空闲模式和小区重选剖析.docx

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空闲模式和小区重选剖析

前言III

1范围2

2引用标准2

3定义，符号和缩写3

3.1定义3

3.2缩写4

4空闲模式概述4

4.1概述4

4.2空闲模式下AS和NAS功能划分6

4.3空闲模式下的服务类型7

5过程描述8

5.1PLMN选择和重选择8

5.2空闲模式下小区选择和重选8

5.2.1介绍8

5.2.2空闲模式状态和状态转换9

5.2.3小区选择过程11

5.2.4立即小区评估过程13

5.2.5正常驻留状态15

5.2.6小区重选评估过程15

5.2.7离开连接模式的小区选择20

5.2.8任意小区选择20

5.2.9驻留在任意小区20

5.3小区接入限制20

5.3.1UTRA小区20

5.3.2GSM小区22

5.4RRC连接模式小区重选22

5.4.1初始小区重选过程22

5.4.2立即小区评估过程22

5.4.3小区重选过程22

5.5位置登记22

6广播信息接收23

6.1系统信息接收23

6.2空闲模式下小区广播23

7小区选择/重选的测量23

7.1使用映射函数23

8空闲模式寻呼和SCCPCH选择24

8.1寻呼信道选择24

8.2进入连接模式的SCCPCH选择24

8.3不连续接收25

9多点传送业务26

9.1多点传送业务和DSCH状态框图26

9.1.1MT_Null状态26

9.1.2MT_Monitor状态27

9.1.3MT_Saving状态27

9.1.4MT_Active状态27

10过程举例27

10.1NAS发起的系统信息的改变27

10.2NAS系统信息更新29

10.3空闲模式下CN发起的寻呼30

10.4PLMN选择，自动模式，正常情况31

10.5PLMN重选，自动模式32

10.6PLMN重选，手动模式33

10.7PLMN选择，自动模式，未发现选择的PLMN34

10.8NAS控制的小区选择35

10.8.1接入层的执行35

10.8.2在非接入层（NAS）执行36

IMT-DSFDD（WCDMA）系统空闲模式下UE过程与连接模式下小区

重选过程

IMT-DSFDD（WCDMA）SystemUEProceduresinIdleModeandProceduresforCellReselectioninConnectedMode

1范围

本研究报告规定了UE的接入层空闲模式过程，连接模式下UE小区重选规范以及UE中非接入层和接入层之间的功能划分模型协议，它基于3GPP制订的Release-99（2000年9月份版本）技术规范，具体对应于TS25.304V3.4.0。

2引用标准

下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而成为本标准的条文。

本标准出版时，所示版本均为有效。

所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

[1]GSM TS 03.22:

"FunctionsrelatedtoMobileStationinidlemodeandgroupreceivemode".

[2]3G TS 25.301:

"RadioInterfaceProtocolArchitecture".

[3]3G TS 25.303:

"InterlayerProceduresinConnectedMode".

[4]3G TS 25.331:

"RRCProtocolSpecification".

[5]3GPPTS 23.122:

"NASfunctionsrelatedtoMobileStation（MS）inidlemode".

[6]3G TR 25.922:

"RadioResourceManagementStrategies".

[7]3G TS 25.211:

"Physicalchannelsandmappingoftransportchannelsontophysicalchannels（FDD）".

[8]3G TS 25.221:

"Physicalchannelsandmappingoftransportchannelsontophysicalchannels（TDD）".

[9]3G TS 22.011:

"Serviceaccessibility".

[10]3GPPTS 25.133:

"RequirementsforSupportofRadioResourceManagement（FDD）".

[11]3GPPTS 25.123:

"RequirementsforSupportofRadioResourceManagement（TDD）".

