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3GPP 5G SA Detailed explanation 5(5G SA Handover Call Flow include 5GC)

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3GPP 5G SA Detailed explanation 5(5G SA Handover Call Flow include 5GC)

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3GPP 5G SA Detailed explanation (5G SA Handover Call Flow include 5GC)
・A hands-on resource for mobile engineers
※written in Japanese

3GPP 5G SA Detailed explanation (5G SA Handover Call Flow include 5GC)
・A hands-on resource for mobile engineers
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3GPP 5G SA Detailed explanation 5(5G SA Handover Call Flow include 5GC)

  1. 1. 3GPP 5G SA解説資料 2022/11/16 1 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED 3GPP 5G SA Detailed explanation 5 (5G SA Handover Call Flow include 5GC)Rev4.13 2022年8月25日 Centimani 株式会社(技術顧問 安永 隆一)
  2. 2. 内 容 1.5G SA Handoverとは 2.Inter gNB DU handover / Intra gNB CU handoverコールフロー 3.Inter gNB Xn Handoverコールフロー 4.Inter gNB N2 Handoverコールフロー Appendix
  3. 3. 1.5G SA HANDOVERとは
  4. 4. 5G SA Handoverとは 2022/11/16 4 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED ・3GPP仕様では、LTE同様に、5GNRから5GNRのハンドオーバーが定義されている。 ・5Gは、新しく導入された分解されたgNB-DUおよびgNB-CUアーキテクチャや5Gコアに 基づいたハンドオーバータイプが定義されている。 ①イントラgNB-DUハンドオーバー ➁Inter gNB-DUおよびIntra gNB-CUハンドオーバー (共通のgNB-CUに接続されたソースおよびターゲットgNB-DU) ➂Inter gNB-CUハンドオーバー (XnまたはN2ベースのハンドオーバー)
  5. 5. Intra gNB-DU handoverとは 2022/11/16 5 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED この手順は、UEが同じgNB-DU内のあるセルから別のセルに移動する場合、またはセル内ハンドオーバーが NR動作中に実行され、UEコンテキスト変更(gNB-CU開始)手順によってサポートされる場合に使用 される。 ※TS 38.473で指定されている通り。 セル内ハンドオーバーが実行されると・・・ ・gNB-CUは新しいUL GTP TEIDをgNB-DUに提供する。 ・gNB-DUは新しいDL GTPTEIDをgNB-CUに提供する。 ・gNB-DUは、RLCを再確立するまで以前のUL GTPTEIDを使用してULPDCP PDUをgNB-CUに 送信し続け、RLCの再確立後に新しいUL GTPTEIDを使用する。 ・gNB-CUは、PDCP再確立またはPDCPデータ回復を実行するまで、以前のDL GTPTEIDを使用して DLPDCP PDUをgNB-DUに送信し続け、PDCP再確立またはデータ回復から始まる新しいDL GTP TEIDを使用する 。
  6. 6. Inter gNB DU handover/Intra gNB CU handoverとは 2022/11/16 6 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED この手順は、UEが同じgNB-DU内のあるセルから別のセルに移動する場合、またはセル内ハンドオーバーが NR動作中に実行され、UEコンテキスト変更(gNB-CU開始)手順によってサポートされる場合に使用 される。 ※TS 38.473で指定されている通り。 セル内ハンドオーバーが実行されると・・・ ・gNB-CUは新しいUL GTP TEIDをgNB-DUに提供する。 ・gNB-DUは新しいDL GTPTEIDをgNB-CUに提供する。 ・gNB-DUは、RLCを再確立するまで以前のUL GTPTEIDを使用してULPDCP PDUをgNB-CUに 送信し続け、RLCの再確立後に新しいUL GTPTEIDを使用する。 ・gNB-CUは、PDCP再確立またはPDCPデータ回復を実行するまで、以前のDL GTPTEIDを使用して DLPDCP PDUをgNB-DUに送信し続け、PDCP再確立またはデータ回復から始まる新しいDL GTP TEIDを使用する 。
  7. 7. 2.INTER GNB DU HANDOVER INTRA GNB CU HANDOVER コールフロー
