一、互操作概述

随着5G 网络开通，初期5G建网可能不连续，此时需要将SA终端在5G覆盖边缘移动到LTE网络，保证网络侧持续为UE服务。同时在LTE开通VOLTE，NR未能开通VONR业务场景下，网络侧可以将语音业务回落到LTE，提供正常语音服务。LTE和NR的系统间移动性功能，为用户提供无缝的业务覆盖及优质的业务体验。

N26是MME和5GS AMF之间接口，应用于EPC和5GS互操作，N26接口是可选的。

移动性分类

按照UE状态，4G&5G移动性可以分为两类：一种是空闲态的移动性管理、一种是连接态的移动性管理。

UE state machine and state transitions between NR/5GC, E-UTRA/EPC and E-UTRA/5GC 

二、空闲态移动性

SA终端空闲态移动性指，UE收到广播消息，获取系统间，频间重选相关信息，满足小区选择/重选准则后，触发小区选择/重选流程。

IDLE模式UE过程

PLMN选择

当UE开机后，首先执行PLMN选择过程。UE需要支持手动选择和自动选择两种模式，并将选择结果展示给用户。一旦PLMN选定，UE将执行小区选择过程，在选定的PLMN下选择一个Suitable cell进行驻留。继而UE执行开机Attach过程，在服务小区所属的跟踪区内进行核心网注册。注册成功后，选定的PLMN就成为已注册PLMN。

当UE开机或者从无覆盖的区域进入到覆盖区域：

• 选择最近一次已注册过的PLMN或EPLMN列表中的PLMN，并尝试在选择的PLMN注册。

• 如果注册成功，则将PLMN信息显示出来，开始接受运营商服务；如果UE没有最近一次的RPLMN或本次选择的PLMN注册不成功，UE会根据USIM卡中关于PLMN的优先级信息，可以通过自动或手动的方式继续选择其他PLMN。

小区选择

UE开机或从盲区进入到覆盖区时需要进行小区选择；

当UE从连接态转移到空闲态，需要进行小区选择，选择一个合适的小区驻留。当UE从连接态转移到空闲态时：

• UE将会选择在连接态中的最后一个小区驻留，或者根据在RRC Connection Release信息中携带的频点选择Suitable Cell驻留。

• 如果UE在以上条件中没有选出小区，则采用Stored Information Cell Selection方式选择Suitable Cell驻留。

• 若没有找到Suitable Cell时，则发起Initial Cell Selection方式选择Suitable Cell驻留。

小区选择的两种方式

初始小区选择

该过程不要求UE知道小区的任何信息，UE会根据自身的能力在5G NR波段内扫描所有的RF信道以找到一Suitable Cell。在每一载频上，UE只需要搜索信号最强小区。一旦找到一个Suitable Cell，UE就会选定该小区。

基于存储信息的小区选择

该过程需要UE存储有载频及小区的相关参数信息，这些信息来自于UE以前接收到的测量控制信元或者先前检测到的小区。一旦UE找到一个Suitable Cell就会选定该小区。如果依靠先验信息没有找到一个Suitable Cell，那么UE会执行初始小区搜索过程。

小区选择准则

小区选择准则被称为S准则，只有满足S准则的小区才被认为是Suitable Cell，S准则定义为：Srxlev > 0 并且 Squal > 0。其中：

Srxlev = Qrxlevmeas – (Qrxlevmin + Qrxlevminoffset) – Pcompensation – Qoffsettemp

Squal = Qqualmeas – (Qqualmin + Qqualminoffset) – Qoffsettemp

小区重选频点优先级

在UE进行测量和小区重选时，E-UTRAN载频和RAT载频小区重选需要优先级信息。不同系统间的频点不能配置相同的重选优先级。

LTE系统配置的绝对优先级范围是[0,7]。LTE重选到NR还有一个重选子优先级，优先级范围[0,0.8]，与绝对优先级合在一起使用。

• 广播优先级：服务频点优先级在SIB3中广播。NR系统间频点优先级在SIB24中广播。

• 专用优先级：eNB根据SPID与小区重选优先级映射规则设定专用小区重选优先级，通过RRC CONNECTION RELEASE消息传递给UE。如果UE从RRC CONNECTION RELEASE消息接收到专用小区重选优先级，则忽略掉广播中的小区重选优先级。

