5G-NSA接入流程分析及問題定位四步法

【摘 ?要】5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，存在較多的初始接入問題。通過接入過程信令解讀，對5G-NSA網(wǎng)絡(luò)的接入流程進(jìn)行了全方位分析，介紹了相關(guān)重點(diǎn)參數(shù)，并結(jié)合接入流程總結(jié)問題分析定位四步法，為NSA接入問題的解決提供了有效指引。

【關(guān)鍵詞】5G;NSA;接入問題分析

doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2019.12.007 ? ? ?中圖分類號：TN929.5

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ?文章編號：1006-1010（2019）12-0037-05

引用格式：陳瀟，陸璐，葉藹笙. 5G-NSA接入流程分析及問題定位四步法[J]. 移動(dòng)通信， 2019，43（12）： 37-41.

Analysis of 5G-NSA Access Process and Four-Step Approach of Locating Problem

CHEN Xiao， LU Lu， YE Aisheng

（Guangzhou Branch of China Telecom Co.， Ltd.， Wireless Network Optimization Center， Guangzhou 510000， China）

[Abstract]?In the early age of 5G network construction， there are quite a few initial access problems. Through the signaling interpretation of the access process， this paper fully analyzes the access process of 5G-NSA network and introduces the relevant key parameters. Combining the access process， a four-step approach for problem analysis is summarized， which provides an effective guideline for the solution of NSA access problems.

[Key words]5G; NSA; access process analysis

1 ? EN-DC概述

EUTRA-NR雙連接即具備多Rx/Tx能力的UE使用兩個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（MeNB和SgNB）上的不同調(diào)度的無線資源。其中，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供EUTRAN接入，另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供NR接入;一個(gè)調(diào)度器位于MeNB側(cè)，另一個(gè)調(diào)度器位于SgNB側(cè)。

EN-DC雙連接場景中，UE連接到作為主節(jié)點(diǎn)的eNB和作為輔節(jié)點(diǎn)的gNB，其中eNB通過S1-MME和S1-U接口分別連接到MME和SGW，并同時(shí)通過X2-C和X2-U接口連接到gNB，gNB也可以通過S1-U接口連接到SGW，連接示意圖如圖1所示：

1.1 ?雙連接控制面架構(gòu)

（1）LTE eNB作為雙連接的主節(jié)點(diǎn)MeNB，承載控制面和用戶面數(shù)據(jù)，終端通過LTE eNB接入核心網(wǎng)EPC，NR gNB則作為輔節(jié)點(diǎn)，承載用戶面數(shù)據(jù)。

（2）UE和主站、從站分別有各自的RRC連接，獨(dú)立進(jìn)行各自的資源管理（RRM），但是UE只有面向主站的RRC狀態(tài)。

（3）UE初始連接建立必須通過MeNB主站，SRB1和SRB2在主站建立。

（4）UE可以建立SRB3，用于和從站SgNB直接進(jìn)行RRC PDU傳輸。

（5）SgNB側(cè)空口至少要廣播MIB系統(tǒng)信息。在EN-DC場景（例如SgNB添加），SgNB側(cè)PSCell小區(qū)的廣播系統(tǒng)信息SIB1通過專有信令重配RRC Connection Reconfiguration消息提供給UE，該重配RRC Connection Reconfiguration消息通過MeNB透傳給UE。

1.2 ?雙連接用戶面架構(gòu)

用戶面在不同的EN-DC雙連接模式下有不同的用戶面部署架構(gòu)，在EN-DC用戶面架構(gòu)中，一條數(shù)據(jù)承載可以由LTE eNB或gNB單獨(dú)服務(wù)，也可由LTE eNB或gNB同時(shí)服務(wù)。承載類型有主節(jié)點(diǎn)分離承載（MCG Split Bearer）、輔節(jié)點(diǎn)承載（SCG Bearer）、輔節(jié)點(diǎn)分離承載（SCG Split Bearer），其分別對應(yīng)5G部署架構(gòu)Option 3/3a/3x。

