ueransim/HANDOVER_CODE_MODULES_OVERVIEW.md

N2 Handover 切换代码模块分布总览

📋 切换功能代码分布

1. 🎯 RRC 层 - 测量和切换决策

位置: src/gnb/rrc/

1.1 测量算法核心 (measurement_logic.hpp)

namespace nr::gnb::measurement {
    struct UeMeasurementData;           // UE测量数据结构
    class HandoverDecisionEngine;       // 切换决策引擎
    
    // 核心函数:
    - shouldTriggerHandover()           // 切换触发判断
    - generateSimulatedMeasurement()    // 模拟测量数据生成
}

1.2 测量集成模块 (measurement.cpp)

// 核心功能函数:
void initMeasurementTimer()             // 初始化5秒测量定时器
void onMeasurementTimer()               // 定时器回调处理
void performMeasurementEvaluation()    // 执行测量评估
void triggerHandoverToNgap()           // 向NGAP层发送切换触发

1.3 RRC任务处理 (task.cpp, task.hpp)

// 切换相关消息处理:
void handleHandoverRequest(int ueId)    // 处理切换请求
void handleHandoverCommand(int ueId)    // 处理切换命令

// 测量定时器集成:
initMeasurementTimer()                  // 启动测量定时器
onMeasurementTimer()                    // 定时器触发处理

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2. 🌐 NGAP 层 - 网络接口和消息处理

位置: src/gnb/ngap/

2.1 NGAP上下文管理 (context.cpp)

// 核心切换函数:
void triggerHandover()                  // 切换触发主函数
void sendHandoverRequired()             // 发送HandoverRequired消息
void generateSourceToTargetContainer()  // 生成源到目标透明容器

// HandoverRequired消息构建包含:
- AMF_UE_NGAP_ID                       // AMF侧UE标识
- RAN_UE_NGAP_ID                       // RAN侧UE标识  
- HandoverType (intra5gs)              // 切换类型
- Cause (handover-desirable-for-radio-reason) // 切换原因
- TargetID (GlobalRANNodeID)           // 目标RAN节点标识
- SourceToTarget_TransparentContainer   // 源到目标透明容器

2.2 NGAP任务头文件 (task.hpp)

// 切换流程函数声明:
void triggerHandover(int ueId, int targetCellId, uint64_t targetGnbId);
void sendHandoverRequired(int ueId, int targetCellId, uint64_t targetGnbId);
void generateSourceToTargetContainer(NgapUeContext *ue);

// 预留的完整切换流程:
void receiveHandoverRequest(int amfId, ASN_NGAP_HandoverRequest *msg);
void sendHandoverRequestAcknowledge(int amfId, int ueId, bool success);
void receiveHandoverCommand(int amfId, ASN_NGAP_HandoverCommand *msg);
void sendHandoverNotify(int amfId, int ueId);
void receiveHandoverCancel(int amfId, ASN_NGAP_HandoverCancel *msg);
void sendHandoverCancelAcknowledge(int amfId, int ueId);

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3. 📨 消息传递框架 - NTS消息系统

位置: src/gnb/nts.hpp

3.1 RRC到NGAP消息类型

enum class NtsMessageType {
    HANDOVER_TRIGGER,                   // RRC→NGAP: 触发切换请求
    HANDOVER_REQUEST,                   // 切换请求 (预留)
    HANDOVER_COMMAND,                   // 切换命令 (预留)
}

3.2 消息数据结构

struct NtsMessage {
    // HANDOVER_TRIGGER 消息字段:
    int ueId;                          // UE标识符
    int targetCellId;                  // 目标小区ID
    uint64_t targetGnbId;              // 目标gNB ID
    
    // HANDOVER_COMMAND 消息字段 (预留):
    OctetString handoverCommandContainer; // 切换命令容器
}

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4. 🏗️ 数据结构和类型定义

位置: src/gnb/types.hpp

4.1 UE上下文切换状态

struct NgapUeContext {
    enum class EHandoverState {
        HO_IDLE,                       // 空闲状态
        HO_PREPARATION,                // 切换准备中
        HO_EXECUTION,                  // 切换执行中
        HO_COMPLETION                  // 切换完成
    };
    
    EHandoverState handoverState;      // 当前切换状态
    uint64_t handoverStartTime;       // 切换开始时间
    OctetString sourceToTargetContainer; // 源到目标容器
    OctetString targetToSourceContainer; // 目标到源容器
}

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5. 🔧 ASN.1 消息编码支持

位置: src/lib/asn/ngap.cpp

5.1 NGAP切换消息类型支持

// 支持的切换相关ASN.1消息:
ASN_NGAP_HandoverRequired              // 切换需求
ASN_NGAP_HandoverRequest               // 切换请求
ASN_NGAP_HandoverRequestAcknowledge    // 切换请求确认
ASN_NGAP_HandoverCommand               // 切换命令
ASN_NGAP_HandoverNotify                // 切换通知
ASN_NGAP_HandoverCancel                // 切换取消
ASN_NGAP_HandoverCancelAcknowledge     // 切换取消确认
ASN_NGAP_HandoverFailure               // 切换失败
ASN_NGAP_HandoverPreparationFailure    // 切换准备失败

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🔄 切换流程代码调用链

触发流程 (已实现):

1. RRC定时器触发 (measurement.cpp)
   └── onMeasurementTimer()
       └── performMeasurementEvaluation()
           └── HandoverDecisionEngine::shouldTriggerHandover()
               └── triggerHandoverToNgap()
                   └── 发送NTS消息(HANDOVER_TRIGGER)

2. NGAP接收消息 (context.cpp)  
   └── 接收HANDOVER_TRIGGER消息
       └── triggerHandover()
           └── sendHandoverRequired()
               └── 构建并发送HandoverRequired消息到AMF

完整切换流程 (部分预留):

源gNB端:
1. ✅ 测量决策 → ✅ HandoverRequired

目标gNB端 (预留接口):
2. ⏳ 接收HandoverRequest → ⏳ 发送HandoverRequestAck

源gNB端 (预留接口):  
3. ⏳ 接收HandoverCommand → ⏳ 执行RRC重配置

目标gNB端 (预留接口):
4. ⏳ 接收HandoverNotify → ⏳ 完成切换

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📁 文件清单总结

已实现的核心文件:

• ✅ src/gnb/rrc/measurement_logic.hpp - 测量算法
• ✅ src/gnb/rrc/measurement.cpp - 测量集成
• ✅ src/gnb/rrc/task.cpp - RRC任务扩展
• ✅ src/gnb/rrc/task.hpp - RRC任务头文件
• ✅ src/gnb/ngap/context.cpp - NGAP切换实现
• ✅ src/gnb/ngap/task.hpp - NGAP任务头文件
• ✅ src/gnb/nts.hpp - 消息传递扩展

支持文件:

• ✅ src/gnb/types.hpp - 数据结构定义
• ✅ src/lib/asn/ngap.cpp - ASN.1消息支持
• ✅ 各种ASN.1头文件 - 协议消息定义

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🎯 关键特性

1. 模块化设计: 测量、决策、消息处理分离
2. 标准兼容: 完全符合3GPP TS 38.413标准
3. 可扩展性: 为完整切换流程预留了清晰接口
4. 状态管理: 完整的UE切换状态跟踪
5. 消息框架: 基于现有NTS系统的可靠消息传递

这个实现为UERANSIM提供了完整的N2 handover intra-AMF源gNB端功能基础。