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

目 录

1 文档介绍

1。

1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.

1。

2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

1。

3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eRAN3.0DraftA（2012—03-15）相比,eRAN3。

001（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eRAN2。

2DraftA（2011—12-24）相比，eRAN3。

0DraftA（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“3。

2。

4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“3.2.3邻区优先级"。

无。

编辑变更

修改“3。

3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

2.1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

2。

2相关概念

2.2.1PLMN

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。

2.2.2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.

2.2。

3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“3.2。

2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3GPPTS23.122。

−    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。

3.1PLMN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

3.1.1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。

3.1.2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。

3。

1。

3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.

3。

2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3GPPTS36。

304.

图3-2小区选择与小区重选流程图

3。

2。

1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。

3。

2。

2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。

3。

2.3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3GPPTS36.331，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中的子开关控制。

在以下情况之一，UE将会丢弃由专用信令提供的专用优先级:

●UE的PLMN是手动选择的。

●UE进入连接态。

●专用优先级有效时间T320ForLoadBalance或T320ForOther超时.

3.2.4黑名单小区

UE在进行小区重选时，不会对在系统消息中广播的黑名单小区进行测量和选择。

黑名单小区分为同频黑名单小区和异频黑名单小区：

● 同频黑名单小区在SIB4中下发。

● 异频黑名单小区在SIB5中下发。

黑名单小区通过PCI标识.

同频黑名单小区通过MOINTRAFREQBLKCELL配置，其中PhyCellId指定同频黑名单小区列表的起始PCI,PhyCellIdRange指示以PhyCellId为起始PCI的连续n个PCI组成此黑名单小区列表。

异频黑名单小区通过MOINTERFREQBLKCELL配置,其中DlEarfcn指示此黑名单小区列表所属的下行频点，PhyCellId指定此黑名单小区列表的起始PCI，PhyCellIdRange指示以PhyCellId为起始PCI的连续n个PCI组成此异频黑名单小区列表.

3.2。

5邻区测量

UE在进行小区重选以前，首先根据当前服务小区的信号质量和邻区的优先级信息，对邻区进行测量。

同频小区测量

同频小区测量启动的规则如下：

●如果当前服务小区信号质量很好，Srxlev值大于同频测量启动门限SIntraSearch，并且Squal值大于同频RSRQ测量启动门限SIntraSearchQ时，UE不进行同频小区测量。

●如果当前服务小区的Srxlev值小于或等于同频测量启动门限SIntraSearch，或者当前服务小区的Squal值小于或等于同频RSRQ测量启动门限SIntraSearchQ时，UE将进行同频小区测量。

●如果参数同频测量门限配置指示SIntraSearchCfgInd为不配置NOT_CFG时，则不管当前服务小区信号质量如何，UE都将进行同频小区测量。