MN: Master Node; SN: Secondary Node; 在NSA组网(EN-DC双连接)下,手机首先注册4G网络,然后再上报测量的5G信号强度和质量等,比如当手机移动到5G小区的覆盖范围时,检测到5G信号强度和质量足以支撑5G服务,则4G基站将与5G基站沟通为手机分配5G资源。接下来,4G基站通过RRC连接重配置(RRC ConnectionReconfiguration)消息将5G NR分配的资源通知手机,完成RRC连接重新配置过程后,手机就同时连接到4G和5G网络了。具体步骤如下: 步骤1:主节点4G基站决定将5G基站添加为辅助节点,向5G基站发送SgNB添加请求(SgNB Addition Request)消息。该消息携带RRC和无线承载配置、UE能力和安全信息等。 步骤2:5G基站向4G基站发送SgNB添加请求确认(SgNB Addition Request Acknowlege)消息,该消息包含了NR RRC重配置消息(NR RRC Reconfiguration)消息。 步骤3:4G基站将NR RRCReconfiguration消息封装在LTE RRC 连接重配置(RRC ConnectionReconfiguration)消息里发送给手机,为手机分配5G NR无线资源。 步骤4:手机向4G基站回应RRC ConnectionReconfiguration Complete消息,该消息携带了用于通知5G基站的NR RRC Reconfiguration Complete消息。 步骤5:4G基站通过sgNB ReconfigurationComplete消息告知5G基站RRC重配置完成。该消息封装了NR RRCReconfiguration Complete消息。 步骤6:手机将基于NR RRC ConnectionConfiguration中包含的信息,检测NR 同步块,完成下行同步,获取NR物理小区标识和广播信道等,然后再向5G基站发起随机接入过程,以连接5G基站。 完成以上步骤后,就意味着手机和5G基站已经准备好了用于数据传输的5G无线资源,如果在NSA 3a或3x组网模式下,5G基站还要需要直连到核心网SGW完成用户面数据承载S1-U的建立过程,参见步骤7—12: 步骤7:4G基站向5G基站发送PDCP SN状态信息以便后续数据转发。 步骤8:4G基站向5G基站转发用户面数据。 步骤9:4G基站发送E-RAB Modification Indication消息请求核心网MME将数据承载Bearer从4G-LTE切换到5G-NR。 步骤10:MME发送Bearer Modification消息通知SGW更新承载。 步骤11:SGW将数据传输路径从4G基站切换到5G基站,再通过End Marker消息告知4G基站可以停止用户面数据的转发,5G基站就可以直接向SGW传输数据了。 步骤12:MME发送E-RABModification Confirmation消息通知4G基站用户面数据承载切换成功,4G基站可以释放无线承载资源。 由以上流程可知,EN-DC双连接明显增加了信令流程的复杂性。这好似在5G基站和手机之间多了一个“中转站”,本来可以直接发送给手机的NR RRCReconfiguration消息,需经过4G多次封装和转发。正是这种复杂性导致了4G LTE与5G NR的切换时延过大,理论上整个过程需耗费100ms,实际网络中可达到300ms。 尤其是随着用户移动而发生主节点4G基站之间切换时,由于从属于不同4G主节点的5G相邻小区之间不能直接切换,需首先释放源4G基站侧的5G NR资源,再实行源4G基站与目标4G基站之间的切换,切换完成后再在目标4G基站添加5G NR资源,这一过程花费的时间更长。
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