  8. 8. Inter gNB DU handover / Intra gNB CU handover概要 2022/11/16 8 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED すべてのコントロールプレーンとユーザープレーンコンテキストは CU(CUCPとCUUP)によって管理されるため、5Gコアへの シグナリング交換は無い。ソースセルとターゲットセルの両方が 同じCUの下にある。 このハンドオーバー手順では、F1APプロトコルを使用したF1イ ンターフェイスおよびE1APプロトコルを使用したE1インターフェイ スを介したメッセージングが含まれる。 Cell 1 Cell 3 5G NR UE gNB DU #1 gNB CU CP #1 F1-C F1-U E1 gNB DU #3 gNB CU UP #1 F1-C F1-U E1 Xn-C ソース ターゲット ソース PCI: NR ARFCN: NR CGI: ソース PCI: NR ARFCN: NR CGI: UEがPCI(ターゲット)でgNB-DU#1を使用しソースセル #1に接続されている、PCI(ターゲット)からgNB-DU#3を 使用しターゲットセル#3に向かって移動しているモビリティ シナリオを示している。 gNB#1 gNB#3
  9. 9. Inter gNB DU handover / Intra gNB CU handoverコールフロー 2022/11/16 9 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED 前提条件 ソース 5G UE UE gNB DU gNB CU gNB CUUP gNB CUCP 前提条件:UEは登録され、RRCはDLおよびULデータセッションがアクティブ ターゲット gNB DU ①UEはRRC_CONNECTED状態。 ➁ソースgNBでアップリンクおよびダウンリンクデータを送受信。 ➂上記①~➂を満たし、UEがターゲットgNBに向かって移動している。 1:Measurement Report ・UEは、サービングセルと隣接セルの信号強度を 含むMeasurementReportメッセージをソース gNB-DUに送信する。 MeasID:XX MeasResultServingCell RSRP XX(-XXX) RSRQ Option SINR Option MeasResultBestNeighborCell PhyCellID XX RSRP XX(-XXX) RSRQ Option SINR Option 2:F1AP:UL RRC Message Transfer ・ソースgNB-DUは、UL RRC MESSAGE TRANSFERメッセージを gNB-CUCPに送信して、MeasurementReport情報を伝達します。 gNB-DU-UE-F1AP-ID:XX gNB-CU UE-F1AP-ID:XXX RRC Container (MeasID:X ServeCellID XX MeasResultServingCell, RSRPXX, MeasResultBestNeighborCell phyCellID XX, RSRP XX )
  10. 10. Inter gNB DU handover / Intra gNB CU handoverコールフロー 2022/11/16 10 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED 前提条件 ソース 5G UE UE gNB DU gNB CU gNB CUUP gNB CUCP ターゲット gNB DU ・測定レポートおよびその他の情報に基づき、 CUCPはハンドオーバーを決定し、 ハンドオーバーターゲットgNB-DUを選択する。 3:Handover Decision 4:F1AP:UE Context Setup Request ・gNB-CUCPはUE CONTEXT SETUP REQUESTメッセージをターゲットgNB-DU に送信して、UEコンテキストを作成し、 SRBおよびDRBベアラをセットアップする。 gNB-CU UE-F1AP-ID:XXX SpCell-ID:XXXXX ServeCellIndex CUtoDURRCInformation: CellGroupConfig, SpCellConfig SRBsToBESetupList DRBsToBeSetupList 5:F1AP:UE Context Setup Response ・ターゲットgNB-DUは、UE CONTEXT SETUP RESPONSEメッセージでgNB-CUCP に応答する。 ※このメッセージは、新しく割り当てられたC-RNTIと SRBおよびDRBのセットアップリスト。 gNB-CU UE-F1AP-ID:XXX gNB-DU UE-F1AP-ID:X DUtoCURRCInformation: C-RNTI SRBs-Setup-List DRBs-Setup-List
  11. 11. Inter gNB DU handover / Intra gNB CU handoverコールフロー 2022/11/16 11 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED 前提条件 ソース 5G UE UE gNB DU gNB CU gNB CUUP gNB CUCP ターゲット gNB DU 6:E1AP:Bearer Modification Request ・ gNB-CUUPMODIFICATIONRESPONSE で応答する。 gNB-DU-UE-F1AP-ID:X gNB-CU-UE-F1AP-ID:XXX RRC Container:RRCReconfigration (HO Command) 7: E1AP:Bearer Modification Response ・ gNB-CUCPは、変更するDRBのリストを含む BEARER CONTEXT MODIFICATION REQUESTをgNB-CUUPに送信する。 ・ gNB-CUCPは、UE CONTEXT MODIFICATIONREQUESTメッセージをソースgNB-DUに送信する。 ※これには、生成されたRRCReconfigurationメッセージが含まれ、UEのデータ送信を停止することを示す。 ・ ソースgNB-DUは、ダウンリンクデータ配信ステータスフレームも送信して、UEに送信されなかったダウンリンク データについてgNB-CUUPに通知する。 8: F1AP:UE Context Modification Request gNB-DU-UE-F1AP-ID:X gNB-CU-UE-F1AP-ID:XXX RRC Container:RRCReconfigration (HO Command)
