概述
目录
1、4/5G信令过程差别概述
2、NR终端状态
3、RRC信令流程
3.1 RRC_Connected to RRC_Inactive
3.2 RRC_Inactive to other states
4、F1-C接口信令流程
5、UE随机接入
5.1 随机接入触发条件
5.2 随机接入流程
5.3 RRC_Inactive态下的RAN更新过程
1、4/5G信令过程差别概述
| 4G | 5G | ||
| UE/gNB/AMF状态管理 | 注册状态 | 均包含注册态和去注册态 | |
| 连接状态NAS层 | CM_IDLE和CM_CONNECTED | ||
| 连接状态AS层（RRC） | IDLE和CONNECTED | IDLE、CONNECTED和INACTIVE | |
| 开机注册 | attach过程 | register过程 | |
| RRC连接建立、重配置、释放、修改 | 相同，5G的RRC流程 最终在18年9月确定 | ||
| 业务发起 | IDLE态发起 | 4G service request | 5G service request |
| CONNECTED态发起新业务 | 4G ERAB建立或修改 | 5G PDU session建立或修改 | |
| 双连接（DC） | 4/5G DC信令过程与4G基本相同，差别在消息信元上； 4/5G DC由于增加5GC的原因，增加了option 4和option 7的典型DC，导致整体上更加复杂。 | ||
| 切换 | 4/5G基本切换，除去由于核心网网元变化引入的差别，大体流程相同； DC情况下的移动性由于DC方式，产了伴随切换的DC激活和去激活 | ||
| 位置更新 | TAU | register update和RAN notification area update（用于RRC inactive态） | |
| 寻呼 | MME（Mobility Management Entity）发起（广播更新发起寻呼用于读广播，不算真正寻呼） | gNB和AMF发起寻呼，用于RRC inactive态和IDLE态的UE | |
2、UE的RRC状态
参考3GPP 38.300，UE的RRC状态分为：RRC空闲态（RRC_IDLE）、RRC连接态（RRC_CONNECTED）、RRC非活动态（RRC_INACTIVE）。
| RRC_IDLE | PLMN选择； 小区监听系统消息； 小区重选； 应用协商的DRX配置监听寻呼消息（5GC发起）； 位置区由核心网管理 |
| RRC_CONNECTED | NG-RAN和UE保留上下文信息； NG-RAN知道UE属于哪个小区； 对特定UE建立传输； 移动性管理由网络侧决定（切换）； 5GC-NG-RAN仍然和UE建立承载（用户面和控制面都需要） |
| RRC_INACTIVE | 监听系统消息； 小区重选； 应用协商的DRX配置监听寻呼消息（NG-RAN发起）； 跟踪区（RAN）由NG-RAN管理； 5GC-NG-RAN仍然和UE建立承载（用户面和控制面都需要）； NG-RAN和UE保留上下文信息； NG-RAN知道UE属于哪个小区RAN； |
3、RRC信令流程
RRC建立过程：处于空闲态的UE需要发起业务（语音或数据业务）时，首先需要发起RRC建立请求，出发空闲态向连接态的状态转移过程，这个过程为RRC建立过程。
3.1 RRC_Connected to RRC_Inactive
连接态用户持续一段时间没有数据传输，会进入非活动态。
3.2 RRC_Inactive to other states
非活动态用户需要发起数据传输时，通过RRC恢复过程迁移到连接态。
非活动态用户持续一段时间仍没有数据传输，则进入空闲态。
其中，第5和6步表明UE上下文信息保留在gNB-DU中。
4、F1-C接口信令流程
5、UE随机接入
通信双方要实现相互通信，最重要的先决条件是建立通信双方之间的时间同步。对于NR，NR下行同步（Transmitter=gNB，Receiver=UE）通过广播同步信号实现，NR上行同步（Transmitter=UE，Receiver=gNB） 通过随机接入过程实现。随机接入（RA）是UE和网络建立无线链路的必经过程。
5.1 随机接入触发条件
随机访问过程有许多事件触发条件，包括：
| 触发场景 | 场景描述 | RA类型 |
| RRC_IDLE初始接入连接建立 | 当UE从RRC_IDLE转到RRC_CONNECTED，需要建立RRC连接时，UE会发起RA | 基于竞争的随机接入（CBRA） |
| RRC连接重建 | 当UE检测到无线链路失败，需要重新建立RRC连接时，UE会发起RA | 基于竞争的随机接入（CBRA） |
| 下行数据到达 | 当UE处于RRC_CONNECTED，gNB有下行数据需要传输给UE，但UL同步状态为“失步”，则gNB将控制UE发起RA | 基于竞争的随机接入（CBRA） |
| 上行数据发送 | 当UE处于RRC_CONNECTED，UE有上行数据需要传输给gNB，但UL同步状态为“失步”，则UE将发起RA | 基于竞争的随机接入（CBRA） |
| 切换handover | 当UE进行切换时，会在目标小区发起RA | 优先基于非竞争的随机接入（CFRA） |
| 从RRC_INACTIVE接入 | ||
| SN建立 | ||
| beam异常恢复 |
当且仅当DL的测量质量低于广播阈值时，UE选择SUL载波进行初始接入。
一旦启动，随机接入进程的所有上行传输仍保留在选定的载波上。
5.2 随机接入流程
随机接入分为基于竞争的随机接入（CBRA）和基于非竞争的随机接入（CFRA）。
CBRA中gNB通过竞争解决不同UE的接入。
CFRA中gNB分配专用RA前导，UE不会发生前导冲突。
5.3 RRC_Inactive态下的RAN更新过程
当UE终端发生改变时，其更新流程具体描述如下：
1：UE从RRC_Inactive恢复，提供由最后一个服务的gNB分配的I-RNTI和适当的原因，如RAN通知区域更新；
2：若能够解析包含在I-RNTI中的gNB标识，gNB请求最后一个服务的gNB提供UE上下文；
3：最后一个服务的gNB提供UE上下文；
4：gNB可将UE移动到RRC_Connected，或将UE发送回RRC_Inactive状态，或将UE发送回RRC_Idle状态，如果发送回RRC_Idle态就不需要以下步骤；
5：为防止丢失最后一个服务的gNB中缓存的DL用户数据，gNB提供转发地址；
6-7：gNB执行路径转换（gNB和AMF之间的链路）；
8：gNB在最后一个服务的gNB触发UE资源释放；
9：UE向最后一个服务的gNB发起接入；
……
最后
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