小区重选过程—测量启动

4G和5G间的重选包括测量启动，重选评估。

测量启动：空闲态NR到LTE的重选和LTE到NR的重选的测量启动规则是一样的：

• 如果异系统频点的优先级高于当前服务载频的优先级，总是触发UE对高优先级载频测量。

• 如果异系统频点的优先级小于等于当前服务载频的优先级，则：

• 如果服务小区Srxlev > SnonintrasearchP 并且 Squal > SnonintrasearchQ，则UE可以不执行系统内异频或NR系统间载频的测量；

• 如果服务小区Srxlev <= SnonintrasearchP 或 Squal <= SnonintrasearchQ，或者服务小区未配置SnonintrasearchP和SnonintrasearchQ，则UE执行系统内异频或NR系统间载频的测量。

E-UTRAN向NR的小区重选—重选评估（高优先级）

如果参数#@EUtranReselection.threshSrvLowQSwitch@#打开，SIB3中配置有 threshServingHighQ，则重选到比当前服务载频优先级更高的NR载频上的小区，需要满足：

• 优先级更高的NR邻区满足在给定时间TreselectionRAT 内Squal > ThreshX, HighQ，且UE已经在当前小区至少驻留1秒钟。

如果SIB3中没有 threshServingHighQ，则需要满足：

• 高优先级NR邻区满足在给定时间TreselectionRAT内Srxlev > ThreshX, HighP，且UE已经在当前小区至少驻留1秒钟。

E-UTRAN向NR的小区重选—重选评估（低优先级）

如果参数#@EUtranReselection.threshSrvLowQSwitch@#打开，SIB3中配置有 threshServingLowQ，则重选到比当前服务载频优先级更低的NR载频上的小区，需要满足：

• 服务小区满足Squal < ThreshServing, LowQ，并且低优先级的NR邻区满足在给定时间TreselectionRAT 内Squal > ThreshX, LowQ，且UE已经在当前小区至少驻留1秒。

如果SIB3中没有 threshServingLowQ，则需要满足：

• 服务小区满足Srxlev < ThreshServing, LowP，并且低优先级NR邻区满足在给定时间TreselectionRAT内Srxlev > ThreshX, LowP，且UE已经在当前小区至少驻留1秒。

NR向E-UTRAN的小区重选—重选评估（高优先级）

如果SIB2带了threshServingLowQ（可选），要重选到比服务小区高的E-UTRAN频点需满足：

• 在时间间隔TreselectionRAT（通过参数ReselectionCtrl.tReselectionEUTRA配置）内，高优先级的E-UTRAN频点满足Squal > Threshx,HighQ；

• UE在服务小区驻留时间超过1s。

若系统消息中没有广播threshServingLowQ，要重选到比服务小区高的E-UTRAN频点需满足：

• 在时间间隔TreselectionRAT（通过参数ReselectionCtrl.tReselectionEUTRA配置）内高优先级的频点满足Srxlev>Threshx,HighP；

• UE在服务小区的驻留时间超过1s。

NR向E-UTRAN的小区重选—重选评估（低优先级）

如果SIB2带了threshServingLowQ（可选），要重选到比服务小区低的E-UTRAN频点需满足：

• 在时间间隔TreselectionRAT内，服务小区满足Squal < Threshserving,LowQ(即threshServingLowQ)，且低优先级SSB异频或者E-UTRAN频点满足Squal > ThreshX,LowQ；

• UE在服务小区的驻留时间超过1s。

若系统消息中没有广播threshServingLowQ，要重选到比服务小区低的E-UTRAN频点需满足：

• 在时间间隔TreselectionRAT（通过参数ReselectionCtrl.tReselectionEUTRA配置）内，服务小区满足Srxlev < ThreshServing,LowP，且低优先级E-UTRAN频点满足Srxlev > ThreshX,LowP；

• UE在服务小区的驻留时间超过1s。

E-UTRAN向NR重选相关参数（1）

E-UTRAN向NR重选相关参数（2）

NR向E-UTRAN重选相关参数

三、连接态移动性

1、连接态移动性

• E-UTRAN与NR间连接态移动性功能及过程，涉及两类业务：数据业务和语音业务。

• 对于数据业务，采用基于测量的切换和重定向方式，其中，重定向分为两类：盲重定向和基于测量的重定向。

• 对于语音业务，支持EPS Fallback功能，在NG-RAN暂未部署VoNR时，为了支持IMS业务需求，NG-RAN可以把IMS业务的UE通过 EPS Fallback(E-UTRAN connected to EPC System fallback)或者RAT Fallback(E-UTRA connected to 5GC)提供语音服务。

