目前部署的大多数5G网络是NSA制式的eMBB网络,依托于成熟的LTE网络覆盖,同时又能发挥双连接ENDC中gNB的高吞吐量。本文主要是总结UE,RAN和EPC是如何沟通各自的ENDC能力并相互协作的。当前这个最简的流程可以描述为:UE开机,搜网同步,接收广播消息,然后在4G小区驻留,接入并附着,报告能力,进入连接模式后5G Leg加入实现双连接。在这个过程中EUTRAN使用来自MME和EUTRAN本地配置的per-UE的信息来确定是否为该UE建立双连接。并且依赖于EUTRAN来判决使用MCG bearer,SCG bearer 或者split bearer。(所谓的针对per EPS Bearer进行判决的方式)。

如果UE向网络报告的能力中包含了与NR的双连接部分,而且MME知道针对该UE的Access Restrict for NR信息(这个信息可以来自HSS,也可能是MME中的VPLMN 策略产生的信息)plmn是什么意思,那么MME将会以HRL(Handover Restriction List)的形式通过S1消息通知EUTRAN。或者在Attach Accept或者TAU Accept这些NAS消息中通知UE。

支持与NR双连接能力的eNB也会检查UE是否被允许使用特定的NR基站。如果UE被禁止使用该NR,则eNB就不会为该UE建立到该NR的双连接。

对于MME来说,也可以使用“UE support for dual connectivity with NR”来选择SGW/PGW。当然前提是UE已经告诉MME其支持ENDC且没有针对该UE禁止使用特定NR基站的策略。

EUTRAN的小区可以基于运营商的配置来广播其是否支持双连接。这个在后面会附加一些内容说一下。

在从GERAN和UTRAN到eNB系统间切换流程中,这个Access Restriction for NR的来源可以是早已存在于本地上下文信息中plmn是什么意思,或者可以从HSS通过S6a接口在频繁的TAU Update流程中插入获取。而在这两类系统间切换流程进行的时候,相应的NR Access Restriction就也会通知EUTRAN。

设计的流程中,首先是初始附着过程中,

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在第17步中的描述为:

If the UE has indicated support for dual connectivity with NR in the Attach Request and the UE is not allowed to use NR as Secondary RAT, the MME indicates that to the UE in the Attach Accept message.

也就是在Attach Request(或者TAU Request)有UE Network Capability这部分,这里呢就需要提一下所谓的UE Core NetworkCapability,这个IE通常分割成两类IE,分别是UE Network Capability(大多数情况下包括E-UTRAN相关的核心网参数),还有一个是MS Network Capability(大多数是用于UTRAN和GERAN接入的核心网参数),所以UE向核心网络上报双连接能力时候采用的是UE Network Capability,就是下面这个IE:

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Attach Request中:

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其中的DCNR通知IE为:

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而在Attach Accept中(或者TAU Accept)中有EPS Network Feature Support这个IE:

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其中的DCNR通知IE为:

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关于HSS中需要定义的相关数据,简洁下,直接贴规范文本中的规定:

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对上面这些琐碎内容进行总结后的脉络可以简单为:

如果网络允许用户使用5G NR,则就会在HSS的该用户签约信息中予以打开。接下来MME在Attach和TAU期间会通过相应信令通知UE和eNB。最后根据eNB中的配置,eNB广播信息给UE,因此UE甚至在空闲状态下也知道当5G信号正常发送时候可以将5G leg添加。同时通过接收广播消息中的标志位,UE具有足够的信息来决定是否在状态栏中显示4G或5G图标

那下面开始进入最贴近本文题目的内容

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,5G手机屏幕上的5G图标这么出来的呢?

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前面已经提到了,当前随着ENDC网络的部署规模不断扩展,越来越多的商用5G终端也不断出现在人们的视野中。人们已经习惯了手机中2G变3G,然后3G变4G或者LTE的激动,那么在当前网络状况下,人们也迫不及待的在新的手机屏幕上看到5G的图标。在5G独立组网SA模式下手机图标显示没啥争议,站上5G的信号驻留就显示5G标志!而在NSA情况下就有些可以商榷的余地,那么在NSA于是3GPP设计定义了一个简单的信息单元IE来控制:

upperLayerIndication-r15

这个IE在LTE的SIB2中广播带下来,也就是说,NSA UE在最初在LTE 锚小区搜网驻留收取SIB2后,就可以在屏幕上显示5G图标了。而不用等到5G Leg加上后在显示。当然这也和UE的实现相关。

在36.331里的相关规范文本也挺简单的:

PLMN-Info-r15::= SEQUENCE {

upperLayerIndication-r15 ENUMERATED {true} OPTIONAL — Need OR

upperLayerIndication

Indication to be provided to upper layers.

看看实际log里的内容,在SIB2里面,看log最下面吧:

RRC {

pdu value BCCH-DL-SCH-Message ::= {

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message c1 : systemInformation : {

criticalExtensions systemInformation_r8 : {

sib-TypeAndInfo {

sib2 : {

radioResourceConfigCommon {

rach-ConfigCommon {

preambleInfo {

numberOfRA-Preambles n52

},

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powerRampingParameters {

powerRampingStep dB4,

preambleInitialReceivedTargetPower dBm-110

},

。。。。。。

plmn-InfoList-r15 {

PLMN-Info-r15 {

upperLayerIndication-r15 true

这个东西在规范中的讨论也经历了几轮,问题不是这个内容的本身,而是关于的未来的应用范围。因为这个IE目前的名字是带r15的尾标的。意思是在目前的r15版本里使用的意义。目前也只是占用一个比特位。总体来说终端厂商和运营商关心这个更多一些。

这个东西最初的学名不是upperLayerIndication-r15而是NR-Indication,主要是用于EUTRAN网络侧广播自己的EN-DC能力的。后来顾及其他的场景和除ENDC之外的能力与用途,名字就改成了upperLayerIndication,加上r15就表明在release15中只只是ENDC的能力。但是为了将来将其应用更多的意义,UE和上层需要需要更多的比特位来代表更多的意义。未来的协议根据需要也会体现这个地方的扩展的。

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