给忙碌者的5G基础知识课（十）——NSA下手机是怎么工作的？

yuhuancuc

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前面两篇文章给忙碌者的5G基础知识课（八）——NSA or SA？这是一个值得思考的问题与给忙碌者的5G基础知识课（九）——NSA与SA究竟差在哪儿基本已经说明白了（我觉得我应该说明白了。。）为什么会有NSA这种混血5G网络的存在，NSA是怎么工作的，NSA与SA的比较。

今天，让我们一起来看一次完整的NSA网络下的5G手机工作流程，为了便于大家理解，假设我们今天故事的主角叫做李狗蛋，是一名苦逼的移动通信工程师。

在讲述李狗蛋的故事前，为了能让即使对于移动通信技术不是那么了解的同学，也能看懂后面的描述，先简单介绍几个概念。

一、移动通信基础概念介绍

1、小区

不管是1234还是5G，我们的移动通信都是基于蜂窝网络的。所谓蜂窝网络，就是假设每个基站发出的无线电波覆盖的范围是一个正六边形，理想情况下每个移动基站的正六边形，可以像蜂窝一样无缝拼接在一起，实现互不干扰的百分百的覆盖（想得美）。

之前反复提到过，基站要想发出无线电信号，最终是要靠天线发射出去的，一般来说，每个基站会配置3个天线分别覆盖3个方向，而这3个天线至少每个独立发射出去1个小区（逻辑上的概念），3个小区才组成一个基站的覆盖六边形。

所以说小区才是为手机用户服务的基本单元，同一个基站下的不同小区、不同基站间的不同小区，都是独立工作、独享运营商所使用频段的全部带宽。

而每个小区实际覆盖的范围，受限于天线的能力，都是很不规则的，类似下图这样婶儿的奇形怪状，3个天线发射出去的3个小区根本不可能组成一个完美的六边形。

再加上现实环境各种高楼大厦、大树啥的遮挡，每个天线发射出去的小区经常就被挡住了。

所以所谓的蜂窝网络也仅仅是理想的状态，实际上小区之间各种干扰、各种覆盖不到，非常常见。

2、RSRP（参考信号接收功率）

这个概念如果不是搞移动通信技术或者网络优化的，很难理解，讲起来也很费劲。简单来说，RSRP就是代表信号强度，RSRP越高你手机上的信号越满格，反之则是信号格数越低，OVER。

3、切换

对于普通居民来说，可能很难分清楚WIFI和4G有啥区别，因为连上了都能上网。

但是你想想，假设你家有个WIFI，你和你对门邻居老王关系特别铁，他经常来你家串门，他家也有个WIFI，且他的手机记录了他家和你家WIFI的密码。

想想，他从自己家去你家溜达，手机连接的WIFI是怎么变化的？是不是一出门WIFI信号逐渐变弱，直到断了，上不了网了，进了你家家门，手机又自动连接上了你家的WIFI？

这是因为WIFI不是一种移动通信技术，路由器与路由器间没法交互信息，做到无缝衔接。而移动通信之所以被叫做移动通信，是因为它是可以移动的通信。

而能做到移动着通信的原因，就是因为小区之间可以切换。做个比较形象的比喻，小区间的切换就像是接力赛跑中，运动员之间传递接力棒，接力棒就像是手机，运动员就像是小区，对于接力棒来说，自己就算是移动，也不会掉在地上的，因为一直被运动员传递。

而用户手机从一个小区的覆盖范围移动到另一个小区的覆盖范围时（最简单的判断覆盖范围已经变化的方法是：手机测量到的其他小区RSRP大于自己所占用的小区的RSRP，相当于有更优的小区，这种切换事件叫做A3事件），小区之间通过控制信令做好配合（相当于两个运动员沟通好什么时候递棒、什么时候接棒），顺利把用户的手机从一个小区的服务几乎无缝的传递给另一个小区。

所以你使用4G手机上网时，就算在车上也感觉不到业务的中断。

二、李狗蛋的5G网络之旅

话说故事的主角李狗蛋，省吃俭用买了一部支持支持NSA的5G手机。李狗蛋迫不及待的要跟自己的女朋友王二丫嘚瑟一下，于是赶忙开机。

在打开手机的同时，李狗蛋的NSA手机首先连接上了某运营商的4G小区，但是非常不巧的是，李狗蛋手机占上的4G小区，刚好不是锚点小区（不懂什么是锚点的看前面两篇文章）。这是因为现实网络中，每家运营商都有很多4G频段可以使用，而能作为锚点的频段，目前只有两个（一个叫F频段，一个叫FDD1800频段）。

而现实网络中的4G小区，很多都不是锚点频段的小区，是不能作为锚点帮助用户接入5G网络的。但是，这可难不倒咱们通信工程师，在NSA网络中，有一种切换功能叫做定向切换，只要识别出你是5G用户，就可以把你从非锚点小区定向切换到信号强度最好的一个锚点小区，就算这个锚点小区的RSRP小于当前的服务小区（使用一种叫做A4的切换事件）。

在切换到锚点4G小区后，由于李狗蛋还没打开微信，手机并没有向互联网发送数据或者接收数据，这时的状态叫做空闲态，手机并没有连接上5G网络。

但由于4G锚点小区在与5G手机交互信息时，告知了手机“我不是一般的小区，我是一个贼牛X的锚点小区，我可是带着一个5G小区作为小弟的哦”，于是手机在此时，虽然没有做业务，但是是可以显示5G logo的。

看到自己的5G手机已经显示了5G的logo，李狗蛋迫不及待的打开了微信，这时刚好李王二丫向李狗蛋发来了一条微信，内容是“我们分手吧”。此时，手机转为了连接态。

但是，此时手机一定能连接上5G小区使用5G网络吗？这可不一定。

虽然李狗蛋占用了一个4G锚点小区，但由于5G的频段是高于4G的，因此5G小区的覆盖范围一般来说是小于4G锚点小区的。假如李狗蛋所处的位置刚好是4G小区覆盖还挺好，5G小区覆盖范围已经达不到的区域，那么李狗蛋还是用不了5G网络。

而如果李狗蛋刚好处于5G网络的覆盖范围内，这时，4G锚点则进行辅小区添加过程。这里所谓的主小区是指锚点4G小区，而辅小区则指5G小区。

辅小区添加使用的是一种B1的切换事件，B1的判定规则是：只要5G小区的RSRP大于一定门限值，则认为其覆盖还成，可以为用户服务。

于是，4G锚点小区从李狗蛋的手机接收到含有5G小区RSRP的测量报告（MR，Measurement Report），判定符合B1事件，于是乎把5G小区拉进来一起为李狗蛋的手机提供服务，也就是NSA网络下的双连接，在目前的NSA 3x网络架构下（上篇文章写了），此时4G锚点小区负责接收核心网的控制信令，向5G手机与5G小区转发，而5G小区，则负责将从核心网接收来的数据向4G小区进行分流，45G小区同时给5G手机传输数据。

就这样，流着泪，李狗蛋正式使用上了5G网络服务。

想知道李狗蛋与王二丫后面的故事吗？下期再说。