• 异系统切换可以用B2/B1事件，盲重定向用A2事件，测量重定向可以B2/B1事件。

2、LTE->NR切换

eNB到NG-RAN切换只能通过S1切换方式执行：

1. UE给eNB上报Measurement Report消息，eNB根据UE的测量报告判决出执行基于覆盖的LTE到NR的切换。

2. eNB发送Handover Required 消息给EPC

3. EPC根据收到的Handover Required 消息中的Target ID选择对应的5GC，然后发送Relocation Request消息给5GC。

4. 5GC根据收到的消息中的 EPS MM Context 映射出 5GS MM Context，映射成功后发送Handover Request消息给NG-RAN。

5. NG-RAN进行切换准备，准备成功后发送HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE 消息给5GC，用于切换的RRC消息包含在该消息的Target to Source Transparent Container IE中。

6. 5GC发送Relocation Response 消息给EPC。

7-8. EPC发送Handover Command 消息给eNB，eNB发送MobilityFromEutraCommand 消息通知UE切换到NG-RAN，UE在NG-RAN随机接入的无线参数包含在该消息中。

9-12.UE在NG-RAN发起随机接入流程，随机接入成功后发送RRCReconfigurationComplete消息给NG-RAN通知UE切换成功。NG-RAN发送HANDOVER NOTIFY 消息给5GC，通知UE切换成功。5GC通知EPC UE成功切换到NG-RAN。EPC给5GC发送Relocation Complete Ack消息给5GC。

13-14. EPC给eNB发送UE Context Release Command消息，eNodeB完成UE相关的资源释放。

3、LTE->NR重定向

包含基于测量的重定向和盲重定向流程：

1、收到空口测量报告(B1/B2/盲重定向A2)，基站决策发起重定向流程。

2-3、eNB发起UE上下文请求释放流程，MME回复响应。

4、eNB空口下发RRC Connection Release携带5G频点信息带给UE，UE在指定的5G频点信息搜索最强小区，然后发起EPS到5GS移动性注册流程。

5、eNB给MME回复上下文释放完成消息。

6-7、UE和5G小区同步，并在重选成功小区发起注册流程。

4、LTE->NR切换、重定向相关参数

5、NR->LTE切换

NG-RAN到eNB切换流程：

1、UE上报测量报告异系统B1/B2事件，基站源小区接收到后进行切换判决，判决出异系统切换。

2-7、gNB发送Handover Required 消息给5GC，并根据收到的消息中的Target ID选择对应的EPC，发送Relocation Request消息给EPC。EPC根据收到的消息中的 5GS MM Context 映射出 EPS MM Context，映射成功后发送Handover Request消息给eNB。eNB准备成功后发送HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE 消息给EPC，用于切换的RRC消息包含在该消息的Target to Source Transparent Container IE中。EPC发送Relocation Response 消息给5GC。5GC发送Handover Command 消息（Target to Source Transparent Container）给gNB执行切换。

8、gNB发送MobilityFromNRCommand消息通知UE切换到eNB，UE在eNB随机接入的无线参数包含在该消息中。

9、UE在eNB发起随机接入流程，随机接入成功后发送RRCConnectionReconfigurationComplete消息给eNB通知UE切换成功。

10、eNB收到UE发送的RRC Connection Reconfiguration Complete 消息后，发送HANDOVER NOTIFY 消息给EPC，通知UE切换成功。

11-12、EPC发送Relocation Complete Notification消息给5GC，通知5GC UE成功切换到eNB，5GC发送Relocation Complete Notification Ack消息给5GC。

13-14、5GC给源基站小区发送UE上下文释放命令消息，源基站小区回复UE上下文释放命令完成消息。

6、NR->LTE切换相关参数

7、NR->LTE重定向

NR到LTE的重定向流程说明如下：

1、收到空口测量报告(B1/B2/盲重定向A2)，基站决策发起重定向流程。

2-3、gNB空口下发RRC Connection Release携带4G频点信息带给UE，UE在指定的4G频点信息搜索最强小区,然后发起Attach或者TAU流程。

