3855G UE无线容量信令优化.docx
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3855GUE无线容量信令优化
5GUE无线能力信令优化
在LTE中,FeatureSetsEUTRA-r15参数是主要开销,该参数的理论开销可以到达10kbytes,但在实际部署中,该参数的开销可以降到几kbyte,总的UE-EUTRA-Capability在4kbyte左右。
针对5G或EN-DC,UE能力大小由rf-Parameters,featureSetCombinations和featureSets三个参数主导,UE无线容量的理论评估可以接近10000kbyte。
在实际部署中,用于设备支持的频带组合是有限的,并且eNB/gNB可以请求UE为一组受限的频带组合提供UE无线能力。
根据LTE的经验和对NR能力的分析,基于约1024个波段组合,估计实际rf-Parameters的大小约为11到12kbytes,每个波段组合最多4个波段。
在5G中,UE-NR-Capability携带的内容很多,如下所示:
.
图1:
UE能力信息元素
UE能力标识的使用可以是UE能力的全部或部分表示的短值。
在5G中,所有的能力请求都将被过滤。
该过滤器被作为有信号的UE能力的一部分包括在内,以便gNB可以确定它是否应该从UE移动到小区中请求更多的能力信息。
在网络分配能力ID的情况下,协议讨论了过滤和对能力信令的影响,并得出结论:
●网络可以在PLMN的不同部分使用不同的过滤器。
●UE基于过滤器向网络提供能力,如果分配了ID,则该ID与它先前传输的任何能力相关联。
●能力ID在PLMN中是唯一的,即UE可以在PLMN中的任何地方提供能力ID(这并不意味着能力ID到能力集的映射需要在整个PLMN中已知)。
UE能力表示信令传输有很多中方法。
方法1:
通过RRC信息传输
RRC信令中UE能力的传输如图2所示。
UE在RRC消息中发送UE能力ID,该消息可以是RRCSetupComplete消息,也可以是UECapabilityInformation消息。
在本替代方案中,UE能力ID在建立连接时对NG-RAN可见。
图2:
使用RRCSetupComplete传输UE能力ID
在图2的信令之后,例如在初始UE消息中,也可以将UE能力ID传输到CN。
如有必要,这允许在NG-RAN和CN中都可以看到ID。
RRC信令允许RAN直接知道UE能力ID(即不需要AMF的参与),如果在连接过程的早期发送,它可以启用RAN缓存,以便尽早配置UE功能。
RRC信令不排除向AMF提供UE能力ID。
UE能力ID的RAN可见性有利于UE能力集的RAN缓存、减少网络接口上的信令以及早期的RRM决策。
方法2:
通过NAS信令传输
NAS信令中UE能力的传输如图3所示。
在CN向NG-RAN发送InitialContextSetupRequest之前,UE使用NAS消息向CN发送UE能力ID。
在此替代方案中,UE能力ID在NAS消息时(即,在初始上下文设置之前)对CN可见。
图3:
NAStransferofUEcapabilityID
在UEcapabilityID从UE转移到NG-RAN或CN之后,网络中的实体负责将该ID映射到UE能力集。
如果该ID首先提供给NG-RAN,则有三种备选方案:
ID到UE能力集的映射可以存储在NG-RAN、CN或两者都有中。
如果映射存储在NG-RAN和CN中,则根据是通过RRC还是NAS信令将能力ID传输到网络,存在不同的解决方案。
方法1:
映射储存到NR-RAN中
如果映射只存储在NG-RAN上,则不需要与CN进行能力相关的交互,可以进行能力交换,如图4所示。
图4:
无CN交互的UE能力NG-RAN识别
在图4的流程中,步骤1可能涉及RRC信令或NAS信令,随后将ID从CN传输到NG-RAN。
步骤5(从CN到NG-RAN的初始上下文建立请求)可以包括也可以不包括对UE能力的请求,这取决于CN是否已经存储了该UE的能力信息。
如果NG-RAN无法在关联表中识别UE能力,则需要在步骤3中从CN请求。
如果NG-RAN和CN都不能识别UE能力,则NG-RAN发起UE能力查询流程。
后一种情况如图5所示。
图5:
NG-RAN和CN无法识别UE能力