3定义，符号和缩写

3.1定义

AcceptableCell:

可接受的小区，是指UE可以驻留进行紧急呼叫的小区。

它必须满足一定条件。

AllowablePLMN:

准入的PLMN，指不在UE所禁止的PLMN列表中的PLMN。

AvailablePLMN:

可用的PLMN，指UE找到满足特定条件的小区所处的PLMN。

Campedonacell:

驻留在一个小区，指UE处于空闲模式，已经完成了小区选择或重新选择过程，并已选择了一个小区。

UE监控系统信息和寻呼信息（大多数情况下）。

注意业务可能是被限制，而且在被选择的小区内，PLMN可能不知道UE的存在。

DRXcycle:

（Discontinuousreceptioncycle）DRX周期，指读取发给某一特定UE的初始寻呼信息之间的时间间隔。

HomePLMN:

归属PLMN，一个PLMN的移动国家码（MCC）和移动网络码（MNC）与IMSI的MCC和MNC一致时，则称该PLMN为归属PLMN。

LocationRegistration（LR）:

位置登记，UE在一个登记区内进行登记，举例来说，可以是定期地进行登记，也可以是在进入一个新的登记区时进行登记。

LSA:

（localisedservicesarea）局部化的业务区，LSA是一个由运营者定义的区域，对于这个区域，使用一些特定的接入条件。

这可以与一个由核心网提供特别业务的区域相对应。

LSA可以在PLMN内定义，也可以在全球范围内定义。

因而，LSA可以提供一个非连续的无线覆盖。

LSAexclusiveaccesscell:

局部服务区排他的接入小区，指如果小区是属于用户已经登记的LSA，UE可能仅驻留在该小区。

然而，如果没有其它的小区可用，非LSA用户的UE可能从该小区发起紧急呼叫。

LSAID:

LocalisedServiceAreaIdentity，局部服务区标识。

LSAonlyaccess:

局部服务区唯一接入，用户采用LSAonlyaccess时，UE仅能接入属于用户已经登记的LSAs的小区。

在预订的LSAs覆盖区以外，UE可驻留到其他小区并获得受限服务。

LSApreferentialaccesscell:

局部服务区优先接入小区，是LSA.的一部分。

已经登记为LSA优先接入小区的LSA的用户UE比同小区中非LSA用户具有更高的资源优先级。

LSA优先接入小区的可用性影响无线资源分配（受UTRAN-AccessStratum控制）。

这一功能不在标准范围。

MaximumDRXcycle:

最大不连续接收周期，指一个小区内最长的DRX周期的时间间隔。

PagingBlockPeriodicity（PBP）:

寻呼块周期，指出现寻呼块的周期（对于FDD,PBP=1）。

PagingMessageReceivingOccasion:

寻呼消息接收时机，UE接收实际寻呼消息的帧。

Pagingoccasion:

寻呼时机。

（FDD）UE监测PICH的帧；

Process:

RRC过程或空闲模式过程调用的UE中的本地行为。

RadioAccessMode:

无线接入模式，即小区的无线接入模式，FDD或TDD。

RadioAccessTechnology:

无线接入技术，指无线接入使用的技术类型，如UTRA或GSM。

RegisteredPLMN（RPLMN）:

登记PLMN，即UE已成功进行位置登记的PLMN。

RegistrationArea:

（NAS）登记区，即不需要进行位置登记，UE可以漫游的区域，是一个NAS过程。

SelectedPLMN:

选择PLMN，由非接入层人工或自动选择的PLMN。

SuitableCell:

