5G-NSA接入流程分析及问题定位四步法

【摘  要】5G网络建设初期，存在较多的初始接入问题。通过接入过程信令解读，对5G-NSA网络的接入流程进行了全方位分析，介绍了相关重点参数，并结合接入流程总结问题分析定位四步法，为NSA接入问题的解决提供了有效指引。

【关键词】5G;NSA;接入问题分析

doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2019.12.007      中图分类号：TN929.5

文献标志码：A      文章编号：1006-1010（2019）12-0037-05

引用格式：陈潇，陆璐，叶蔼笙. 5G-NSA接入流程分析及问题定位四步法[J]. 移动通信， 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雙连接即具备多Rx/Tx能力的UE使用两个不同网络节点（MeNB和SgNB）上的不同调度的无线资源。其中，一个网络节点提供EUTRAN接入，另一个网络节点提供NR接入;一个调度器位于MeNB侧，另一个调度器位于SgNB侧。

EN-DC双连接场景中，UE连接到作为主节点的eNB和作为辅节点的gNB，其中eNB通过S1-MME和S1-U接口分别连接到MME和SGW，并同时通过X2-C和X2-U接口连接到gNB，gNB也可以通过S1-U接口连接到SGW，连接示意图如图1所示：

1.1  双连接控制面架构

（1）LTE eNB作为双连接的主节点MeNB，承载控制面和用户面数据，终端通过LTE eNB接入核心网EPC，NR gNB则作为辅节点，承载用户面数据。

（2）UE和主站、从站分别有各自的RRC连接，独立进行各自的资源管理（RRM），但是UE只有面向主站的RRC状态。

（3）UE初始连接建立必须通过MeNB主站，SRB1和SRB2在主站建立。

（4）UE可以建立SRB3，用于和从站SgNB直接进行RRC PDU传输。

（5）SgNB侧空口至少要广播MIB系统信息。在EN-DC场景（例如SgNB添加），SgNB侧PSCell小区的广播系统信息SIB1通过专有信令重配RRC Connection Reconfiguration消息提供给UE，该重配RRC Connection Reconfiguration消息通过MeNB透传给UE。

1.2  双连接用户面架构

用户面在不同的EN-DC双连接模式下有不同的用户面部署架构，在EN-DC用户面架构中，一条数据承载可以由LTE eNB或gNB单独服务，也可由LTE eNB或gNB同时服务。承载类型有主节点分离承载（MCG Split Bearer）、辅节点承载（SCG Bearer）、辅节点分离承载（SCG Split Bearer），其分别对应5G部署架构Option 3/3a/3x。

（1）Option 3部署架构（数据承载由LTE将数据分流给NR）同一个承载的用户面数据可在LTE和NR上同时传输，LTE需要更强的处理能力，LTE和NR之间回传需支持NR的传输速率。

（2）Option 3a部署架构（数据承载由EPC将数据分流至NR）同一个承载的用户面数据可在LTE或NR上传输，EPC需升级支持与NR相连，LTE和NR之间回传无容量要求。

（3）Option 3x部署架构（数据承载由NR可将数据分流至LTE）同一个承载的用户面数据可在LTE和NR上同时传输，EPC需升级支持与NR相连，LTE和NR之间回传需支持LTE的传输速率。

2   NSA接入流程分析

NSA接入流程包含X2连接建立流程、SgNB添加流程及非竞争随机接入流程。

2.1  X2连接建立流程

（1）SgNB触发X2建立连接：SgNB向MeNB发送X2 Setup Request消息，请求建立X2连接，MeNB接收到该消息回复X2 Setup Response消息。

（2）MeNB触发X2建立连接：MeNB向SgNB发送X2 Setup Request 消息，请求建立X2连接，SgNB接收到该消息回复X2 Setup Response消息。

2.2  SgNB添加流程

UE在LTE侧（MeNB）完成附着后，会触发基于测量SgNB增加过程，如图2所示。

（1）MeNB和SgNB建立X2连接。

（2）UE附着到主节点MeNB网络和核心网EPC并建立业务承载。

（3）MeNB给UE下发NR测量配置，含B1事件门限。B1事件门限含义是异系统邻居信号高于一个门限值。

（4）满足B1事件门限，UE上报B1测量报告。MeNB通过RRM判决出为添加SgNB，向SN发送Sn Addition Request消息。该Sn Addition Request消息主要携带E-RABs-ToBeAdded-List信元和MeNBtoSeNBContainer信元。其中，MeNBtoSeNBContainer携带有SCG-ConfigInfo信元。

