报告LTE测量与切换详细分析.docx
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报告LTE测量与切换详细分析
【关键字】报告
LTE测量与切换
1测量过程
测量过程主要包括以下三个步骤：
测量配置：
由eNB通过RRCConnectionReconfiguration消息携带的measConfig信元将测量配
置消息通知给UE，即下发测量控制。
执行测量：
UE会对当前服务小区进行测量，并根据RRCConnectionReconfiguration消息中的
s-Measure信元来判断是否需要执行对相邻小区的测量。
测量报告：
测量报告触发方式分为周期型和事件型。
当满足测量报告条件时，UE将测量结果填
入MeasurementReport消息，发送给eNB。
1.1测量配置
测量配置主要由eNB通过RRCConnectionReconfiguration消息携带的measConfig信元将测量
配置消息通知给UE，包含UE需要测量的对象、小区列表、报告方式、测量标识、事件参数等。
当测量条件改变时，eNB通知UE新的测量条件。
1.1.1RRCConnectionReconfiguration消息
v触发条件：
eNB向UE发起/修改/删除测量。
v发送网元（eNB处理）：
将测量配置项填入RRCConnectionReconfiguration消息中的
measConfig信元。
v接收网元（UE处理）：
UE侧维护一个测量配置数据库VarMeasConfig，在VarMeasConfig中，
每个measId对应一个measObjectId和一个reportConfigId。
其中，measId是数据库测量配置条目索引；
measObjectId是测量对象标识，对应一个测量对象配置项；
reportConfigId是测量报告标识，对应一个测量报告配置项。
此外还包含了与measId无关的公共配置项quantityConfig、测量量配置、s-Measure和服务小区质量门限控制等。
Measurementobjects（测量对象）：
E-UTRAN可以配置一系列的特定频偏的小区和黑名单小区。
黑名单小区在事件评估或者测量报告中不被考虑。
Reportingconfigurations（报告配置）：
•报告类型：
周期型、事件型。
•报告格式：
UE包含的测量报告量以及相关的信息。
Measurementidentities（测量ID）：
每一个测量ID对应着一个测量对象和一个报告配置。
对
多个测量ID来说可能是对应着多个测量对象和同一个报告配置，也可能是对应这一个测量对象和多个报告配置。
Quantityconfigurations（测量量配置）：
定义了测量量和用于所有事件评估和相关测量报告
类型。
每个测量量可以配置一个滤波器。
Measurementgaps（测量间隔）：
UE可以用于在异频实施测量的时间（针对异频测量）。
定义了
MGRP（MeasurementGapRepetitionPeriod）和MGL（MeasurementGapLength）。
s-Measure：
服务小区质量门限控制。
如果没有配置s-Measure或者配置了s-Measure但是服务小区的RSRP低于这个值，那么UE会执行相关测量。
关键IE
carrierFreqE-UTRAN承载频率
allowedMeasBandwidth允许的测量带宽。
在同频小区选择参数或异频列表上配置
presenceAntennaPort1当前天线端口
neighCellConfig相邻小区配置，与MBSFN有关
offsetFreq承载频率的偏移值（同频在代码里写死，异频可以在异频列表
上配置）
cellsToRemoveList相邻小区删除列表
cellsToAddModList相邻小区添加/修改列表。
配置相邻小区。
blackCellsToRemoveList黑名单小区删除列表
blackCellsToAddModList黑名单小区添加/修改列表
cellForWhichToReportCGI需要报告CGI的小区物理ID
trigerType报告触发类型，分为事件型和周期型。
事件型又分为5种事件类型：
eventA1、eventA2、eventA3、eventA4、eventA5。
