基于Xn接口的跨gNB基本切换流程
概述
5GC中基于Xn接口的跨gNB基本切换流程类似于EPC中的基于X2接口的跨eNodeB切换流程。(规范中叫InterNR-RAN Handover流程)
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PPT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协议:
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
3GPP规范中的Xn-based切换流程(23502)
This procedure is used to hand over a UE from a source NG-RAN to target NG-RAN using Xn when the AMF is unchanged and the SMF decides to keep the existing UPF.
3GPP规范中的Xn-based切换流程中各阶段详细步骤(38300)
without involvement of the 5GC,
规范信令流程图中的“小遗憾”
规范中列出的信令流程图优点是大而全面,但也有小遗憾。主要体现在:
- 并没有结合具体的场景来介绍。例如图中的AMF和SMF是在哪里。拜访地归属地?
- 图中没有加入协议和主要消息和参数的说明,而是通寸图后的文字说明,不能一目了然。
- 两个规范里都是说的Xn切换流程,但38300没画和核心侧(SMF)信令、23502又没画准备阶段的信令。得人工打开多个规范对照学习。
- 图中箭头上的文字其实并不是消息的名称例如第2步写的是:Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext Request, 但实际上上真正的消息名称是HTTP2 POST:/nsmf-pdusession/v1/sm-contexts/smContextRef/modify。这容易引起学习的困惑。
定制化(更符合实际网络)的Xn基本切换流程
基于以上“小遗憾”对规范中基本Xn切换流程进行了定制化。主要包括:
- 加入场景介绍。并标明了接口的协议和主要消息、参数。
- 结合国内EPC部署经验, 去掉不太可能在5GC中部署或早期部署的流程。使之更接近国内运营商实际网络。
定制化的Xn基本切换流程的场景如下:
- 假设北京东城区有专门的AMF、SMF以及数据中心。
- 假设北京东城区AMF的服务范围包括王府井和东单这两个gNB及所在小区。
- 某北京5G用户早上起床后开机,在王府井上了公交打开手机开始上网:即该UE已经在东城区AMF完成注册, 并已建立PIDU会话。用户平面路径为:UE→王府井gNB→东城区UPF→Internet。
- 此时, 公交向东单方向行驶, 即到东单gNB的信号越来越好, 和王府井gNB的信号越来越弱。UE发送测量报告触发了Xn基本切换流程。
切换流程的通用三部曲
1)切换准备(资源预留)
2)切换执行(赶人、走人)
3)切换完成(完全打通用户面通道)
38.423
If the HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE message contains the UL Forwarding GTP Tunnel Endpoint IE for a given DRB in the Data Forwarding Response DRB List IE within Data Forwarding Info from target NG-RAN node IE in the PDU Session Resources Admitted List IE and the source NG-RAN node accepts the data forwarding proposed by the target NG-RAN node, the source NG-RAN node shall perform forwarding of uplink data for the DRB.
9.2.1.16 Data Forwarding Info from target NG-RAN node
TNL information for the establishment of data forwarding tunnels towards the target NG-RAN node.
9.2.3.30 UP Transport Layer Information
transport layer information associated with NG or Xn user plane transport. In this release it corresponds to an IP adress and a GTP Tunnel Endpoint Identifier. When the NR-DC UE is connected with an IAB, the QoS Mapping Information is used to set the IP header of packets in case that the S-NG-RAN node serves the IAB and the packets belonging to MN-terminated split bearer/SCG bearer are transmitted from M-NG-RAN node to S-NG-RAN node, and in case that the M-NG-RAN node serves the IAB and the packets belonging to SN-terminated split bearer/MCG bearer are transmitted from S-NG-RAN node to M-NG-RAN node.
反传相关:
- 源侧在发生XN HandoverRequest时携带需要建立反传的DRB
HANDOVER REQUEST-> PDU Session Resources To Be Setup List->PDU Session Resources To Be Setup Item-> Data Forwarding and Offloading Info from source NG-RAN node->
- 目标侧 在收到切换请求后标识需要反传的DRB(分配反传的Link info如Lind id、type),并在通知用户面建腿时同时建立反传隧道,获得F1-U、反传隧道的GTP-U信息。
- 目标侧通过XN HandoverRequestAcknowledge 将反传隧道GTPU信息告知切换源侧。
- 源侧收到反传隧道GTPU信息后,保存并为其分配Link info(Lind id、type)
- 源侧将反传隧道GTPU信息和link info 通知用户面(pdcp层模块)建立反传,获得pdcp sn info