（1）Option 3部署架構(gòu)（數(shù)據(jù)承載由LTE將數(shù)據(jù)分流給NR）同一個(gè)承載的用戶面數(shù)據(jù)可在LTE和NR上同時(shí)傳輸，LTE需要更強(qiáng)的處理能力，LTE和NR之間回傳需支持NR的傳輸速率。

（2）Option 3a部署架構(gòu)（數(shù)據(jù)承載由EPC將數(shù)據(jù)分流至NR）同一個(gè)承載的用戶面數(shù)據(jù)可在LTE或NR上傳輸，EPC需升級支持與NR相連，LTE和NR之間回傳無容量要求。

（3）Option 3x部署架構(gòu)（數(shù)據(jù)承載由NR可將數(shù)據(jù)分流至LTE）同一個(gè)承載的用戶面數(shù)據(jù)可在LTE和NR上同時(shí)傳輸，EPC需升級支持與NR相連，LTE和NR之間回傳需支持LTE的傳輸速率。

2 ? NSA接入流程分析

NSA接入流程包含X2連接建立流程、SgNB添加流程及非競爭隨機(jī)接入流程。

2.1 ?X2連接建立流程

（1）SgNB觸發(fā)X2建立連接：SgNB向MeNB發(fā)送X2 Setup Request消息，請求建立X2連接，MeNB接收到該消息回復(fù)X2 Setup Response消息。

（2）MeNB觸發(fā)X2建立連接：MeNB向SgNB發(fā)送X2 Setup Request 消息，請求建立X2連接，SgNB接收到該消息回復(fù)X2 Setup Response消息。

2.2 ?SgNB添加流程

UE在LTE側(cè)（MeNB）完成附著后，會(huì)觸發(fā)基于測量SgNB增加過程，如圖2所示。

（1）MeNB和SgNB建立X2連接。

（2）UE附著到主節(jié)點(diǎn)MeNB網(wǎng)絡(luò)和核心網(wǎng)EPC并建立業(yè)務(wù)承載。

（3）MeNB給UE下發(fā)NR測量配置，含B1事件門限。B1事件門限含義是異系統(tǒng)鄰居信號高于一個(gè)門限值。

（4）滿足B1事件門限，UE上報(bào)B1測量報(bào)告。MeNB通過RRM判決出為添加SgNB，向SN發(fā)送Sn Addition Request消息。該Sn Addition Request消息主要攜帶E-RABs-ToBeAdded-List信元和MeNBtoSeNBContainer信元。其中，MeNBtoSeNBContainer攜帶有SCG-ConfigInfo信元。

（5）SgNB接收到SgNB Addition Request消息后，PSCell候選小區(qū)選擇和接納控制，接納成功給MeNB回復(fù)SgNB Addition Request Acknowledge消息，接納失敗給MeNB回復(fù)SgNB Addition Request Reject消息。

（6）MeNB收到SgNB的SgNB Addition Request Acknowledge消息后，下發(fā)空口RRC Connection Reconfiguration消息給UE，攜帶SgNB側(cè)的SCG配置。

（7～9a）UE收到RRC Connection Reconfigura-tion消息后，完成配置SCG，并給MeNB回復(fù)RRC Connection Reconfiguration Complete消息。

UE檢測PSCell的下行信號，捕獲到系統(tǒng)廣播MIB信息，解析RRC Connection Reconfiguration消息攜帶的ServingCellConfigCommon信元獲取到相關(guān)系統(tǒng)廣播SIB1參數(shù)。

說明：在EN-DC場景下（例如SgNB添加），SgNB側(cè)PSCell小區(qū)的廣播系統(tǒng)信息SIB1的ServingCellConfigCommon信元信息通過專有信令重配RRC Connection Reconfiguration消息提供給UE，該重配RRC Connection Reconfiguration消息通過MeNB透傳給UE。

（7～9b）UE競爭或非競爭接入到SgNB小區(qū)。

（10）MeNB收到UE的RRC Connection Recon-figuration Complete消息后，給SgNB發(fā)送SN Recon-figuration Complete消息，通知SN對UE的空口重配完成。SgNB收到該消息后，激活配置，并完成SgNB增加過程。

