LTE小区选择重选与TAU过程.docx
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LTE小区选择重选与TAU过程
1文档介绍...1-1
文档范围..1-1
目标读者..1-1
修订记录..1-1
2概述...2-1
空闲态管理综述..2-1
相关概念..2-2
PLMN.2-2
接入类..2-3
服务种类..2-3
3空闲态管理...3-1
PLMN选择..3-1
自动PLMN选择..3-1
手动PLMN选择..3-2
漫游..3-2
小区选择与重选..3-2
小区搜索..3-3
小区选择..3-3
邻区优先级..3-5
黑名单小区..3-6
邻区测量..3-6
同频/同优先级的小区重选..3-7
不同优先级异频/异系统的小区重选..3-7
重定向..3-8
基于负载的重定向..3-8
基于S1故障的重定向..3-9
切换原因触发的重定向..3-9
快速重定向..3-10
跟踪区注册..3-10
跟踪区更新..3-10
附着/分离..3-10
小区保留与接入控制..3-10
小区保留与禁止..3-11
接入控制..3-11
系统消息广播..3-11
系统消息块内容..3-12
系统消息调度周期..3-13
系统消息更新..3-13
寻呼..3-14
寻呼的触发..3-14
空口寻呼机制..3-14
寻呼处理过程..3-15
4相关特性...4-1
依赖特性..4-1
连接管理..4-1
ETWS.4-1
互斥特性..4-1
影响特性..4-1
CSFB.4-1
负载平衡..4-1
RANSharing.4-1
5对网络的影响...5-1
6工程应用...6-1
特性开通建议..6-1
重选..6-1
重定向..6-1
部署前信息搜集..6-1
特性部署..6-1
部署要求..6-1
数据准备..6-1
激活/初始配置..6-5
开通观测..6-10
特性调整..6-12
特性去激活..6-13
7参数...7-1
8性能指标...8-1
9术语和缩略语...9-1
10参考文档...10-1
1 文档介绍
文档范围
在E-UTRAN的系统中，根据RRC（RadioResourceControl）的连接状态，分为连接态和空闲态两大类。
当UE开机，但没有与无线网络建立连接时，称为UE处于空闲态。
本文档主要从提供小区驻留、小区选择、小区重选、系统消息广播与寻呼等方面描述空闲态管理，并给出相关的工程应用方面的参考内容。
目标读者
本文档的目标读者如下：
需要了解空闲态管理的人员
维护华为产品的人员
修订记录
本章节提供不同文档版本之间的变更信息，包括如下两个类别的变更：
特性变更：
空闲态管理在特定产品版本中的变更。
编辑变更：
修改措词或对前版本描述信息的优化。
文档版本
本文档版本信息如下：
01（2012-05-10）
DraftA（2012-03-15）
01（2012-05-10）
与DraftA（2012-03-15）相比，01（2012-05-10）变更内容如下表所示。
变更类别
变更描述
参数变更
特性变更
无
无。
编辑变更
语言优化了2 概述和3 空闲态管理。
无。
eRANSharing修改成了RANSharing。
DraftA（2012-03-15）
与DraftA（2011-12-24）相比，DraftA（2012-03-15）版本的变更如下表所示。
变更类别
变更描述
参数变更
特性变更
增加了黑名单小区的功能，详细信息请参见“黑名单小区”。
增加参数：
PhyCellIdRange
增加在Ransharing场景下，UTRAN和GERAN频点的专用优先级可以按照运营商设置。
详细请参见“邻区优先级”。
无。
编辑变更
修改“重定向”。
增加参数：
RedirectSwitch
HoModeSwitch
RimSwitch
InterRatHighestPri
BlindHoPriority
增加：
“4 相关特性”、“5 对网络的影响”。
无。
2 概述
空闲态管理综述
当UE开机，但没有与无线网络建立RRC连接时，称为UE处于空闲态。
空闲态管理是eNodeB通过系统广播消息下发相关配置信息，UE据此选择一个合适小区驻留并接受服务，提高UE接入的成功率和服务质量，保证UE驻留在一个信号质量更好的小区。
本文档主要从以下方面描述空闲态管理：
PLMN选择
UE进行PLMN（PublicLandMobileNetwork）选择，并在所选择的PLMN注册。