  12. 12. Inter gNB DU handover / Intra gNB CU handoverコールフロー 2022/11/16 12 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED 前提条件 ソース 5G UE UE gNB DU gNB CU gNB CUUP gNB CUCP ターゲット gNB DU 9:RRC Reconfigration gNB-DU-UE-F1AP-ID:X gNB-CU-UE-F1AP-ID:XXX RRC Container:RRCReconfigration (HO Command) ・ソースgNB-DUは、RRCReconfigurationがUEに送信された ことを示すUE CONTEXT MODIFICATIONRESPONSEメッセージ でgNB-CUCPに応答する。 11: F1AP:UE Context Modification Response gNB-CU-UE-F1AP-ID:XXX gNB-DU-UE-F1AP-ID:X 10:Downlink Data Delivery Status ・ソースgNB-DUは、HOコマンドを含む受信した RRCReconfigurationメッセージをUEに転送する。
  13. 13. Inter gNB DU handover / Intra gNB CU handoverコールフロー 2022/11/16 13 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED 前提条件 ソース 5G UE UE gNB DU gNB CU gNB CUUP gNB CUCP ターゲット gNB DU 14:RRC Reconfigration Complete ・UEは、RRCReconfigurationCompleteメッセージ でターゲットgNB-DUに応答する。 12:RACH手順(ターゲット) ・ターゲットgNB-DUは、ダウンリンクデータ配信ステータスフレームを送信し、gNB-CUに通知する。 ・ソースgNB-DUで正常に送信されなかったPDCPPDUを含む可能性のあるダウンリンクパケットは、gNB-CUから ターゲットgNB-DUに送信される。 ※ダウンリンクデータ配信ステータスの受信前または受信後にDLユーザーデータのgNB-DUへの送信を開始するか どうかは、gNB-CUの実装に依存。 13:Downlink Data Delivery Status 15:Downlink Data
  14. 14. Inter gNB DU handover / Intra gNB CU handoverコールフロー 2022/11/16 14 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED 前提条件 ソース 5G UE UE gNB DU gNB CU gNB CUUP gNB CUCP ターゲット gNB DU 17:Downlink Data gNB-DU-UE-F1AP-ID:X gNB-CU-UE-F1AP-ID:XXX RRC Container: RRCReconfigration Complete 16:F1AP:UL RRC Message Transfer ・ターゲットgNB-DUは、UL RRC MESSAGE TRANSFERメッセージをgNB-CUに送信して、 受信したRRCReconfigurationCompleteメッセージを通知する。 ・ダウンリンクパケットはUEに送信される。 ・アップリンクパケットはUEから送信され、ターゲットgNB-DUを介してgNB-CUに転送される。 18:Uplink Data
  15. 15. Inter gNB DU handover / Intra gNB CU handoverコールフロー 2022/11/16 15 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED 前提条件 ソース 5G UE UE gNB DU gNB CU gNB CUUP gNB CUCP ターゲット gNB DU gNB-CU-UE-F1AP-ID:XXX gNB-DU-UE-F1AP-ID:X Cause 19:F1AP:UE Context Release Command 20:F1AP:UE Context Release Complete ・gNB-CUCPは、UEコンテキストを解放するための適切な原因値を使用して UE CONTEXT RELEASECOMMANDメッセージをソースgNB-DUに送信する。 gNB-CU-UE-F1AP-ID:XXX gNB-DU-UE-F1AP-ID:X ・ソースgNB-DUはUEコンテキストを解放し、gNB-CUCPにUE CONTEXT RELEASECOMPLETEメッセージで応答する。
  16. 16. 3.INTER GNB XN HANDOVERコールフロー
  17. 17. 5.Inter gNB Xnハンドオーバーとは 2022/11/16 17 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED ・Xnハンドオーバーは、基本的に4GLTEのX2ハンドオーバーと同じ。 ・Xnハンドオーバーの前提条件は、XnインターフェイスがソースgNBとターゲットgNBの間でリンクアップ している必要がある。 ※AMF内モビリティにのみ適用。(つまり、ソースとターゲットのgNBが異なるAMFに接続されている場合、 Xnハンドオーバーは使用できない。) ・Xnハンドオーバーは、周波数内HOおよび周波数間HOにすることができる。 ・ソースとターゲットのgNBは2つの異なるUPFに接続できる。 ・ソースgNBとターゲットgNBが異なるトラッキングエリア(TAC)に属している場合は、ハンドオーバーが 成功した後に再登録が必要。 ※Xnハンドオーバーは、短いシグナリングパスと5GコアがPDUセッションパスの切り替えにのみ関与するため、 N2 / NGAPハンドオーバーと比較して高速。