合适的小区，指UE可驻留的小区，要满足一定条件，参见4.3条。

VisitedPLMNofhomecountry：

归属国家的访问PLMN，这是不同于归属PLMN的PLMN，其中PLMN识别的MCC部分与IMSI的MCC部分相同。

3.2缩写

ASAccessStratum接入层

BCCHBroadcastControlChannel广播控制信道

CNCoreNetwork核心网

DRXDiscontinuousReception不连续接收

DSCHDownlinkSharedChannel下行共享信道

FDDFrequencyDivisionDuplex频分双工

GCGeneralControl（SAP）通用控制（SAP）

GPRSGeneralPacketRadioSystem通用分组无线系统

GSMGlobalSystemforMobile全球移动通信系统

IMSIInternationalMobileSubscriberIdentity国际移动用户识别符

MCCMobileCountryCode移动国家码

MMMobilityManagement移动性管理

MNCMobileNetworkCode移动网络码

NASNon-AccessStratum非接入层

PCHPagingChannel寻呼信道

PIPageIndicator寻呼指示

PICHPageIndicationChannel寻呼指示信道

PLMNPublicLandMobileNetwork公共陆地移动网络

RATRadioAccessTechnology无线接入技术

RRCRadioResourceControl无线资源控制

SAPServiceAccessPoint业务接入点

TDDTimeDivisionDuplex时分双工

UEUserEquipment用户设备

UERUserEquipmentwithODMArelayoperationenabled具有ODMA中继操作使能的用户设备

UMTSUniversalMobileTelecommunicationsSystem通用移动电信系统

UTRAUMTSTerrestrialRadioAccess通用地面无线接入网

4空闲模式概述

4.1概述

当一个UE被接通时，它使用某种无线接入技术（RAT）搜索并选择一个公共移动网（PLMN）。

本文档中描述的不同RAT之间小区选择和小区重选标准只考虑了无线标准。

除了无线接入技术，PLMN类型也会不同。

在这个规范中，PLMN作为一个普通的术语既包括GSMMAPPLMN，也包括ANSI-41PLMN。

根据PLMN类型的不同，标识它的方式也不同。

如果是GSMPLMN，PLMN标识为“PLMNidentity”，而如果是ANSI-41PLMN，PLMN被标识为'SID'。

UE在选定的PLMN上找到一个合适的小区并选择那个小区以提供有用的服务，同时收听它的控制信道。

这个过程称为"campingonthecell"。

然后如果需要的话，在被选的小区登记区域，UE将通过一个NAS登记程序对它进行位置登记。

如果UE发现更合适的小区，在选定的PLMN上的可选小区中，UE进行重新选择并驻留到该小区。

如果这个新小区在不同登记区，需要进行位置登记。

如果需要，UE可定期在其他PLMN上寻找更合适的小区，即指PLMN重选。

这在[9]中描述。

如果UE未被PLMN所覆盖，将自动选择一个新的PLMN（自动模式），或者给用户提供哪些PLMN是可选的提示，以便进行手动选择（手动模式）。

仅当不需登记也可提供服务时，UE不进行登记。

空闲模式下小区驻留的目的有四个：

a）使UE收到来自PLMN的系统信息。

b）已经登记，若UE想发起一次呼叫，可在该小区驻留的控制信道通过接入网络初始化实现。

c）若PLMN收到已登记的UE的一次呼叫，它知道（大多数情况）UE驻留的小区登记区域。

于是可在登记区内所有小区的控制信道给UE发出“paging”消息。

UE将收到寻呼消息，因为它被调整到该登记区域小区的控制信道，并可响应该控制信道。

d）使UE收到小区广播消息。

如果UE找不到合适的小区驻留，或者未插入USIM卡，或者位置登记失败，则不考虑PLMN标识而设法驻留到一个小区，进入“limitedservice”状态，此时只能尝试进行紧急呼叫。

空闲模式任务可以分以下三步骤进行：

-PLMN选择和重新选择；

-小区选择和重新选择；

-位置登记。

这些过程之间的关系如图1所示。

图1：

空闲模式过程

注：

NAS规定的服务区的影响有待于进一步研究

4.2空闲模式下AS和NAS功能划分

表1给出了空闲模式下UE非接入层（NAS）和UE接入层（AS）之间功能划分。

非接入层部分在引用标准[5]中给出，而接入层部分在本文中研究。

不同空闲模式过程举例在第10部分给出。

表1:

