5G NSA SN Addition流程

jianglinhua

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持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，再执行源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。