5G RRC5G 切换(handover)那点事儿

Posted 2022-11-02 从善若水

博主未授权任何人或组织机构转载博主任何原创文章，感谢各位对原创的支持！
博主链接

本人就职于国际知名终端厂商，负责modem芯片研发。
在5G早期负责终端数据业务层、核心网相关的开发工作，目前牵头6G算力网络技术标准研究。


博客内容主要围绕：
       5G/6G协议讲解
       算力网络讲解（云计算，边缘计算，端计算）
       高级C语言讲解
       Rust语言讲解

5G 切换那点事儿

       在5G网络中，当终端（UE）在不同基站之间移动时，可以分为连接模式下的移动和空闲模式下的移动。这里我们重点考虑这两种情况下的5G移动场景，

• 处于连接模式下的移动性————UE 切换；
• 处于空闲模式下的移动性————UE 小区选择、重选。

如下图所示：

当终端在连接模式下移动并进行切换时，考虑到多频部署，这些切换应遵循以下类型：

• 盲切（Blind Handover）；
• 基于覆盖范围的同频切换（Coverage Based Intra Frequency Handover）；
• 基于覆盖范围的异频切换（Coverage Based Inter Frequency Handover）；
• 基于频段优先级的异频切换（Frequency Priority Based Inter Frequency Handover）。

切换流程概览

       切换流程包括：触发阶段、测量阶段、目标小区选择阶段和切换阶段，如下图所示。

• 切换触发阶段：触发阶段定义了相邻频率的配置，例如，测量对象、事件报告阈值以及在gNB OAM或EMS中的邻居关系，没有这些配置就不会触发切换。
• 测量阶段：测量阶段包括，UE从RRC Configuration消息中成功解析出测量对象信息，报告配置信息。在此基础上，终端对邻区进行测量并向gNB上报测量报告，报告中包括潜在目标小区PCI以及其信号强度。
• 确定目标小区阶段：服务gNB接收到测量报告之后，服务gNB必须决定目标切换小区。gNB在选择目标小区时，
  • 处理接收到的测量报告（盲切不要求）；
  • 确定切换策略（是切换还是重定向）；
  • 识别目标小区或目标频率。
• 切换阶段：一旦目标小区和目标频率确定，切换程序将启动。根据网络能力的不同，gNB可以进行基于Xn或基于N2的切换，也可以进行重定向。

Coverage Based Intra Frequency Handover

       基于覆盖范围的同频切换使用了A3事件，当终端检测到邻区的信号质量比服务小区好dB个偏移量时，gNB可以决定触发切换。以下三个参数在优化同频切换时非常重要，

• A3 Offset
• A3 Hysteresis
• A3 Time to trigger

Coverage Based Inter Frequency Handover

       基于覆盖范围的异频切换使用了A2事件。当服务小区的信号质量低于阈值时，UE会上报A2测量事件，gNB判断终端处于小区边缘且无线链路状态较差，则配置A1事件和A5事件进行频段间测量。

       例如，当服务小区信号低于Threshold 1，而邻居小区信号高于Threshold 2时，gNB根据每次的测量结果生成目标小区或目标频率。以下参数在优化异频切换时非常重要，

• A1 Threshold
• A1 Time to trigger
• A1 Hysteresis
• A2 Threshold
• A2 Time to trigger
• A2 Hysteresis
• A5 Threshold 1 and Threshold 2
• A5 Time to trigger
• A5 Hysteresis

Frequency Priority Based Inter Frequency Handover

       在多频段覆盖场景下，采用基于频段优先级的异频切换方法，允许高优先级频段尽可能多地承载业务，而低频段则较少的负载，以提供更广的覆盖。

       它使用了与异频相关的A4事件，其中邻居小区信号变得比阈值好。当gNB接收到A4测量报告，且上报的频率具有最高的业务优先级时，gNB选择该频率为目标频率并立即启动切换。

---