空闲模式下AS和NAS功能划分

空闲模式过程

IdleModeProcess

UE非接入层

UENon-AccessStratum

UE接入层

UEAccessStratum

PLMN选择和重新选择

保存准入的PLMN类型列表，可以只是GSM-MAP或只是ANSI-41，或者两者均可。

保存一个PLMN优先权列表，要求AS选择一个小区，它或者属于具有最高优先级的PLMN（自动模式），或者属于手动选择的PLMN。

对每个PLMN，规定相关的无线接入技术。

自动模式下，如果发现具有更高优先级的PLMN，需要AS选择属于该PLMN的小区。

若相关的无线进入技术可用于PLMN，在该PLMN小区选择中用该无线进入技术搜索。

应NAS要求或自动向NAS报告可用的PLMN及其类型。

必须考虑NAS指定的PLMN类型。

小区选择

控制小区选择，如可通过规定小区选择中搜索小区时最初使用的无线接入技术来控制。

NAS也保留禁止登记区列表和按优先级排序的NAS规定服务区列表。

完成小区选择所需的测量。

检测并同步广播信道；接受并处理广播信息；向NAS转发NAS系统信息。

以相关的无线接入技术搜索一个属于NAS要求的PLMN的合适小区；系统信息中，小区标有'PLMNidentity'（GSM-MAP）或'SID'。

不论小区发现与否都要向NAS作出反应。

若发现这样的小区，选择该小区驻留。

小区重新选择

控制小区重新选择，如通过保存禁止登记区以及按优先级排序的NAS服务区列表来控制。

完成小区重新选择所需的测量。

检测并同步广播信道；接受并处理广播信息；向NAS转发NAS系统信息。

若发现更合适的小区，就选择该小区。

在ODMARelayNode中进行ODMA探测。

位置登记

接通电源后，登记UE。

定期或进入一个新的登记区时，在登记区对UE登记。

切断电源时注销UE。

向NAS报告登记区信息。

4.3空闲模式下的服务类型

这条规定UE在空闲模式下由网络提供的服务级别。

为接受小区的某些服务，必须驻留到该小区。

UE在空闲模式下的三种服务级别定义为：

-受限服务（可接受小区上的紧急呼叫）；

-正常服务（合适的小区上公用）；

-与运营商相关的服务（保留小区上仅供运营商使用）；

此外，根据所提供的服务将小区分类：

可接受小区（acceptablecell）：

可接受小区是指UE可以驻留以获得受限服务（发起紧急呼叫）的小区。

小区应满足下面的要求，这是在UTRAN网中发起一次紧急呼叫所需的最低要求。

-小区不被禁止，参见5.3.4.1；

-满足小区选择的标准，参见5.2.3.1.2。

合适小区（suitablecell）：

合适小区是指UE可驻留并获得正常服务的小区。

小区应满足如下要求：

-是所选择的PLMN的一部分。

-小区不被禁止，参见5.3.4.1。

-该小区不属于禁止登记区；

-满足小区选择标准，参见5.2.3.1.2；

-满足SoLSA标准[当前版本不支持SoLSA]；

禁止小区（barredcell）

如在系统信息中指示，小区被禁止[4]。

UE不能驻留该小区进行正常的服务，但若没有其它合适的小区可用，UE可以驻留该小区进行受限服务。

5过程描述

5.1PLMN选择和重选择

在UE中，接入层自动或应其要求向非接入层报告可用的PLMN。

UE保存准入的PLMN类型列表。

准入的PLMN类型可以仅是GSM-MAP，ANSI-41或两者都是。

在进行PLMN选择和重选时，以准入的PLMN类型列表和按优先权排序的PLMN标识列表为基础，自动或手工选择特定的PLMN。

在PLMN标识列表中，每个PLMN可以用“PLMNidentity”（GSM-MAP）或'SID'标识。

在广播信道的系统消息中，UE可收到多个PLMN标识，可以是其中一种或两种都是。

例如，在给定的小区，只是“PLMNidentity”（GSM-MAP）或只是'SID'，也可是“PLMNidentity”（GSM-MAP）和'SID'。

PLMN选择的结果是所选定的PLMN的一个标识符。

选择要考虑准入的PLMN类型，UE性能或其它因素。

标识符可以是“PLMNidentity”（对于GSM-MAPPLMN）或'SID'（ANSI-41PLMN）。

若准入的PLMN类型列表包括GSM-MAP，非接入层的PLMN选择和重选过程在[5]中给出。