周期型测量按照测量目的可分为：
报告最强小区和上报小区CGI。
reportOnLeave表明当cellsTriggeredList中的小区处于离开状态时，UE是否应该再执行一次测量报告过程。
Hysteresis滞后参数（0-30）表示事件触发报告条件下进入和离开条件的参数。
timeToTriger满足条件时触发测量报告的时间。
triggerQuantity用来确定评估事件型触发报告的标准类型，取“rsrp”代表用RSRP作为评估标准，取“rsrq”代表用RSRQ作为评估标准。
maxReportCells包括服务小区在内的测量上报小区最大数。
reportInterval测量间隔，在切换过程中未收到RRCConnectionReconfiguration时UE发送测量报告的间隔。
reportAmount满足上报条件的测量报告数目。
（对切换未成功的限制，与切换
成功时的回切次数无关）
1.2执行测量
UE测量可以分为RRC_IDLE状态下和RRC_CONNECTED状态下的测量。
RRC_IDLE状态下的测量服务于小区重选；RRC_CONNECTED状态下的测量服务于切换。
UE可以进行以下类型的测量：
1同频测量：
在服务小区的下行载频上进行测量，包括：
RSRP、RSRQ、Pathloss等。
2异频测量：
在不同与服务小区的下行载频上进行测量，包括：
RSRP、RSRQ、Pathloss等。
3Inter-RAT测量。
包括：
PCCPCHRSCP、CPICHRSCP、CPICHEc/No、GSMCarrierRSSI、BSICIdentification、BSICReconfirmation等。
按照UE的测量量不同可以分为RSRP和RSRQ。
1.2.1RSRP
RSRP（ReferenceSingnalReceivedPower）参考信号接收功率的定义，在考察的测量带宽内，
承载小区专有参考信号的资源单元功率贡献的线性平均值。
取值范围（0-97），实际值=取值–140dBm。
按照协议，小区专有信号R0决定RSRP，如果UE能够准确的检测到R1，也可以使用R1测定RSRP。
如果UE端采用接收分集，上报值应该比其中任何一个分支的RSRP值高。
应用于RRC_IDLEintra-frequencyRRC_IDLEinter-frequencyRRC_CONNECTED
intra-frequencyRRC_CONNECTEDinter-frequency。
RSRPmeasurementreportmapping：
1.2.2RSRQ
RSRQ（ReferenceSingnalReceivedQuanity）参考信号接收质量的定义，NxRSRP和E-UTRA
载波RSSI之间的比值（NxRSRP/RSSI）。
N是E-UTRA载波RSSI测量带宽所占用的RB数目，分子和分母的测量结果必须在相同的RB上获得。
取值范围（0-34）。
实际值=（取值–40）/2dB。
E-UTRA载波接收信号强度指示（RSSI），在考察的测量带宽N个RB范围内，包含天线端口0的参考符号上所有接收功率的线性平均值。
接收功率的来源包括公共信道服务小区和非服务小区、邻信道干扰、热噪声等。
如果UE端采用接收分集，上报值应不低于其中任何一个分支的RSRQ值。
应用于RRC_CONNECTEDintra-ferquencyRRC_CONNECTEDinter-frequency。
RSRQmeasurementreportmapping
1.3触发类型及测量报告
测量报告
满足测量报告条件时，通过事件报告eUTRAN。
内容包括：
测量ID、服务小区的测量结果（RSCP和RSRQ的测量值）、邻小区的测量结果（可选）。
测量报告方式
按照触发类型，分为周期型和事件型。
1、周期型：
按照eNB设定的报告间隔与总次数周期性发送
§reportStrongestCells：
报告最强小区
§reportCGI：
上报全球小区标识
2、事件型：
满足报告条件时，发送测量报告
1.3.1同系统内测量事件
同系统内的测量事件采用Ax来标识，同系统内事件报告种类：
veventA1
veventA2
veventA3
veventA4
veventA5
v
EventA1—服务小区质量高于一个绝对门限（serving>threshold）。
用于关闭正在进行的频间测量，在RRC控制下去掉激活测量间隙（gap）。