小区选择
UE在所选择PLMN中选择一个小区驻留，以便监听系统消息和寻呼消息，接受服务。
小区重选
UE在选择小区驻留后，将根据小区重选规则选择一个更好的小区驻留，以保证正确接收系统消息和成功发起业务。
跟踪区注册
UE通过跟踪区注册向EPC（EvolvedPacketCorenetwork）注册自己的位置，以使EPC能在此TA（TrackingArea）内寻呼UE，告知UE发起业务。
小区保留与接入控制
小区保留与接入控制是运营商进行网络控制的两个机制。
通过小区保留，可以把某些特定小区设置成只为运营商服务。
通过接入控制，对UE进行分类管理，决定这些UE是否可以发起呼叫。
系统消息广播和寻呼
小区选择和小区重选等相关信息通过系统消息在BCCH上向UE广播。
寻呼信息会告知小区内所有的UE系统消息是否变化以及传递寻呼UE的信息。
UE在空闲态下的主要活动PLMN选择，小区选择，小区重选和跟踪区注册四个过程关系如图2-1所示。
图2-1PLMN选择，小区选择，小区重选和跟踪区注册四个过程关系图
相关概念
PLMN
PLMN标识由MCC（MobileCountryCode）和MNC（MobileNetworkCode）组成。
等同PLMN列表
EPLMN（EquivalentPLMN）列表，EPLMN就是可以向UE提供和本网相同服务的PLMN，当UE发生PLMN选择时，优先从这个列表中选择PLMN。
EPC下发给UE，由UE保存。
HomePLMN
UE开户的PLMN，UE的HPLMN（HomePLMN）只有一个。
VisitedPLMN
UE当前所在的PLMN。
VPLMN（VisitedPLMN）可以与HPLMN相同。
EHPLMN
等价归属公共陆地移动网。
在等价HPLMN列表中给出的PLMN，等价HPLMN列表存储在USIM卡中。
UE使用此列表中的PLMN替换从IMSI中提取的HPLMN用于PLMN选择过程。
RPLMN
已注册PLMN。
接入类
接入类是空口传输中允许UE接入的分类，有接入类0~15。
接入类0~9，11~15的相关信息存储在USIM（UniversalSubscriberIdentityModule）卡中，接入类10通过空中接口信号通知UE。
接入类0~9为普通接入类，每个UE随机分配一个普通接入类。
接入类0~9可在HPLMN，EPLMN与VPLMN接受服务。
接入类11~15为特殊接入类，属于特定的高优先级用户，每个UE也可能分配到一个或多个特殊接入类。
特殊接入类具体对应的用户如下所述：
在没有EHPLMN列表的情况下，接入类11和接入类15仅在HPLMN接受服务。
− 接入类11——运营商使用
− 接入类15——运营商管理使用
接入类12~14仅在本国内的HPLMN与VPLMN接受服务。
− 接入类12——安全业务
− 接入类13——公用事业业务
− 接入类14——紧急业务
接入类10用于指示接入类0~9或者没有IMSI的UE是否可以发起紧急呼叫。
当接入类10与接入类11~15同时禁止接入时，接入类11~15的UE不允许发起紧急呼叫。
服务种类
当UE处于空闲态时，可以接受的服务分为以下三种：
Limitedservice
Limitedservice就是UE驻留在acceptablecell下只能进行紧急呼叫业务。
不是禁止小区且满足小区选择规则的小区称为acceptablecell。
当小区所属的TA属于禁止漫游的区域，或者小区不属于已注册的PLMN，则UE将驻留在acceptablecell接受limitedservice。
小区选择规则详细内容请参见“小区选择”。
Normalservice
Normalservice就是UE驻留在suitablecell下接受的服务，suitablecell允许UE正常发起业务。
以下条件都满足的小区称为suitablecell。
− 小区属于以下某个PLMN：
UE所选择的PLMN、UE已注册的PLMN、等同PLMN列表中的某个PLMN。
− 小区属于至少一个TA，TA应属于第一点中所提到的PLMN，且不在“禁止漫游的TA”的列表中。
详细请参见3GPPTS。
− 小区不是禁止小区。
− 满足小区选择规则。
Operatorservice
Operatorservice就是UE驻留在reservedcell下接受的服务，reservedcell只为运营商服务。