方法2:
映射储存在CN中
如图6所示:
图6:
UE能力的CN标识和向NG-RAN的交付
在图6的流程中,步骤1可能涉及RRC信令或NAS信令。
如果CN在步骤2中无法在关联表中识别UE能力,则在步骤3中请求NG-RAN检索UE能力,从而产生如图7所示的UE能力查询过程。
图7:
CN不能识别UEcapability
使映射在核心网上的好处包括能够将CN用作映射的“主”存储库、RAN在不知道映射时引用CN的能力,以及对于RRC-IDLE中的UE也可以访问能力映射。
方法3:
映射通过NAS信令储存在CN和NG-RAN
图8:
NG-RANandCNidentificationofUEcapability(withNASsignalling)
在图8的流程中,如果CN在步骤2中不能识别UE能力,则在步骤3中请求NG-RAN交付UE能力。
如果NG-RAN在步骤4中无法识别UE能力,则执行UE能力查询程序,如图9所示。
图9:
NG-RANunabletoidentifyUEcapability
方法4:
映射通过RRC信令储存在CN和NG-RAN
图10:
NG-RANandCNidentificationofUEcapability(withRRCsignalling)
在图10的流程中,如果NG-RAN在步骤2中不能识别UE能力,则在步骤3中请求CN提供UE能力,CN在随后的初始上下文设置请求中提供UE能力。
如果在步骤4中CN不能识别UE能力,则它将从NG-RAN请求该UE能力以及初始上下文设置请求。
如果NG-RAN和CN都不能识别UE能力,则NG-RAN执行UE能力查询。
后一种情况如图11所示。
图11:
NG-RANandCNunabletoidentifyUEcapability
图12显示了分段传输能力的信令图。
在第一步中,eNB/gNB请求能力。
UE构造能力并将能力分割成不超过最大PDCPSDU大小的片段。
段由低层传输到网络。
一旦eNB/gNB接收到分段,它就重新组合分段的UE无线能力信息。
图12:
SignalingdiagramofUEcapabilitysegmentation
在RRC级别的UE能力分段中,对于每个分段,添加一个类型(例如notLastSegment,lastSegment)以及分段号。
RRC分段可以通过如下所述的不同方式来完成。
选项1:
“hard”分割RRC段:
这种方法类似于LTE和NR中的ETWS/CMAS。
整个UE无线能力信息被编码为类似于非分段情况的一个结构(消息或信息元素)。
然后将其拆分为多个位段。
网络只能在组装完所有部件后对完整功能进行解码,而不能对每个部件进行解码。
选项2:
“soft”分割RRC段:
UE无线能力信息被单独地部分编码并且由多个消息或信息元素携带(对于NR小于9000字节或者对于LTE小于8188字节)。
网络可以对每个片段进行解码和处理,并在接收到所有片段后进行内容合并。
在发射端,
1.PDCP将巨大的RRC报文(即RRCPDU)分割成多个PDCPSDU;
2.每个PDCPSDU的大小对于NR不超过9000byte,对于LTE不超过8188byte;
3.最后一个PDCPSDU在相应的PDCPPDU头中用结束标记进行标记。
图13:
IllustrationofUEcapabilitysegmentationatPDCPlevel
在接收端:
1、PDCP接收并存储PDCPSDU;
2、在PDCP接收缓冲器中,遵循顺序传递原则,UE将RRCPDU从第一个PDCPSDU重新组装到最后一个带有结束标记的PDCPSDU。
•在图14所示的示例中,SN#2是SN#1到SN#3之间最后接收到的PDCPSDU。
•在接收到SN#2的PDCU-SDU之前,UE没有向上层发送SN#1的PDCP-SDU,因为它没有添加结束标记;
•UE接收到SN#2的PDCPSDU后,重新组装SN#1#2#3的PDCPSDU的RRCmsg#1;
3、UE将重组后的RRC消息传送到RRC层,并删除关联的PDU。
图14:
IllustrationofconcatenationonhugeRRCmessage
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