事件进入条件Ms–Hys>Thresh
事件离开条件Ms+HysMs—服务小区的测量结果，不考虑偏差。
如果测量的是RSRP则单位为dBm，如
果是RSRQ则单位为dB。
Hys—此事件的滞后参数。
单位为dB。
取值范围（0-30），实际值=取值*0.5dB。
Thresh—此事件的门限参数。
同Ms。
v
EventA2—服务小区质量低于一个绝对门限（serving用于打开频间测量，在
RRC控制下激活测量间隙（gap）。
事件进入条件Ms+Hys事件离开条件Ms–Hys>Thresh
v
EventA3--邻小区比服务小区质量高于一个门限（Neighbour>Serving+Offset），用于频内/
频间的基于覆盖的切换。
事件进入条件Mn+Ofn+Ocn–Hys>Ms+Ofs+Ocs+Off
事件离开条件Mn+Ofn+Ocn+HysMn—邻小区的测量结果，不考虑偏差。
Ofn—邻小区的频率偏移。
单位dB。
取值范围（dB-24,dB-22,dB-20,dB-18,
dB-16,dB-14,dB-12,dB-10,dB-8,dB-6,dB-5,dB-4,dB-3,dB-2,dB-1,dB0,dB1,
dB2,dB3,dB4,dB5,dB6,dB8,dB10,dB12,dB14,dB16,dB18,dB20,dB22,dB24）
Ocn—邻小区的小区偏移。
单位dB。
取值范围（dB-24,dB-22,dB-20,dB-18,
dB-16,dB-14,dB-12,dB-10,dB-8,dB-6,dB-5,dB-4,dB-3,dB-2,dB-1,dB0,dB1,
dB2,dB3,dB4,dB5,dB6,dB8,dB10,dB12,dB14,dB16,dB18,dB20,dB22,dB24）
Ms—服务小区的测量结果，不考虑偏差。
Ofs—服务小区的频率偏移。
Ocs—服务小区的小区偏移。
Hys—此事件的滞后参数。
Off—此事件的偏移量。
v
EventA4--邻小区质量高于一个绝对门限。
用于基于负荷的切换。
可用于负载平衡，与移动
到高优先级的小区重选相似。
事件进入条件Mn+Ofn+Ocn–Hys>Thresh
事件离开条件Mn+Ofn+Ocn+Hysv
EventA5--服务小区质量低于一个绝对门限门限1（Serving于一个绝对门限2（Serving>threshold2）。
用于频内/频间的基于覆盖的切换。
可用于负载
平衡，与移动到低优先级的小区重选相似。
事件进入条件Ms+HysThreah2
事件离开条件Ms–Hys>Thresh1orMn+Ofn+Ocn+HysMn—邻小区的测量结果，不考虑偏差。
Ofn—邻小区的频率偏移。
Ocn—邻小区的小区偏移。
Hys—此事件的滞后参数。
Thresh—此事件的门限值。
1.3.2异系统测量事件
异系统测量事件采用Bx来标识，事件报告种类：
veventB1
veventB2
vEventB1—邻小区比绝对门限好。
用于测量高优先级的的RAT小区。
vEventB2—服务小区质量低于一个绝对门限门限1（Serving于一个绝对门限2（Serving>threshold2）。
用于相同或低优先级的RAT小区的测量。
1.3.3MeasurementReport消息
v触发条件：
当UE完成测量后，会依照测量报告配置对报告条件进行评估，当设定条件满足时，UE会将测量结果填入MeasurementReport消息，发送给eNB。
v发送网元（UE处理）：
测量后将measResultServCell包含最好的相邻小区，直至数目达maxReportCells。
如果triggerType为“event”，或者purpose为“reportStrongestCells”，设置
measResult包含reportConfig中reportQuantity指示的测量量，按triggerQuantity降
序排列，也就是说最好的小区被包含在最前面。
如果purpose为“reportCGI”，包含含有所有已经成功获取的域的cgi-Info。
v接收网元（eNB处理）：
获取测量结果。
v关键IE
physCellId所报告小区的物理小区ID
cellGlobalId所报告小区的CGI
trackingAreaCode跟踪区域码
plmn-IdentityListPLMN标识列表
