Τερματικό 5G (NR) (UE) Κατάσταση RRC_INACTIVE (1)

I. Η κατάσταση RRC_INACTIVEείναι μια θεμελιώδης αρχιτεκτονική καινοτομία στο 5G (NR), σχεδιασμένη για την αντιμετώπιση των κρίσιμων ζητημάτων καθυστέρησης και σηματοδοσίας που ταλαιπωρούσαν τα δίκτυα LTE. Στο 4G (LTE), οι συχνές μεταβάσεις μεταξύ των καταστάσεων RRC_IDLE και RRC_CONNECTED του τερματικού (UE) προκαλούσαν τεράστιο φόρτο σηματοδοσίας δικτύου και εισήγαγαν ποινές καθυστέρησης κατά την ανάκτηση υπηρεσιών, κάτι που είναι ιδιαίτερα προβληματικό για τα σύγχρονα μοτίβα χρήσης smartphone που χαρακτηρίζονται από συχνές μικρές μεταδόσεις δεδομένων. Η κατάσταση RRC_INACTIVE γεφυρώνει το χάσμα μεταξύ πλήρως συνδεδεμένων και πλήρως αποσυνδεδεμένων καταστάσεων, επιτρέποντας γρήγορη ανάκτηση υπηρεσιών, διατηρώντας παράλληλα την ενεργειακή απόδοση και μειώνοντας τη σηματοδοσία του βασικού δικτύου.

II. Η ανάγκη για RRC_INACTIVEπροκύπτει από τους περιορισμούς του 4G (LTE) και τις απαιτήσεις του 5G: Στα δίκτυα 4G (LTE), η παρατεταμένη αδράνεια του χρήστη ενεργοποιεί μια μετάβαση στην κατάστασηRRC_IDLE για εξοικονόμηση ενέργειας. Ωστόσο, η επαναφορά στην κατάσταση RRC_CONNECTED απαιτεί την εκ νέου δημιουργία της σύνδεσης RRC, η οποία περιλαμβάνει μεγάλη ποσότητα αλληλεπίδρασης σηματοδοσίας RRC και εισάγει σημαντική καθυστέρηση. Στις σύγχρονες εφαρμογές για κινητά, τα τερματικά δημιουργούν συχνά ριπές μικρών πακέτων δεδομένων (όπως ενημερώσεις μέσων κοινωνικής δικτύωσης, άμεσα μηνύματα και δεδομένα αισθητήρων IoT), οδηγώντας σε επανειλημμένες μεταβάσεις κατάστασης "IDLE-CONNECTED-IDLE", επιβαρύνοντας τόσο τη ραδιοφωνική διεπαφή όσο και το βασικό δίκτυο.

III. Τα πλεονεκτήματα του RRC_INACTIVEείναι τριπλά:

• Μειωμένη επιβάρυνση σηματοδοσίας: Τόσο το UE όσο και το gNB αποθηκεύουν το περιβάλλον πρόσβασης (AS) του UE, επομένως δεν απαιτείται μια πλήρης διαδικασία επαναδημιουργίας RRC κατά την ανάκτηση υπηρεσιών.
• Μειωμένη καθυστέρηση μετάβασης: Η μετάβαση κατάστασης από INACTIVE σε CONNECTED είναι πολύ ταχύτερη από ό,τι από IDLE σε CONNECTED, επειδή η διαμόρφωση του ραδιοφορέα διατηρείται.
• Διατηρημένη συνδεσιμότητα βασικού δικτύου: Το UE παραμένει στην κατάσταση CM-CONNECTED σε σχέση με το βασικό δίκτυο 5G (5GC), που σημαίνει ότι η σύνδεση του UE στη διεπαφή NG μεταξύ του gNB και του AMF παραμένει ενεργή.

IV. Αρχιτεκτονική κατάστασης RRC: Ένα τερματικό 5G (NR) (UE) μπορεί να βρίσκεται σε τρεις διαφορετικές καταστάσεις RRC:

• RRC_IDLE: Η σύνδεση RRC δεν υπάρχει. το UE εκτελεί επιλογή/επαναεπιλογή κελιού και ακούει για σελιδοποίηση. Τόσο το UE όσο και το περιβάλλον AS του δικτύου έχουν απελευθερωθεί.
• RRC_INACTIVE: Η σύνδεση RRC έχει ανασταλεί και το περιβάλλον AS διατηρείται. το UE παρακολουθεί τη σελιδοποίηση εντός της διαμορφωμένης περιοχής ειδοποίησης RAN (RNA) και η συμπεριφορά του είναι παρόμοια με την κατάσταση IDLE για εξοικονόμηση ενέργειας.
• RRC_CONNECTED: Η σύνδεση RRC είναι ενεργή και έχουν εκχωρηθεί αποκλειστικοί πόροι. το UE ανταλλάσσει δεδομένα επιπέδου χρήστη και επιπέδου ελέγχου.

V. Διαχείριση σύνδεσης τερματικού (UE): Στο σύστημα 5G, η διαχείριση σύνδεσης τερματικού (UE) στο NAS (Non-Access Stratum) αλληλεπιδρά με το RRC σε δύο καταστάσεις. αυτές είναι:

• CM-IDLE: Αντιστοιχεί στην κατάσταση RRC_IDLE. δεν υπάρχει σύνδεση NG μεταξύ του gNB και του AMF;
• CM-CONNECTED: Αντιστοιχεί στις καταστάσεις RRC_CONNECTED και RRC_INACTIVE. η σύνδεση σηματοδοσίας NG μεταξύ του gNB και του AMF παραμένει ενεργή.