接入类为11或15且运行在HPLMN（HomePLMN）或EHPLMN（EquivalentHPLMN）的UE，在小区选择与重选的过程中，将把reservedcell作为候选小区；其他情况下的UE在小区选择与重选的过程中，将把reservedcell作为禁止小区。
禁止小区不允许UE驻留，可通过参数CellBarred设定小区是否为禁止小区，该参数通过SIB1下发。
Reservedcell由运营商决定，可通过参数CellReservedForOp设定小区是否为保留小区。
3 空闲态管理
UE处于空闲态时，为了保证接入成功率和缩短接入时间，UE将根据测量小区的信号质量和系统消息的参数来进行小区选择。
UE在选择的小区驻留后，将根据小区重选规则选择一个更好的小区驻留，以保证正确接收系统消息和成功发起业务。
PLMN选择
UE进行PLMN选择的大体流程如图3-1所示。
当UE开机或者从无覆盖的区域进入覆盖区域，首先选择最近一次已注册过的PLMN（RegisteredPLMN）并尝试在这个RPLMN注册。
如果注册最近一次的RPLMN成功，则将PLMN信息显示出来，开始接受运营商服务；如果没有最近一次的RPLMN或最近一次的RPLMN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它PLMN。
图3-1PLMN选择流程图
自动PLMN选择
当UE尝试注册最近一次的RPLMN失败后，若采用自动模式，UE将根据以下优先级顺序自动选择PLMN：
1. HPLMN和EHPLMN。
2. 在USIM文件“UserControlledPLMNSelectorwithAccessTechnology”中的PLMN，这些PLMN在USIM中是按照UE支持RATs（RadioAccessTechnology）的优先级排列的。
3. 在USIM文件“OperatorControlledPLMNSelectorwithAccessTechnology”中的PLMN，这些PLMN在USIM中是按照UE支持RATs的优先级排列。
4. 信号质量高的PLMN，这些PLMN的排列是随机的。
一个PLMN的小区的RSRP（ReferenceSignalReceivedPower）值如果大于等于-110dBm，则这个PLMN被认为是信号质量高的。
5. 其他的PLMN，这些PLMN以信号质量从高到低的顺序排列。
当按照以上顺序选择PLMN时，选择到的PLMN有一个suitablecell时，UE将会在该PLMN上注册。
如果注册成功，则UE在该suitablecell驻留；如果不成功，则尝试下一个PLMN。
如果所有的PLMN都没有注册成功，则UE进入limitedservice状态。
如果没有搜索到PLMN，则UE不能接受任何服务。
手动PLMN选择
当UE尝试注册最近一次的RPLMN失败后，若采用手动选择PLMN时，UE会将PLMN的清单显示给用户。
PLMN清单的显示顺序与UE自动选择PLMN的顺序一致。
手动选择PLMN时，对于禁止的PLMN，UE也会尝试选择。
如果UE在选定的PLMN上面注册成功，对于UE来说，该PLMN不再是禁止PLMN。
哪些PLMN是禁止的由核心网决定。
漫游
漫游是UE在不同于HPLMN的VPLMN接受服务，例如从其它国家的PLMN（国际漫游区域）获得服务。
通过漫游，当UE移出HPLMN覆盖区域时，可以根据USIM卡里存储的关于PLMN的信息，选择其他的PLMN接受服务。
UE是否可以通过漫游获得服务，由运营商决定。
当UE通过漫游，注册到一个VPLMN（VisitedPLMN）后，会周期的搜索HPLMN，尝试重新回到HPLMN。
周期搜索HPLMN的时间长度由运营商控制，存储在USIM卡中。
小区选择与重选
本章节描述基本特性TDLBFD-00201803CellSelectionandRe-selection。
当UE选择了一个PLMN之后，就会在该PLMN中选择一个小区驻留。
UE在该小区驻留后，通过监听系统消息，根据邻区测量规则和小区重选规则，对当前小区以及邻区进行测量，选择一个信号质量更好的小区进行驻留。
在选择小区驻留时，UE首先进行小区搜索，搜索到小区后，UE将进行小区选择与重选，小区选择与重选的相关参数通过系统消息与RRCConnectionRelease消息下发。