  18. 18. Inter gNB Xnハンドオーバー概要 2022/11/16 18 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED ここで、2つのgNB間のユーザープレーンは、GTP-U プロトコルを使用するそれぞれのCUUP機能によって 管理される。 gNB-CUCP#1のコントロールプレーンとユーザー プレーンの分割アーキテクチャを考慮して、XnAP プロトコルを使用したコントロールプレーンシグナリング のために、Xnインターフェイスを介してgNB-CUCP #2に接続する。 このハンドオーバー手順では、シグナリングには、XnAP プロトコルを使用したXnインターフェイスおよびNGAP プロトコルを使用したN2インターフェイスを介したメッ セージングが含まれる。 Cell 1 Cell 3 5G NR UE gNB DU #1 gNB CU CP #1 gNB CU UP #1 F1-C F1-U E1 gNB DU #3 gNB CU CP #3 gNB CU UP #3 F1-C F1-U E1 Xn-U AMF UPF Xn-C ソースgNB ターゲットgNB PCI: NR ARFCN: NR CGI: PCI: NR ARFCN: NR CGI: 右図は、UEがPCI(ソース)でgNB#1のソース セル1に接続され、PCI:(ターゲット)でgNB#3 ターゲットセル#3とに向かって移動しているモビリティ シナリオを示している。 gNB#1 gNB#3
  19. 19. Inter gNB Xn Handoverコールフロー 2022/11/16 19 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED 前提条件 ソース 5G UE UE gNB #1 5G Core NW UPF AMF 前提条件:UEは登録され、RRCはDLおよびULデータセッションがアクティブ ターゲット gNB #3 0:XnAP:XnSetupRequest 0:XnAP:XnSetupResponse ①ソースとターゲットのgNBにはアクティブなXn接続状態。 ➁UEはRRC_CONNECTED状態。 ➂ソースgNBでアップリンクおよびダウンリンクデータを送受信。 上記①~➂を満たし、UEがターゲットgNBに向かって移動している。
  20. 20. Inter gNB Xn Handoverコールフロー 2022/11/16 20 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED ハンドオーバー判断 ソース 5G UE UE gNB #1 5G Core NW UPF AMF 1:Measurement Report ターゲット gNB #3 2:Handover Decision ・UEは、サービングセルと隣接セルの信号強度を 含むMeasurementReportメッセージをソース gNB#1に送信する。 ・その他情報 (例: セルの負荷と、UEのモビリティ制限と 無線機能などを考慮) MeasID:XX MeasResultServingCell RSRP XX(-XXX) RSRQ Option SINR Option MeasResultBestNeighborCell PhyCellID XX RSRP XX(-XXX) RSRQ Option SINR Option ・測定レポートおよびその他の情報に基づき、 ソースgNBはUEのハンドオーバーを決定し、 ハンドオーバーターゲットgNBを選択する。
  21. 21. Inter gNB Xn Handoverコールフロー 2022/11/16 21 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED ハンドオーバー準備 ソース 5G UE UE gNB #1 5G Core NW UPF AMF ターゲット gNB #3 3:XnAP:Handover Request ・ソースgNBは、Xnインターフェイスを介してXnAPハンドオーバー要求 メッセージをターゲットgNBに送信する。 ・このメッセージは、ターゲットセルID、PDUセッションのリスト、および その他の情報とともに、ハンドオーバー準備情報RRCメッセージを含む 透過的なRRCコンテナも伝送する。 sourceNG-RANnodeUEXnAPIDCause targetCellGlobalID GUAMI UEContextInfoHORequest UEHistoryInformation 4:Handover Admission 5:XnAP:Handover Request Acknowledge ・ターゲットgNBは、ステップ2でRRC コンテナで受信した情報を考慮し、 UEにリソースを割り当てる。 ・ターゲットgNBがハンドオーバーを許可することを決定した場合、ターゲットgNBはハンドオーバー 要求確認メッセージをソースgNBに送信する。 ※これには、ハンドオーバーを実行するためのRRCメッセージとしてUEに送信される透過コンテナと、 許可されたPDUセッションと許可されていないPDUセッションのリストが含まれる。 sourceNG-RANnodeUEXnAPID targetiNG-RANnodeUEXnAPID PDUSessionResourcesAdmitted-List Target(番号)SourcesNG-RANnodeTranspContainer