（5）SgNB接收到SgNB Addition Request消息后，PSCell候选小区选择和接纳控制，接纳成功给MeNB回复SgNB Addition Request Acknowledge消息，接纳失败给MeNB回复SgNB Addition Request Reject消息。

（6）MeNB收到SgNB的SgNB Addition Request Acknowledge消息后，下發空口RRC Connection Reconfiguration消息给UE，携带SgNB侧的SCG配置。

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

UE检测PSCell的下行信号，捕获到系统广播MIB信息，解析RRC Connection Reconfiguration消息携带的ServingCellConfigCommon信元获取到相关系统广播SIB1参数。

说明：在EN-DC场景下（例如SgNB添加），SgNB侧PSCell小区的广播系统信息SIB1的ServingCellConfigCommon信元信息通过专有信令重配RRC Connection Reconfiguration消息提供给UE，该重配RRC Connection Reconfiguration消息通过MeNB透传给UE。

（7～9b）UE竞争或非竞争接入到SgNB小区。

（10）MeNB收到UE的RRC Connection Recon-figuration Complete消息后，给SgNB发送SN Recon-figuration Complete消息，通知SN对UE的空口重配完成。SgNB收到该消息后，激活配置，并完成SgNB增加过程。

（11～12）仅在跨PCE场景下，MeNB给SgNB回复SN Status Transfer消息，数据反传从MeNB到SgNB，避免激活双连接过程中引起业务中断。

（13～14）仅在跨PCE场景下，MeNB发送给EPC E-RAB Modification Indication消息，通知EPC承载的下行隧道信息发生变更，EPC接收到回复E-RAB Modification Confirmation消息。

（15～16）完成添加SgNB流程后SgNB侧的PSCell小区通过SRB3给UE下发测量重配消息，携带有A2事件门限。A2事件门限即服务小区信号低于门限值。

2.3  非竞争随机接入流程

UE根据gNB的指示，在指定的PRACH上使用指定的Preamble码发送给gNB基站，然后gNB向UE回复随机接入响应Random Access Response。

2.4  UE侧NSA接入信令解读

在NSA接入总体信令的流程如图3所示，部分关键信令说明如下：

（1）～（2）UE进行两次UE能力信息上报。第一次上报EUTRA能力，第二次上报NR和EUTRA-NR能力。

（3）准备进行4G/5G测量的RRC重配置里，包含4G/5G频点、A3和B1事件的门限。

（4）满足B1门限，UE上报B1测量报告。

（5）在添加5G载波的RRC重配消息中，显示5G小区信息，以及5G侧A3和A2门限。

2.5  NSA接入关键参数

NSA接入涉及的无线参数包括4G和5G两部分，主要内容如表1所示。

3   NSA接入问题定位四步法

结合对接入流程的分析，如出现NSA接入问题，可参考如下四步思路和步骤进行排查分析。

（1）4G小区接入如果出现问题，参考4G的接入优化方法进行排查。

（2）UE收到准备进行4G/5G测量的RRC重配，但是不上报B1测量报告。出现这种情况，一般由如下原因导致：

◆测量控制里没有5G信息。如果出现这种情况，按如下顺序进行排除：X2口有无故障，是否配置4G/5G单向邻区、邻区配置是否正确，检查配置对应gNB的X2 SCTP的流个数是否为3，远端端口和远端IP是否为5G的配置。

◆测量控制里有5G信息，但不正确，则检查5G邻区的频点/PCI是否配置错误。

（3）UE未发送MSG1通常为SSB解调失败或搜索解调时间过长，T304超时造成的。解决此类问题需要重点对覆盖进行优化调整，提升覆盖质量。

（4）5G侧信令，看到UE不停发MSG1，但基站侧没有收到，导致不下发MSG2。出现这种情况，一般是上行空口问题。

◆检查上行NI是否正常。如果NI高，会出现这种现象。

◆检查5G是否存在PCI冲突/混淆。

4   结束语

5G-NSA接入需先在4G锚点小区建立连接，之后通过B1测量选择合适的5G小区。在接入过程中可能涉及5G测量频点、5G邻区等多项配置信息，容易出现配置错误导致的5G接入失败。通过问题定位四步法可逐步定位流程中可能出现的配置错误，能够有效地解决5G-NSA的接入问题。

参考文献：

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[3] 黄韬，魏垚，詹文浩. NR初始接入流程分析[J]. 移动通信， 2019，43（4）： 31-36.

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