小区选择与小区重选流程如图3-2所示，小区选择可以采用StoredInformationCellSelection和InitialCellSelection两种方式，先采用StoredInformationCellSelection选择小区，如果搜索不到suitablecell时，则启用InitialCellSelection进行小区选择。
详细请参见3GPPTS。
图3-2小区选择与小区重选流程图
小区搜索
小区搜索就是UE与小区取得时间和频率同步，得到物理小区标识，并根据物理小区标识，获得小区信号质量与小区其他信息的过程。
在选择或重选小区时，UE将会在所有频点上搜索小区。
在LTE系统中，同步信道是专门用于小区搜索的信号，分为主同步信道与辅同步信道。
UE在同步信道上进行小区搜索的过程如下：
1. UE检测到主同步信道，获得5ms时钟同步。
小区ID组内编号和主同步信号是一一映射关系，所以UE通过主同步过程获得物理小区标识所属的小区ID组内编号。
2. UE检测到辅同步信号，完成帧同步即完成小区时间同步。
小区ID组和辅同步信号是一一映射关系，所以通过辅同步过程UE确定物理小区标识所属的小区ID组编号。
3. UE检测下行参考信号，获得小区信号质量。
4. UE读取BCH，获得小区其他信息。
在E-UTRAN系统中，对小区ID进行了分组，可以减少相关性检测的次数，在每个小区ID组中包含3个小区ID。
通过小区ID组编号和小区ID组内编号就可以确定物理小区标识。
小区选择
当UE从连接态转移到空闲态时，或当UE选择一个PLMN后，都需要进行小区选择，选择一个小区驻留。
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RRCConnectionRelease信息中分配的频率选择SuitableCell驻留。
若没有满足以上条件的小区，则采用StoredInformationCellSelection选择小区，寻找SuitableCell驻留。
搜索不到suitablecell时，则启用InitialCellSelection进行小区选择。
StoredInformationCellSelection
当UE采用StoredInformationCellSelection方式进行小区选择时，会根据USIM卡上保存的关于PLMN载波频点的信息，以及测量控制信息或者以前侦测到的小区参数。
这些信息可以加快小区选择。
StoredInformationCellSelection的小区选择过程如下：
根据已知的载波频点，搜索该频点上信号最强的小区。
如果搜索到suitablecell，UE将会选择驻留在该小区。
如果没有搜索到suitableCell，UE将会启动InitialCellSelection。
InitialCellSelection
当UE采用InitialCellSelection方式进行小区选择时，UE事先不需要知道哪个频点是E-UTRAN的载波频点。
InitialCellSelection的小区选择过程如下：
扫描UE支持的E-UTRAN带宽内的所有载波频点，搜索suitableCell。
在每个载波频点上，UE仅会搜索信号最强的小区。
如果搜索到suitableCell，UE将会选择驻留在该小区。
如果没有搜索到suitableCell，UE将选择一个acceptablecell驻留。
小区选择规则
UE进行小区选择时，需要判断小区是否满足小区选择规则。
小区选择规则的基础是E-UTRAN小区参考信号的接收功率测量值，即RSRP。
在小区选择时，小区的RSRP值必须高于配置的小区最小接收电平Qrxlevmin，且RSRQ（referencesignalreceivedquality）必须高于配置的小区最小接收信号质量Qqualmin，UE才能够选择该小区驻留。
小区选择规则的判决公式为：
Srxlev>0且Squal>0。
其中：
Srxlev=Qrxlevmeas-（Qrxlevmin+Qrxlevminoffset）-Pcompensation
Squal=Qqualmeas–（Qqualmin+Qqualminoffset）
Qrxlevmeas：
测量得到的小区接收信号电平值，即RSRP。
单位为dBm。
Qrxlevmin：
在eNodeB中配置的小区最低接收电平值。
单位为dBm。
Qrxlevminoffset：
小区最小接收信号电平偏置值。
这个参数只有在UE尝试更高优先级PLMN的小区时才用到，就是当UE驻留在VPLMN的小区时，将根据更高优先级PLMN的小区留给它的这个参数值，来进行小区选择判决。