  22. 22. Inter gNB Xn Handoverコールフロー 2022/11/16 22 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED ハンドオーバー準備 ソース 5G UE UE gNB #1 5G Core NW UPF AMF ターゲット gNB #3 6:RRCReconfigration(HO Command) ・ソースgNBは、手順5で受信したターゲットセルにアクセスするために 必要な情報を含むRRCReconfigurationメッセージをUEに送信することに より、ハンドオーバーをトリガーする。 ※このメッセージには、少なくともターゲットセルID、新しいC-RNTI、および ターゲットgNBセキュリティアルゴリズム識別子が含まれる。 sourceNG-RANnodeUEXnAPIDCause targetCellGlobalID GUAMI UEContextInfoHORequest UEHistoryInformation 8:Deliver buffered data 7:XnAP:SNStatus Transfer 9:Dawnlink Data Forwarding ・ソースgNBはSNステータス転送メッセージを ターゲットgNBに送信して、アップリンク およびダウンリンクPDCP SN、ハイパー フレーム番号(HFN)ステータスを転送する。 ・ソースgNBは、UPFからのDLデータの バッファリングを開始し、ターゲット gNBに転送します。 sourceNG-RANnodeUEXnAPID targeting-RANnodeUEXnAPID DRBsSubjectToStatusTransfer-List
  23. 23. Inter gNB Xn Handoverコールフロー 2022/11/16 23 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED ハンドオーバー実行 ソース 5G UE UE gNB #1 5G Core NW UPF AMF ターゲット gNB #3 10:UE~ターゲットgNB の RACH手順実行 11:RRCReconfigration Complete 12:Uplink Data Foerwarding 13:NGAP:PathSwitch Request ・ステップ6で受信した情報を rach-ConfigDedicatedの一部を 考慮して、ターゲットgNBでランダム アクセス手順が実行される。 ・UEはターゲットセルに正常に接続した後、 RRCReconfigurationCompleteメッセージをターゲット gNBに送信することにより、ハンドオーバー手順を完了。 ・ターゲットgNBは、NGインターフェイスを介してNGAPパス切り替え要求メッセージをAMFに送信し、5GCをトリガーして ダウンリンクデータパスをターゲットgNBに切り替え、ターゲットgNBに向けてNG-Cインターフェイスインスタンスを確立。 ※このメッセージには、切り替えられるPDUセッションのリストと、ターゲットgNBでのセットアップに失敗したPDUセッション のリストも含まれている。
  24. 24. Inter gNB Xn Handoverコールフロー 2022/11/16 24 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED ハンドオーバー実行 ソース 5G UE UE gNB #1 5G Core NW UPF AMF ターゲット gNB #3 15:NGAP:PathSwitch Acknowledge 14:End Marker ・UPFはエンドマーカーをソースgNBに送信し、データ フローをソースgNBに終了することを示し、ソースgNB はエンドマーカーをターゲットgNBに送信する。 16:Downlink Data Foerwarding ・5GCは、ダウンリンクデータパスをターゲットgNBに切替える。 ・AMFは、Path Switch Request AcknowledgeNGAPメッセージ を使用してPathSwitchRequestメッセージを確認する。 ※このメッセージには、切り替えられたPDUセッションのリスト と解放されるPDUセッションのリストが含まれている。
  25. 25. Inter gNB Xn Handoverコールフロー 2022/11/16 25 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED ハンドオーバー完了 ソース 5G UE UE gNB #1 5G Core NW UPF AMF ターゲット gNB #3 sourceNG-RANnodeUEXnAPID targetNG-RANnodeUEXnAPID 17:XnAP:UE Context Release ・AMFからNGAPパススイッチ要求確認メッセージを受信すると、 ターゲットgNBはXnAP UEコンテキスト解放メッセージをソース gNBに送信し、ソースgNBはUEに関連付けられたリソースを 解放する。 Downlink / Uplink Data Forwarding Downlink / Uplink Data Forwarding
  26. 26. 4.INTER GNB N2 HANDOVERコールフロー
  27. 27. Inter gNB N2 Handoverとは 2022/11/16 27 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED ・N2ハンドオーバーは、Xnインターフェイスの可用性に依存しない。 ・Xnインターフェイスを備えた2つのgNBが、指定されたN2ハンドオーバー に対応する場合、そのXnHOは構成内では、許可されない。 ※AMF内モビリティまたはAMF間モビリティに適用可能。 (ソースとターゲットのgNBを同じAMFまたは異なるAMFに接続可能) ・N2ハンドオーバーは、周波数内HOおよび周波数間HOに適用されている。 ・ソースとターゲットのgNBは2つの異なるUPFに接続可能。 ・ソースgNBとターゲットgNBが異なるトラッキングエリア(TAC)に属している場合、ハンドオーバーが成功した 後に再登録が必要となる。 ※5Gコアはすべてのシグナリングのみに関与するため、N2ハンドオーバーはXnHOよりも時間がかかる。
