5G切换信令流程详解

1.1 站内切换

Intra-gNBDU handover

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。

Inter-gNBDU handover

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。

1.2 Xn切换

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。

1.3 NG切换

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 。

1.4 LNR切换

NR到LTE切换

步骤 1     源gNodeB向NGC发送HANDOVER REQUIRED消息请求切换，消息包含(Target eNB ID, Source to Target Transparent Container, inter system handover indication) 等；

步骤 2     NGC向发送EPC发送Relocation request；

步骤 3     EPC向指定的目标小区所在的eNodeB发起HANDOVER REQUEST切换请求；

步骤 4     目标eNodeB回复HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE给NGC，允许切换入。如果有部分E-RAB承载切换入失败，消息中需要携带失败的E-RAB承载列表；

步骤 5     EPC回复Relocation response给NGC；

步骤 6     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 7     源gNodeB发送RRCReconfiguration给UE，要求UE执行切换到目标小区；

步骤 8     UE发送RRCReconfigurationComplete给目标gNodeB，UE空口切换到目标小区完成；

步骤 9     目标eNodeB发送HANDOVER NOTIFY 给EPC，通知UE已经接入到目标小区；

步骤 10    EPC收到HANDOVER NOTIFY后给NGC发送Relocation Complete Notification；

步骤 11    NGC收到Relocation Complete NotificationAck消息，向源gNodeB发送UE CONTEXT RELEASE COMMAND 消息，源gNodeB释放切换的用户。

步骤 10    NGC收到HANDOVER NOTIFY后给EPC发送Forward Relocation Complete Notification；

步骤 11    EPC收到Forward Relocation Complete NotificationAck消息，向源eNodeB发起释放切换的用户。

1.5 LNR重定向

NG RAN判断UE需要重定向到异频/异系统E-UTRAN，通过RRC Connection Release消息释放UE，同时在RRCConnectionRelease消息中携带的重定向目标频点（组）信息，指示UE到目标频点重新接入。

支持异频/异系统基于覆盖的重定向，包括基于测量的重定向和测量失败后的盲重定向：

盲重定向：UE移动到小区覆盖边缘时，gNodeB没有收到异系统测量报告消息并收到了盲A2的报告，需要尽快重定向到其他异系统小区中。

基于测量的重定向：UE移动到小区覆盖边缘时，gNodeB收到A2上报本小区信号质量差报告，启动异频/异系统测量，并在测量到异频/异系统邻区后，再向目标邻区发起重定向（切换开关关闭）。

　　审核编辑：汤梓红