Pcompensation：
max（PMax–UEMaximumOutputPower，0），单位为dB。
PMax：
小区允许UE的最大发射功率，用在小区上行发射信号过程中。
单位为dBm。
UEMaximumOutputPower：
UE本身的最大射频输出功率。
单位为dBm。
Qqualmeas：
测量得到的小区接收信号质量，即RSRQ。
单位为dB。
Qqualmin：
在eNodeB中配置的小区最低接收信号质量值。
单位为dB。
QQualminoffset：
小区最小接收信号质量偏置值。
这个参数只有在UE尝试更高优先级PLMN的小区时才用到，就是当UE驻留在VPLMN的小区时，将根据更高优先级PLMN的小区留给它的这个参数值，来进行小区选择判决。
邻区优先级
当UE正常驻留在一个小区时，UE会根据小区重选规则，重选一个小区进行驻留。
小区重选是对邻区进行信号质量等级的测量，对不同优先级的小区，UE按不同的重选规则进行评估，重选一个小区。
在UE进行测量和小区重选时，都需要获取邻区的优先级信息。
UE只对在系统消息中给出的具有优先级别的E-UTRAN频点和异系统频点进行小区重选，且不会对系统消息中列在黑名单的小区进行重选。
不同RAT之间的频点不允许有相同的优先级。
在进行同频小区重选时，UE将忽略频点优先级信息，也就说同频小区都是同优先级的，不存在不同优先级。
E-UTRAN频点和异系统频点的优先级分为两种：
一种是绝对优先级（AbsolutePriorities），该优先级通过参数CellReselPriority设置，并通过系统消息在小区广播中下发给UE。
一种是专用优先级（DedicatedPriorities），在UE释放无线资源时，通过系统内部专用优先级算法直接生成，针对单个UE，通过RRCConnectionRelease消息下发。
专用优先级也可由参数Priority决定，当专用优先级由参数Priority决定时，不同系统间的Priority不能交叉，即某个系统内所有频点的Priority应同时高于或低于另外一个系统的频点Priority。
eNodeB灵活用户策略特性使Spid与Priority绑定。
非配置Priority产生的专用优先级只在定时器T320ForLoadBalance或T320ForOther期间有效。
这两个定时器均通过RRCConnectionRelease消息下发。
前者用于释放原因为“loadbalancingTAUrequired”，后者是在“other”释放原因下采用。
定时器超时或UE进入连接态，专用优先级即不再有效。
Priority定义的专用优先级有效时间为180分钟。
有关定时器的具体介绍请参见3GPPTS，SPID的具体介绍请参见《灵活用户策略特性参数描述》。
在Ransharing场景下，UTRAN和GERAN频点的专用优先级可以按照运营商设置：
在MOUTRANRANSHARE和GERANRANSHARE中设置CellReselPriority。
确定UE的专用优先级时，优先使用UE的SPID对应的专用优先级；如果UE没有配置SPID则使用UTRANRANSHARE和GERANRANSHARE中配置的对应运营商的专用优先级。
在小区重选过程中，当UE驻留在一个suitablecell时，如果专用信令提供了专用优先级，则UE将丢弃系统信息内的绝对优先级信息。
如果UE只有其他频点的优先级，而没有当前服务频点的优先级，则UE会认为当前服务频点的优先级最低。
在小区重选过程中，当UE驻留在一个acceptablecell时，UE仅会采用系统消息中提供的绝对优先级信息。
即使有专用优先级的情况下，UE只保存专用优先级信息，并不使用专用优先级进行重选。
重定向是当E-UTRAN小区由于过载原因释放UE了，eNodeB根据各个频点配置的优先级，选择一个优先级最高的频点，在系统信息中下发给UE。
若当前服务频点就是最高优先级频点，eNodeB将另一个优先级次高的频点和当前服务频点的优先级交换，将两者和其它频点的专用优先级信息在专用信令中下发给UE，并且为这些专用优先级设定有效时间T320ForLoadBalance。
重定向是为了减轻当前频点的负载，确保UE再次接入时，不在当前这个负载很重的小区接入。
重定向功能由参数HoModeSwitch中的子
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