  28. 28. Inter gNB N2 Handover概要 2022/11/16 28 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED このハンドオーバー手順では、シグナリングには、NGAP プロトコルを使用したN2インターフェイスを介した メッセージングが含まれる。 図は、UEがPCI(ソース)でgNB#1のソースセル1に 接続され、PCI(ターゲット)でgNB#3のターゲットセル #3に向かって移動しているモビリティシナリオを示して いる。 Cell 1 Cell 3 5G NR UE gNB DU #1 gNB CU CP #1 gNB CU UP #1 F1-C F1-U E1 gNB DU #3 gNB CU CP #3 gNB CU UP #3 F1-C F1-U E1 AMF UPF ソースgNB ターゲットgNB PCI: NR ARFCN: NR CGI: PCI: NR ARFCN: NR CGI: N2 N2 N3 N3 gNB#1 gNB#3
  29. 29. Inter gNB N2 Handoverコールフロー 2022/11/16 29 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED 前提条件 ソース 5G UE UE gNB 5G Core NW UPF AMF 前提条件:UEは登録され、RRCはDLおよびULデータセッションがアクティブ ターゲット gNB ・測定レポートおよびその他の情報に基づき、 ソースgNBはUEのハンドオーバーを決定し、 ハンドオーバーターゲットgNBを選択する。 1:Measurement Report 2:Handover Decision ・UEは、サービングセルと隣接セルの信号強度を 含むMeasurementReportメッセージをソース gNB#1に送信する。 ・その他情報 (例: セルの負荷と、UEのモビリティ制限と 無線機能などを考慮) MeasID:XX MeasResultServingCell RSRP XX(-XXX) RSRQ Option SINR Option MeasResultBestNeighborCell PhyCellID XX RSRP XX(-XXX) RSRQ Option SINR Option ハンドオーバー準備
  30. 30. Inter gNB N2 Handoverコールフロー 2022/11/16 30 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED ハンドオーバー準備 ソース 5G UE UE gNB 5G Core NW UPF AMF ターゲット gNB 3:NGAP:Handover Required ・ソースgNB HOの決定に基づいて、N2ハンドオーバーをトリガーし、 N2ハンドオーバーが必要なメッセージをAMFに送信する。 ・メッセージには、UE RAN-NGAP-ID、AMF-NGAP-ID、ターゲットgNB ID、 ハンドオーバータイプ、ハンドオーバー原因、およびハンドオーバーされる PDUセッションに関する情報が含まれる。 AMF-UE-NGAP-ID:XXXXXXXXXXX RAN-UE-NGAP-ID:XXX Handover Type:Intra5gs Cause:Ho-desirable radio condition TargetID,PLMN,CellID DirectForwardingPathAvailability:No PDUSessionResourceListHORqd Source To Target- TransparentContainer 4:NGAP:Handover Request 5:Handover Admission ・AMFは、必要なハンドオーバーを受信すると、そこからターゲットgNBを 識別し、UEセキュリティコンテキスト、UE機能、PDUセッション情報、 ソースからターゲットへの透過コンテナ、GUAMIなどを含むハンドオーバー 要求を送信する。 AMF-UE-NGAP-ID:XXXXXXXXXXX Handover Type:Intra5gs Cause:Ho-desirable radio condition UEAggregateMaximumBitRate UESecurityCapabilities SecurityContext PDUSessionResourceSetupListHOReq AllowedNSSAI SoueceToTarget-TransparentContainer MobilityRestrictionList GUAMI
  31. 31. Inter gNB N2 Handoverコールフロー 2022/11/16 31 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED ハンドオーバー判断 ソース 5G UE UE gNB 5G Core NW UPF AMF ターゲット gNB 6:NGAP:Handover Request Acknowledge ・AMFからハンドオーバー要求を受信した後、ターゲットgNBは、使用可能な リソースに基づいてUEを許可するかどうかを決定できる。 ・ターゲットgNBがそれぞれのデータベアラとのすべてのPDUセッションを 許可できる場合、HandoverRequestAcknowledgeを使用してAMFに応答できる。 ※HandoverRequestAcknowledgeメッセージには、UE-NGAP-ID、許可された PDUセッションのリスト、およびTargetToSource-TansparentContainerが 含まれる。 AMF-UE-NGAP-ID:XXXXXXXXXXX RAN-UE-NGAP-ID:XXX PDUSessionResourceAdmittedList Target To Source-TransparentContainer AMF-UE-NGAP-ID:XXXXXXXXXXX RAN-UE-NGAP-ID:XXX Handover Type:Intra5gs Cause:Ho-desirable radio condition PDUSessionResourceHandoverList TargetToSource-TransparentContainer 7:NGAP:Handover Command ・AMFは、ソースgNBにハンドオーバーコマンドを送信する。 ・このメッセージには、手順6で受信した情報が含まれる。 ※これで、ソースgNBはステップ#6でハンドオーバーコマンドをUEに送信可能 となる。(ハンドオーバーコマンドを受信した後、UEはソースセルを離れ、 ターゲットセルへの接続を開始する。)