rsrpResultRSRP测量结果
rsrqResultRSRQ测量结果
2LTEUE切换流程
2.1切换技术
作为TD-SCDMA演进技术的TD-LTE系统，可以采用快速硬切换方法实现不同频段之间以及各系统间的切换，从而更好地实现地域覆盖和无缝切换，并且实现与现有3GPP和非3GPP的兼容。
软切换由于设备复杂度高、定时难度大，会带来较高处理能力的需求，因而未被采用。
核心网的设计也发生了相应的改变，增加了系统架构演进（SAE）和3GPP模块，实现了LTE系统与3GPP和非3GPP系统切换的兼容。
切换过程都会被分为4个步骤：
测量、上报、判决和执行。
接收功率、误比特率和链路距离都能够作为测量标准从而进行理论上的估计和相应的处理。
TD-LTE系统的切换是UE辅助的硬切换，他和FDD-LTE硬切换的最大区别在于：
在TD-LTE中导频信号是在一个特殊的时隙上进行传输，而FDD-LTE系统中导频信道则占用一整个帧长度，所以基于导频信道的测量标准对于TD-LTE来说并不是那么精确。
所以对于TD-LTE的测量，还需要结合信道质量、UE的位置和导频信号强度来进行。
在连接模式下的E-UTRAN内切换是终端辅助网络控制的切换。
切换主要分成切换准备、切换执行和切换完成3个部分，这3个部分在文章的信令交互部分有详细的说明。
其中eNB包括以下几种切换：
基于无线质量的切换：
通常进行此类切换的原因是：
UE的测量报告显示出存在比当前服务小区信道质量更好的邻小区。
基于无线接入技术覆盖的切换：
此类切换是在UE丢失当前无线接入技术（RAT）覆盖从而连接到其他RAT的情况下产生的。
例如，一个UE远离了城市区域从而丢失TD-LTE覆盖，网络就会切换到UE检测到的质量次好的RAT，如通用移动通信系统（UMTS）或者全球移动通信系统（GSM）。
基于负载情况的切换：
此类切换用于当一个给定小区过载时，尽量平衡属于同一操作者的不同RAT间的负载状况。
例如，如果当一个TD-LTE小区非常拥挤，一些用户就需要转移到相邻TD-LTE小区或是相邻UMTS小区中。
2.2切换类型
1.切换分为：
a.eNB内切换（intra-eNB）同一个eNB下2个小区之间的切换；
b.eNB间切换：
X2切换、S1切换（inter-eNB）不同eNB下的2个小区之间的切换；
c.E-UTRAN与其他RAT系统之间的切换（inter-RAT）
2.切换原则：
a.eNB选择信号最强（RSRP/RSRQ值最大）的小区作为目标小区；
b.如果目标小区同时存在S1和X2接口，则进行X2切换；
3.切换方法：
采用了UE辅助网络控制的方法，分为测量-上报-判决-执行4个步骤。
2.3切换流程
RRCConnectionReconfiguration这条消息是用来修改RRC连接配置的，主要内容包含测量配置、移动性控制、无线资源管理（RBs、MAC层主要配置、物理信道配置）、NAS消息和鉴权配置。
2.3.1eNB内切换
1）eNodeB根据区域限制信息配置UE的测量过程，并通过RRC重配置消息发送测量控制信息给UE。
UE按照eNodeB下发的测量控制在UE的RRC协议端进行测量配置，并向eNodeB发送RRCConnectionReconfigurationComplete消息表示测量配置完成。
2）UE按照测量配置向eNodeB上报测量报告，包含服务小区和邻小区信息，如rsrp、rsrq测量信息。
3）eNodeB基于测量报告和无线资源管理信息作出UE切换的判决。
当eNodeB认为切换有必要，就确定一个合适的目标小区，请求接入控制目标小区。
4）目标小区进行资源准入，为UE的接入分配空口资源和业务的SAE（SystemArchitecture
Evolution）承载资源。
5）源小区将切换执行时UE接入目标小区所需的参数生成RRCConnectionReconfiguration
信息发送给UE执行切换。
主要包括小区ID、载波频率、目标功率等无线资源和物理资源配置等。
6）与目标小区完成上行同步。
7）UE接收到包含MobilityControlInfo的RRC重配置消息后，中断与源小区的无线连接，并开始同目标小区建立新的无线连接，在这段时间内，数据传输被中断。
这其中包括下行同步建立、定时提前、数据发送等步骤。
当UE成功接入到目标小区，UE发送RRC连接重配置完成信息到目标小区去指示切换进程对于UE已完成。