（11～12）僅在跨PCE場景下，MeNB給SgNB回復(fù)SN Status Transfer消息，數(shù)據(jù)反傳從MeNB到SgNB，避免激活雙連接過程中引起業(yè)務(wù)中斷。

（13～14）僅在跨PCE場景下，MeNB發(fā)送給EPC E-RAB Modification Indication消息，通知EPC承載的下行隧道信息發(fā)生變更，EPC接收到回復(fù)E-RAB Modification Confirmation消息。

（15～16）完成添加SgNB流程后SgNB側(cè)的PSCell小區(qū)通過SRB3給UE下發(fā)測量重配消息，攜帶有A2事件門限。A2事件門限即服務(wù)小區(qū)信號低于門限值。

2.3 ?非競爭隨機(jī)接入流程

UE根據(jù)gNB的指示，在指定的PRACH上使用指定的Preamble碼發(fā)送給gNB基站，然后gNB向UE回復(fù)隨機(jī)接入響應(yīng)Random Access Response。

2.4 ?UE側(cè)NSA接入信令解讀

在NSA接入總體信令的流程如圖3所示，部分關(guān)鍵信令說明如下：

（1）～（2）UE進(jìn)行兩次UE能力信息上報(bào)。第一次上報(bào)EUTRA能力，第二次上報(bào)NR和EUTRA-NR能力。

（3）準(zhǔn)備進(jìn)行4G/5G測量的RRC重配置里，包含4G/5G頻點(diǎn)、A3和B1事件的門限。

（4）滿足B1門限，UE上報(bào)B1測量報(bào)告。

（5）在添加5G載波的RRC重配消息中，顯示5G小區(qū)信息，以及5G側(cè)A3和A2門限。

2.5 ?NSA接入關(guān)鍵參數(shù)

NSA接入涉及的無線參數(shù)包括4G和5G兩部分，主要內(nèi)容如表1所示。

3 ? NSA接入問題定位四步法

結(jié)合對接入流程的分析，如出現(xiàn)NSA接入問題，可參考如下四步思路和步驟進(jìn)行排查分析。

（1）4G小區(qū)接入如果出現(xiàn)問題，參考4G的接入優(yōu)化方法進(jìn)行排查。

（2）UE收到準(zhǔn)備進(jìn)行4G/5G測量的RRC重配，但是不上報(bào)B1測量報(bào)告。出現(xiàn)這種情況，一般由如下原因?qū)е拢?/p>

◆測量控制里沒有5G信息。如果出現(xiàn)這種情況，按如下順序進(jìn)行排除：X2口有無故障，是否配置4G/5G單向鄰區(qū)、鄰區(qū)配置是否正確，檢查配置對應(yīng)gNB的X2 SCTP的流個(gè)數(shù)是否為3，遠(yuǎn)端端口和遠(yuǎn)端IP是否為5G的配置。

◆測量控制里有5G信息，但不正確，則檢查5G鄰區(qū)的頻點(diǎn)/PCI是否配置錯(cuò)誤。

（3）UE未發(fā)送MSG1通常為SSB解調(diào)失敗或搜索解調(diào)時(shí)間過長，T304超時(shí)造成的。解決此類問題需要重點(diǎn)對覆蓋進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，提升覆蓋質(zhì)量。

（4）5G側(cè)信令，看到UE不停發(fā)MSG1，但基站側(cè)沒有收到，導(dǎo)致不下發(fā)MSG2。出現(xiàn)這種情況，一般是上行空口問題。

◆檢查上行NI是否正常。如果NI高，會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象。

◆檢查5G是否存在PCI沖突/混淆。

4 ? 結(jié)束語

5G-NSA接入需先在4G錨點(diǎn)小區(qū)建立連接，之后通過B1測量選擇合適的5G小區(qū)。在接入過程中可能涉及5G測量頻點(diǎn)、5G鄰區(qū)等多項(xiàng)配置信息，容易出現(xiàn)配置錯(cuò)誤導(dǎo)致的5G接入失敗。通過問題定位四步法可逐步定位流程中可能出現(xiàn)的配置錯(cuò)誤，能夠有效地解決5G-NSA的接入問題。

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