  32. 32. Inter gNB N2 Handoverコールフロー 2022/11/16 32 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED ハンドオーバー準備 ソース 5G UE UE gNB 5G Core NW UPF AMF ターゲット gNB 8:RRC Reconfigration(HO Command) ・ソースgNBは、手順7で受信したターゲットセルにアクセスするために必要な情報 を含むRRCReconfigurationメッセージをUEに送信することにより、ハンドオーバーを トリガーする。 ※このメッセージには、少なくともターゲットセルID、新しいC-RNTI、およびターゲット gNBセキュリティアルゴリズム識別子が含まれる。 AMF-UE-NGAP-ID:XXXXXXXXXXX RAN-UE-NGAP-ID:XXX RANStatusTransfer-TransparentContainer 9:NGAP:Uplink RAN Status Transfer ・エアインターフェイスソースgNBを介してHandoverコマンドを送信した後、 UPlinkRANStatusTransferをAMFに送信する。 ※これにはRANとAMFの両方のUE-NGAP-IDとRANStatusTransfer- TransparentContainerが含まれる。 ※RANStatusTransfer-TransparentContainerには、ソースgNBで提供される すべてのDRB PDCPSNに関する情報がある。 10:Data転送
  33. 33. Inter gNB N2 Handoverコールフロー 2022/11/16 33 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED ハンドオーバー準備 ソース 5G UE UE gNB 5G Core NW UPF AMF ターゲット gNB 11:NGAP:Downlink RAN Status Transfer ・AMFは、DownlinkRANStatusTransferメッセージを使用して、 受信したUplinkRANStatusTransfer情報をターゲットgNBに転送する。 AMF-UE-NGAP-ID:XXXXXXXXXXX RAN-UE-NGAP-ID:XXX RANStatusTransfer-TransparentContainer 12:NGAP:Uplink RAN Status Transfer ・エアインターフェイスソースgNBを介してHandoverコマンドを送信した後、 UPlinkRANStatusTransferをAMFに送信する。 ※これにはRANとAMFの両方のUE-NGAP-IDとRANStatusTransfer- TransparentContainerが含まれる。 ※RANStatusTransfer-TransparentContainerには、ソースgNBで提供される すべてのDRB PDCPSNに関する情報がある。
  34. 34. Inter gNB N2 Handoverコールフロー 2022/11/16 34 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED ハンドオーバー実行 ソース 5G UE UE gNB 5G Core NW UPF AMF ターゲット gNB 14:RRC Reconfigration Complete ・UEはターゲットセルに正常に接続した後、RRCReconfigurationCompleteメッセージを ターゲットgNBに送信することにより、ハンドオーバー手順を完了する。 ※UEはターゲットgNBへのアップリンクデータ転送を開始する。 AMF-UE-NGAP-ID:XXXXXXXXXXX RAN-UE-NGAP-ID:XXX UserLocationInformation 15:NGAP:Handover Notify ・ターゲットgNBはAMFにハンドオーバー通知を送信する。 ※この通知で、ターゲットgNBはハンドオーバー成功と見なす。 ※このメッセージには、UEコンテキストを識別するためのRANとAMFの両方のUE-NGAP-IDと、 トラッキングエリア(TAC)がUEに提供され、UEロケーション情報も含まれる。 13:RACH(ターゲット) ・ランダムアクセス手順は、prach-Config Dedicated の一部として手順8で受信した情報を考慮して、 ターゲットgNBで実行される。
  35. 35. Inter gNB N2 Handoverコールフロー 2022/11/16 35 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED ハンドオーバー実行 ソース 5G UE UE gNB 5G Core NW UPF AMF ターゲット gNB 16:Downlink Data 20:N3 End Marker 17:Uplink Data 18:Uplink Data 19:N3 End Marker