2.3.2基于X2的切换
1）SourceeNodeB根据区域限制信息配置UE的测量过程，并通过RRC重配置消息发送测量控制信息给UE。
UE按照eNodeB下发的测量控制在UE的RRC协议端进行测量配置，并向eNodeB发送RRCConnectionReconfigurationComplete消息表示测量配置完成。
2）UE按照测量配置向eNodeB上报测量报告。
SourceeNodeB基于测量报告和无线资源管理信息作出UE切换的判决。
当SourceeNodeB认为切换有必要，就确定一个合适的目标小区，请求接入控制目标小区的SourceeNodeB。
3）为了在目标侧为切换预留资源，SourceeNodeB向TargeteNodeB发送HandoverRequest
信息，并传送必要的信息，包括：
切换原因、目标小区ID、UE上下文信息、SAE承载ID、SAE承载QOS参数、RRC上下文信息等。
目标小区进行资源准入，为UE的接入分配空口资源和业务的SAE承载资源。
4）目标小区资源准入成功后，向SourceeNodeB发送HandoverRequestAcknowledge消息，
通知源eNB已在目标eNB中准备好资源。
包括：
SAE承载信息。
5）SourceeNodeB将切换执行时UE接入目标小区所需的参数生成RRCConnection
Reconfiguration消息发送到UE。
主要包括小区ID、载波频率、目标功率等无线资源和物理资源配置等。
6）该消息由源eNB发送给目标eNB，用于在切换过程中发送上行/下行E-RAB的PDCPSN和HFN状态。
7）与目标小区完成上行同步。
8）UE接收到包含MobilityControlInfo的RRC重配置消息后，中断与SourceeNodeB的无线连接，并开始同TargeteNodeB建立新的无线连接，在这段时间内，数据传输被中断。
这其中包括下行同步建立、定时提前、数据发送等步骤。
当UE成功接入到目标小区，UE发送RRC连接重配置完成信息到TargeteNodeB去指示切换进程对于UE已完成。
2.3.3基于S1的切换
1）SourceeNodeB根据区域限制信息配置UE的测量过程，并通过RRC重配置消息发送测量控制信息给UE。
UE按照eNodeB下发的测量控制在UE的RRC协议端进行测量配置，并向eNodeB发送RRCConnectionReconfigurationComplete消息表示测量配置完成。
2）UE按照测量配置向eNodeB上报测量报告。
SourceeNodeB基于测量报告和无线资源管理信息作出UE切换的判决。
当SourceeNodeB认为切换有必要，就确定一个合适的目标小区，请求接入控制目标小区的SourceeNodeB。
3）SourceeNodeB向MME（MobilityManagementEntity）发送HandoverRequired信息，
用于请求目标端准备资源，并传送必要的信息，包括：
切换原因、目标小区ID、TAI信息、UERAN上下文信息等。
4）为了在目标侧为切换预留资源，MME向TargeteNB发送HandoverRequest信息，并传送必要的信息，包括：
切换原因、目标小区ID、UE上下文信息、SAE承载ID、SAE承载QOS参数、RRC上下文信息等。
目标小区进行资源准入，为UE的接入分配空口资源和业务的SAE承载资源。
5）目标小区资源准入成功后，向MME发送HandoverRequestAcknowledge消息，通知已在目标eNB中准备好资源。
包括：
SAE承载信息。
6）MME向SourceeNodeB发送HandoverCommand消息，通知源eNodeB，目标端已经准备好切换的资源。
包含：
SAE承载ID、下行传输层地址等。
7）SourceeNodeB将切换执行时UE接入目标小区所需的参数生成RRCConnection
Reconfiguration消息发送到UE。
主要包括小区ID、载波频率、目标功率等无线资源和物理资源配置等。
8）该消息由源eNB发送给MME，用来传输PDCP接收和发送状态序列号。
9）该消息由MME发送给目标eNB，用来传输PDCP接收和发送状态序列号。
10）与目标小区完成上行同步。
11）UE接收到包含MobilityControl
升级会员 