目标频点选择，按照如下顺序选择最高优先级频点：

1、过滤频点重定向优先级为0的频点。

2、先选择最高优先级的邻区对应的频点。若存在相同优先级时，随机选择目标频点。

8、NR->LTE重定向相关参数

8、EPS Fallback

• EPS FallBack功能提供当5G RAN不支持IMS Voice时，可以将UE切换或者重定向到支持IMS Voice的4G中以便继续完成语音呼叫的功能，以保证语音业务的连续性。EPS Fallback是基于业务需求到LTE，非覆盖原因。因此要求终端在LTE挂机后，可以Fast Return to NR，加速终端返回。

• 切换方式的EPS Fallback支持基于测量的切换方式和基于盲的切换方式。基于测量的方式通过对UE下发4G频点的异系统测量，待测量报告上报后，将UE切换到对应4G小区。基于盲的方式通过选择一个与5G小区同覆盖/包含关系的4G小区执行切换。

• 重定向方式的EPS Fallback支持基于测量的重定向方式和基于盲的重定向方式。基于测量的方式通过对UE下发测量配置，待测量报告上报后，将UE重定向到合适的4G频点小区。基于盲的方式直接选择合适的4G频点，并将UE重定向到该4G频点小区

9、基于切换方式的EPS Fallback

1、UE与AMF进行IMS信令交互，发起VONR业务。

2、AMF向gNB发送PduSessionModifyRequest，建立5QI为1的QosFlow

3、gNB不支持VONR，给AMF回复PduSessionModifyResponse，携带QosFlow建立失败原因：ims-voice-eps-fallback-or-rat-fallback-triggered

4、如果满足基于测量的切换条件，gNB通过RRCReconfiguration消息给UE下发异系统测量配置；如果满足基于盲切换条件则直接执行步骤7及后续流程

6、UE上报MeasurementReport消息，携带异系统测量结果。

7-8、gNB选择合适的4G邻区进行切换，向AMF发送Handover Required消息发起切换请求，AMF通过N26接口向MME发送Relocation Request。

9、MME向eNB发送Handover Request。

10、eNB完成切换准备后给MME回复Handover Request ACK。

11、MME向AMF回复Relocation Response。

12、AMF给gNB回复Handover Command。

13、gNB在空口给UE下发MobilityFromNRCommand，对UE进行重配。

14、UE收到重配消息后，在4G目标小区上进行同步，并回复RRCConnectionReconfigurationComplete。

10、基于重定向方式的EPS Fallback

1、UE与AMF进行IMS信令交互，发起VONR业务。

2、AMF向gNB发送PduSessionModifyRequest，建立5QI为1的QosFlow。

3、gNB不支持VONR，给AMF回复PduSessionModifyResponse，携带QosFlow建立失败的原因为：ims-voice-eps-fallback-or-rat-fallback-triggered。

4、如果满足基于测量的重定向条件，gNB通过RRCReconfiguration消息给UE下发异系统测量配置；如果满足基于盲的重定向条件则直接执行步骤7及后续流程。

5、UE生效测量配置并回复RRCReconfigurationComplete。

6、UE上报MeasurementReport消息，携带异系统测量结果。

7、gNB选择合适的4G频点进行重定向，并在RRCRelease消息中通知UE。

8、UE向gNB指定的4G频点发起UE接入，发送RRCConnectionRequest。

9、eNB回复RRCConnectionSetup，通知UE建立RRC连接。

10、UE回复RRCConnectionSetupComplete。

11、EPS Fallback相关参数

12、Fast Return to NR

Fast Return流程包括了EPS fallback的识别和返回方式。

EPS Fallback识别，当前协议暂不支持EPS Fallback信元指示，LTE对需要进行Fast Return的终端过滤条件为：

• 具有5G SA能力

• 进行VOLTE业务

EPS Fallback快速返回方式，包括测量重定向、盲重定向、切换方式，目前仅支持盲重定向方式的Fast Return。

• 4G侧需打开Fast Return功能开关。

• eNB根据EPS FallBack 结束快速返回优先级，选择频点优先级最高且非0的5G频点进行重定向，如果选择不到则驻留到4G小区。

13、Fast Return to NR 盲重定向

14、Fast Return to NR 相关参数