻eNB发起EN-DC X2建立。
(3)NOTE:
- 对于 NG-RAN,若F1 SETUP RESPONSE并未激活任何小区,则步骤②可在步骤③后执行。
- gNB-CU决定小区是否激活,并通过 F1 SETUP RESPONSE,GNB DU CONFIGURATION UPDATE ACKNOWLEDGE,或 GNB CU CONFIGURATION UPDATE将小区状态告知给gNB-DU。
- gNB-DU通过GNB DU CONFIGURATION UPDATE 将小区是否在服状态告知给gNB-CU。
- 若gNB-DU认为一个或多个小区不能运行,则删除相关消息,并通过GNB DU CONFIGURATION UPDATE把删除小区告知gNB-CU。
6. RRC状态转换
(1)UE连接态 —> UE去激活态
(2)UE去激活态 —> 其它状态
① 若收到来自5GC的数据时,gNB-CU向gNB-DU发送PAGING消息;
② gNB-DU发送paging消息给UE;
③ 当UE收到RAN-based paging, 或者UL data到达,或者RNA update时,UE向gNB-DU发送RRCResumeRequest消息;
④ gNB-DU向gNB-CU发送INITIAL UL RRC MESSAGE TRANSFER消息,其中携带RRCResumeRequest消息;
⑤ 除了由于信令交换引起的转换外,gNB-CU给gNB-DU发送UE CONTEXT SETUP REQUEST,并给UE分配一个gNB-CU UE F1AP ID。该消息中可能包含:SRB ID 、DRB ID,或者存储在gNB-CU或从旧的NG-RAN获取的CellGroupConfig。
⑥ gNB-DU向gNB-CU回复UE CONTEXT SETUP RESPONSE消息,并携带由gNB-DU提供的SRB、DRB配置。
⑦ gNB-CU向gNB-DU发送DL RRC MESSAGE TRANSFER消息,并携带RRCResume,RRCSetup,RRCReject,或者RRCRelease消息,和SRB ID。
⑧ gNB-DU在SRB0或SRB1上向UE发送RRC消息。到底是在SRB0还是SRB1上发送消息,由步骤7中携带的SRB ID决定。
⑨ UE向gNB-DU发送RRCResumeComplete或RRCSetupComplete消息。
⑩ gNB-DU向gNB-CU发送UL RRC MESSAGE TRANSFER消息,其中携带了RRC消息。
NOTE:
- 只有当有DL数据到达时,才会有步骤①②。
- 当gNB-CU找到并验证了UE上下文的有效性后,可让UE进入RRC激活态。gNB-CU触发UE Context Setup过程,以建立SRB1、SRB2和DRB。
- 对于UE inactive向UE Idle态转换,gNB-CU不触发UE Context Setup过程。
- 在步骤7中,gNB-CU根据具体的情况,发送不同的RRC消息。
① 对于UE inactive向active转换的情况(包括仅信令交换和UP数据交换),发送RRC resume 消息;
② 对于建立新的RRC连接,发送RRC setup消息;
③ 从inactive态到Idle态,不挂起相关配置,发送 RRC release消息;
④ 仍处于inactive态,挂起相关配置,发送 RRC release消息。(不知道这写的什么。。)
7. RRC连接重建立
8. Multiple TNLAs for F1-C
① gNB-DU利用已配置的TNL地址与gNB-CU建立第一个TNLA。
②③ TNLA建立完成之后,gNB-DU发起F1 Setup过程,以便于交换应用层数据。
④⑤ 若有需要,gNB-CU可发起gNB-CU Configuration Update过程。该过程可添加辅助TNL端点、修改和释放TNLA。
NOTE:
- F1AP UE TNLA binding:对于一个给定的UE,在F1AP UE关联与特定TNLA之间的绑定。
- 当 F1AP UE TNLA binding创建之后,gNB-CU可通过在另一个TNLA上发送该UE的F1AP消息,以此来更新绑定。gNB-DU收到消息后,将F1AP UE TNLA绑定更新到新的TNLA。
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