如果准入的PLMN类型列表中包括ANSI-41，该PLMN选择和重选的非接入层部分在TIA/EIA/IS-2000.5和TIA/EIA/IS-707规定。

5.2空闲模式下小区选择和重选

5.2.1介绍

如第1条所述，本文适用的UE至少支持UTRA。

对于小区选择及重选，不同的无线接入技术和模式采用不同的测量类型。

需要对这些测量进行直接比较时，采用[4]中规定的映射函数。

映射函数的使用在7.1条中给出。

测量值用“meas”标出，而使用映射函数的测量值用“map”标注。

测量的性能要求在[10][11]中规定。

根据空闲模式测量和小区选择标准，UE选择合适的小区和无线接入模式。

非接入层可控制小区选择使用的无线接入技术，例如通过指示相关的无线接入技术和根据禁止登记区列表和按优先权排序的NAS规定服务区列表。

一旦已驻留到一个小区，UE将根据小区选择标准定期搜寻更好的小区。

发现了更好的小区就选择该小区。

若小区选择和重选在收到的系统信息中引起变化，就告知非接入层。

为获得正常服务，UE必须驻留到一个合适的小区，并收听该小区的控制信道，使UE可以：

-接收来自PLMN的系统信息；

-接收来自PLMN的登记区信息，如位置区和路由区；

-识别服务小区属于NAS规定的哪个服务区；

-接收其它AS和NAS信息。

-如果已经登记：

-接收来自PLMN的寻呼和通知信息；

-为UE的即将发起的呼叫或其他行为发起呼叫建立；

5.2.2空闲模式状态和状态转换

图2显示了小区选择和重选过程的状态和程序。

图2:

空闲模式小区选择和重选

在任何状态下，选择一个新的PLMN导致跳转到标号1

一旦选择了PLMN，UE都会采用初始小区选择或存储信息小区选择两种过程之一，寻找合适的小区驻留。

初始小区选择过程不需要所选PLMN的信息，但存储信息小区选择过程需要事先知道存储的所选PLMN的信息。

这个存贮信息使得合适小区的搜索过程加快。

该信息可包含几个无线接入技术的信息。

非接入层可以通过如下方式控制小区选择：

-提供无线接入技术信息;

-结合选定的PLMN;

-保存禁止登记区列表;

-按优先权排序的NAS规定服务区列表。

可有一个或几个无线接入技术与选定的PLMN相关联。

在[5]中规定UE应选择哪种无线接入技术搜索选定PLMN的一个合适小区。

一旦发现合适的小区，UE执行必要的NAS登记程序。

当UE登记成功，将驻留该小区，进入正常驻留状态。

在这个状态下，UE监控寻呼信息、系统信息并进行无线测量。

测量结果将用于小区选择评估、立即小区评估（仅限UTRA）和重选标准。

通过在系统信息中发送测量控制信息，网络控制UE所进行的测量。

测量控制信息可能包含同频、异频和不同无线接入技术之间的测量。

UE将在无线测量的基础上评估小区重选标准，且若发现更好的小区，选择该小区，进入小区重选过程。

小区的改变意味着无线接入技术的改变。

当UE离开空闲模式，进入正常驻留状态时，为了进入连接模式，UE使用立即小区评估过程（仅对UTRA），以便在现有频率选择最好的小区用于接入尝试。

这一过程允许UE在减少无线测量的能源损耗的同时，仍能选择最好的小区接入，以使系统干扰最小。

若未发现合适的小区，UE使用小区重选程序。

当返回到空闲模式时，UE使用离开连接模式小区选择程序寻找合适的小区驻留，进入正常驻留状态。

如未发现合适的小区，应使用存储信息小区选择程序。

若未发现合适的小区，UE在任意PLMN寻找可接受小区，进入任意小区选择状态。

如果非接入层登记过程失败（参见[5]），或者UE中没有USIM也进入该状态。

若找到可接受小区，UE驻留该小区并获得受限服务，进入驻留任意小区状态。

该状态下，UE与正常驻留状态相同，只是位于不同的PLMN中。

另外，UE利用储存的信息，尝试UE支持的所有无线接入技术，定时搜寻合适的小区。

如果发现合适的小区，重新选择PLMN转向标号1。

一旦小区重选被触发，UE将通过无线测量评估小区重选标准，如果发现更好的小区就选择该小区，进入任意小区重选过程。

小区的改变意味着无线接入技术的改变。

如果未发现可接受的小区，UE将尝试UE支持的所有接入技术，继续在所有处于任意小区选择状态的PLMN中搜寻可接受的小区。

注：

“PLMNselectionandreselection”过程可在空闲模式下，随时选择新的PLMN，这在图2导致转至标号1。

5.2.3小区选择过程

5.2.3.1UTRA

5.2.3.1.1描述

一旦选择了PLMN，UE