5G (NR) Терминал (UE) Состояние RRC_INACTIVE (1)

I. Состояние RRC_INACTIVEявляется фундаментальной архитектурной инновацией в 5G (NR), разработанной для решения критических проблем с задержкой и накладными расходами на сигнализацию, которые преследовали сети LTE. В 4G (LTE) частые переходы между RRC_IDLE иRRC_CONNECTEDсостояниями терминала (UE) вызывали огромную нагрузку на сигнализацию сети и приводили к задержкам при восстановлении обслуживания, что особенно проблематично для современных моделей использования смартфонов, характеризующихся частыми небольшими передачами данных. Состояние RRC_INACTIVE устраняет разрыв между полностью подключенными и полностью отключенными состояниями, обеспечивая быстрое восстановление обслуживания при сохранении энергоэффективности и снижении сигнализации в ядре сети.

II. Необходимость в RRC_INACTIVEвозникает из-за ограничений 4G (LTE) и требований 5G: В сетях 4G (LTE) длительное бездействие пользователя вызывает переход в состояниеRRC_IDLEдля экономии энергии. Однако восстановление в состояниеRRC_CONNECTEDтребует повторного установления RRC-соединения, что включает в себя большое количество взаимодействия RRC-сигнализации и приводит к значительной задержке. В современных мобильных приложениях терминалы часто генерируют всплески небольших пакетов данных (например, обновления в социальных сетях, мгновенные сообщения и данные датчиков IoT), что приводит к повторным переходам состояний "IDLE-CONNECTED-IDLE", что обременительно как для радиоинтерфейса, так и для ядра сети.

III. Преимущества RRC_INACTIVEтрояки:

• Снижение накладных расходов на сигнализацию: И UE, и gNB хранят контекст уровня доступа (AS) UE, поэтому полный процесс повторного установления RRC не требуется при восстановлении обслуживания.
• Снижение задержки перехода: Переход состояния из INACTIVE в CONNECTED происходит намного быстрее, чем из IDLE в CONNECTED, потому что конфигурация радиоканала сохраняется.
• Поддержание подключения к ядру сети: UE остается в состоянии CM-CONNECTED по отношению к ядру сети 5G (5GC), что означает, что соединение UE на интерфейсе NG между gNB и AMF остается активным.

IV. Архитектура состояния RRC:Терминал (UE) 5G (NR) может находиться в трех различных состояниях RRC:

• RRC_IDLE: RRC-соединение отсутствует; UE выполняет выбор/перевыбор ячейки и прослушивает пейджинг. Контекст AS как UE, так и сети был освобожден.
• RRC_INACTIVE: RRC-соединение приостановлено, и контекст AS сохранен; UE отслеживает пейджинг в пределах настроенной области уведомления RAN (RNA), и его поведение аналогично состоянию IDLE для экономии энергии.
• RRC_CONNECTED: RRC-соединение активно, и выделены выделенные ресурсы; UE обменивается данными плоскости пользователя и плоскости управления.

V. Управление соединениями терминала (UE): В системе 5G управление соединениями терминала (UE) в NAS (Non-Access Stratum) взаимодействует с RRC в двух состояниях; это:

• CM-IDLE: Соответствует состоянию RRC_IDLE; нет соединения NG между gNB и AMF;
• CM-CONNECTED: Соответствует состояниям RRC_CONNECTED и RRC_INACTIVE; соединение сигнализации NG между gNB и AMF остается активным.