通过3W1H详解5G小区切换的相关原理

01小区切换简介

当你坐在高铁上，正沉浸在一波酣畅淋漓的团战时，即将推向敌方水晶，胜利近在咫尺。这时，画面突然一顿，“460”的数字刺眼的仿佛在嘲讽：“没信号还想赢团战？”

别急，这时切换技术闪亮登场，高喊“团战决不能输，我来保驾护航！”

其实，服务小区一直默默地关注着你的手机信号状态，当信号开始“掉链子”，服务小区立刻行动把手机迁移到信号更好的小区，确保你的游戏不断线，团战不掉队。可以说，切换技术就是团战背后的“最强辅助”！那么，切换到底是如何工作的呢？让我们一起来揭开它的神秘面纱吧！

02小区切换原理什么是切换（What）

小区切换的定义

对于RRC_CONNECTED态的UE，基站对UE的空口状态保持监控，判断是否需要变更服务小区。这个过程称之为连接态移动性管理，通常简称为切换。切换的本质是指UE从一个基站的服务区域迁移到另一个基站的服务区域的过程，旨在保证通信的连续性。

切换有别于重定向和小区重选。切换过程中先和目标小区建立连接，再释放源小区。重定向是不满足切换条件时，UE在RRC_CONNECTED态下，通过RRC release消息携带目标小区信息，先释放源小区，再接入目标小区。前两者由基站发起，而小区重选由UE自主决策，UE在RRC_IDLE态和RRC_INACTIVE态下通过监测当前小区和邻区，选择一个最好的小区，过程中不需要网络的参与。

小区切换的类型

NR和LTE小区连接的拓扑关系如下图所示，根据拓扑关系，小区之间的切换主要分为站间切换和站内切换。

根据小区的制式，又可以分为系统内切换和异系统切换。

以NR的站间切换为例，根据切换时使用的不同逻辑端口以及链路，又可分为Xn切换和NG切换。

小区切换时必须保证两个小区基站之间的链路是通的，以保证切换信令的正常传输。

为什么要切换（Why）

基于覆盖的切换

当用户设备移动到当前服务小区的边缘，离开当前小区信号的有效覆盖区域，进入信号较弱或者无信号的区域时，需要切换到信号更好的小区以保证用户通信业务的连续性。在高速移动场景中，如高速公路和高铁等，用户快速穿过不同基站的覆盖范围，切换需求尤为明显。

基于负荷的切换

在人流量密度特别高的区域内，某个小区用户过多，网络负载过高时，为保证用户通信业务的质量，将部分用户切换到负载较轻的相邻小区，可以优化网络资源的分配，提升整体网络性能与用户体验。在高密度小区以及地铁站等场景中，切换技术使得网络资源可以动态分配给不同区域的用户，避免高负载基站接入用户过多，实现资源的优化分配。

基于业务的切换

根据用户设备所运行的具体业务类型、服务质量需求（Qos）、优先级和网络资源的实际情况，动态决定切换目标，能满足不同业务对网络的差异化需求，进一步提升用户体验。将在线游戏、车联网和实时直播等对时延要求高的用户切换到可以提供稳定连接的小区，智能适配用户业务需求，提高网络利用率。

什么时候切换（When）

用户位置变化触发的切换

用户在移动过程中，当用户终端检测到当前服务小区的信号质量（RSRP/RSRQ/SINR等）下降到预设门限以下时，会切换到附近的邻区。

网络负载触发的切换

当某个小区的网络负载（用户数/PRB/流量等）超过预设门限时，会将部分用户切换到负载较轻的小区。

用户业务触发的切换

当前服务小区不能满足用户的大流量或低时延等业务时，会从当前小区切换到能保障用户业务的小区。

怎么进行切换（How）

通用切换流程如下：

测量控制下发

基站将用于切换的测量配置下发给UE，测量配置信息主要包括测量任务的测量对象、报告配置和其它配置。

测量报告上报

UE根据收到的测量控制消息执行测量，UE测量并判定达到事件触发条件后，上报测量报告给基站。

目标小区判决

基站对目标小区或目标频点进行选择，主要参考切换模式、测量报告以及切换策略等信息对候选小区进行评估决策。

切换执行

在目标小区判决后，基站将按照选择的切换策略执行切换，对过滤后的目标小区列表中质量最好的小区发起切换请求。

判断切换是否成功

切换执行成功则结束切换。

针对向目标小区发起切换但是切换失败的场景，为了减少无效的切换重试，增加切换失败惩罚机制。根据切换执行不同阶段导致的失败，切换失败惩罚分为: 切换准备失败的惩罚和切换执行失败的惩罚。在惩罚定时器内UE禁止向该目标小区进行切换。

切换通常由测量事件进行触发，常见的测量事件如下：

03总结

文档君这次通过3W1H为大家介绍了5G小区切换的相关原理，小区切换能提升用户在移动过程以及静态场景中的网络体验。希望通过本文的介绍，让各位读者对小区切换有个整体的了解。