  36. 36. Inter gNB N2 Handoverコールフロー 2022/11/16 36 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED ハンドオーバー完了 ソース 5G UE UE gNB 5G Core NW UPF AMF ターゲット gNB 21:NGAP:UE Context Release Command ・UEContextReleaseCommand AMFは、このUEに関連するリソースを解放するようにソースgNBに指示する。 ・メッセージ内には、UEコンテキストを識別し、ハンドオーバーの成功を示す原因値となるUE-NGAP-IDが 含まれる。 UE-NGAP-IDs AMF-UE-NGAP-ID:XXXXXXXXXXX RAN-UE-NGAP-ID:XXX Cause:successful-handover 22:NGAP:UE Context Release Complete ・ソースgNBは、UEコンテキストの削除に成功すると、UEConextReleaseCompleteを送信し、 UEに関連付けられているすべてのリソースを解放する。 Downlink / Uplink Data Forwarding Downlink / Uplink Data Forwarding
  37. 37. APPENDIX
  38. 38. 5G gNB アーキテクチャ 2022/11/16 38 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED Remote Radio Head AMF UPF PHY Low PHY High MAC RLC DU RRH CU Distributed Unit Central Unit RRC PDCP-C CU-CP SDAP PDCP-U CU-UP gNB F2-C F2-U F1-C F1-U E1 NG-C NG-U Xn-C Xn-U Lower Layer Split Higher Layer Split 別のgNB 新しく導入されたアーキテクチャ構成 ①Central Unit ➁Distributed Unit ➂Remote Radio Head
  39. 39. 用語・略語 2022/11/16 39 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED NGAP(NG Application Protocol) ・NGAPは、UEと非UEの両方に関連するサービスをサポートするために、gNBとAMF(コアアクセス とモビリティおよび管理機能)の間のN2参照ポイントにある。 ・これには、構成の更新、UEコンテキスト転送、PDUセッションリソース管理、モビリティ手順の サポートなどの操作が含まれる。 ・NGAPは、ダウンリンクおよびアップリンクNAS(Non Access Stratum)メッセージをペイロードと して伝達するためにも使用され、ページングやUEコンテキストリリースなどのCMアイドルおよびCM 接続操作をサポートする。 N2(N2 Reference Point) ・N2基準点は、(R)ANとAMF(アクセスおよびモビリティ管理機能)の間にある。 XnAP(Xn Application Protocol) ・XnAPは、デュアル接続の確立、Xnベースのハンドオーバーの調整、データ転送、RANページング 等、さまざまなRAN関連の手順をサポートするためにgNB間で使用される制御プロトコル。 ・ハンドオーバープロセス中に、ソースgNBは、セキュリティやユーザープレーンの接続情報など、 サブスクライバーを処理するために必要なすべての情報をターゲットgNBに提供する。 ※デュアルコネクティビティの場合、マスターgNBはXnAPを使用してセカンダリgNBをセットアップし、 各gNBが同時にユーザーにサービスを提供する。
  40. 40. 用語・略語 2022/11/16 40 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED TEID(Tunnel Endpoint Identifier) ・受信側のGTP-U(GPRSトンネリングプロトコル–ユーザー)またはGTP-C(GPRSトンネリング プロトコル–制御)プロトコルエンティティのトンネルエンドポイントを明確に識別する。 ・GTPトンネルの受信側は、送信側が使用するTEID値をローカルに割り当てる。 ・TEID値は、GTP-Cメッセージ(またはUTRAN(UMTS地上無線アクセスネットワーク)の RANAP(無線アクセスネットワークアプリケーションパート))を使用してトンネルエンドポイント間で 交換される。 C-RNTI(Cell Radio Network Temporary Identifier) ・最適化の目的で、共通のトランスポートチャネルに割り当てられて使用される場合がある。 ・C-RNTIを使用するかどうかの決定は、CRNC(Controlling Radio Network Controller)に よって行われる。 SRB(Signalling Radio Bearer) ・RRC(Radio Resource Control)接続プロセスは、DCCH(Dedicated Control Channel)およびCCCH(Common Control Channel)のRRCメッセージで使用できる RB(Radio Bearer)を確立する。 ・これらのラジオベアラーは、SRB(Signalling Radio Bearer)として識別される。 DRB(Data Radio Bearer) ・データを伝送するために使用される。
  41. 41. COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED 2022/11/16 41 3GPP標準化技術仕様に関する知識は、 翻訳し、読むだけでは なかなか理解が進まないものです。 理解するには、実際のコールフローシナリオに基づき 実際の通信ログとの整合性確認等は欠かせませんが、 その様な資料は広く共有されていないのが現状です。 本資料は、弊社内で3GPP技術仕様の 理解・知識向上を図るため作成したものです。 コンテンツは可能な限り、ベンダー / キャリア依存などを 除外して作成しておりますが、一部標準化や実用化が 進んだシステムと整合性が担保できていない記述を 含んでいる場合があります。 本資料は、ロイヤリティフリーです。閲覧される皆さんの 知識定着と仕事の生産性の向上の一助としてご活用ください。 THANK YOU FOR VIEWS ryuichi@centimani.biz

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