-
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
RRCConnectionReconfigurtion
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。
测
量
执
行
：
UE
会
对
当
前
服
务
小
< br>区
进
行
测
量
，
并
根
据
RRCConnectionReconfigurtion
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性和事件触发。当满足测量报告条件
时，
UE
将测量结果填入
MeasurementRe
port
消息，发送给
eNB
。
1.1
测量配置
测量配置主要由
eNB
通过
RRCConnectionReconfigurtion
消息携带的<
/p>
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，
e
NB
通知
UE
新的测量条件。
图
1-1
测量配置消息
1.1.1
R
RCConnectionReconfigurtion
消息
?
触发条件：
eNB
向
UE<
/p>
发起
/
修改
/<
/p>
删除测量。
?
发送网元：
（
eNB
< br>）
处理：
将测量配置填项填入
R
RCConnectionReconfigurtion
消息中的
measConfig
信元。
?
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
< br>应
一
个
measObjectI
d
和
一
个
re
portConfigId
。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；
report
ConfigId
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。
图
1-2
测量配置内容
Measurement objects
（测量对象）
：
UE
测量的对象如下
?
对于频率内和频率间的测量，
测量对象是一个单一的
E-UTRA
承载频
率。
与该承载频率相关的，
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。
?
对于不同
RAT
间的
UT
RA
测量，测量对象为在一个单一
UTRA
承载
频率上的小区集。
?
对于不同
RAT
间的
GERAN
测量，
测量对象为一个
GERAN
承载频率
集。
Reporting configurt
ions
（报告配置）
：
?
报告标准：该标准触发
UE
发送一条测量报告。这可以是周期性的或
者是
单一事件的描述。
?
报告格式：在测量报告中
UE
包含的量以及相关的信
息（例如报告小
区的数量）
。
Measurement identities
（测量标识）
：
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。
Quantity configurations
（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。
Measurement gaps
（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
（
Measurement Gap
Repetition Period
）
和
MGL
（
Measurement Gap
Length
）
。
s-Measure
：
服务小区质量门限控制。如果没有配置
s-Measure
< br>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
：
carrierFreq
：
E-UTR
AN
承载频率
allowedMea
sBandwidth
：允许测量带宽。在同频小区选择参数或异频列表上
配置
presenceAntennaPort1
：当前天线端口
neighCell
Config
：相邻小区配置。与
MBSFN
< br>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）
< br>。
cellsToRemoveList
：相邻小区删除列表
cellsToAddMod
List
：相邻小区添加
/
修改列表。
配置相邻小区。
blackCellsToRemoveLi
st
：黑名单小区删除列表
blac
kCellsToAddModList
：黑名单小区添加
/<
/p>
修改列表
cellForWhichT
oReportCGI
：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。周期型测量按照测量目的
可分为：报告最强
小区和小报小区
CGI
。
reportOnLeave
：
表示当
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。
timeToTr
igger
：满足条件是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，取<
/p>
“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
：报告间隔，在
切换过程中未收到
RRC Connection
Recon
figuration
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
换时的回切次数无关）
1.2
测量执行
UE
测量可分为
RRC_IDLE
状态下和
RRC_CONNECTED
状态下的测量。
?
RRC_IDLE
状态下的测量：用于小区重选；
?
RRC_CONNECTED
状态下的测量：用于切换。
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：<
/p>
RSRP
、
RSRQ
、
Pthloss
等。
2.
异频测量：
在不同于服务小区的
下行载频上进行测量，
包括
RSRP
、
RSRQ
、
Pthloss
等。
3.
Inter-
RAT
测量：
PCCPCH
RSCP
、
CPICH
RSCP
、
CPICH
Ec/No
、
GSM
Carrier
RSSI
、
BSIC
Identification
、
BSIC
Reconfirmation
等
按
照
UE
的测量量不同可分为
RSRP<
/p>
和
RSRQ
。
1.2.1
R
SRP
RSRP
（
Reference
Singnal Received Power
）参考信号接收功率：定义为在考察的
测量带宽
内，承载小区专有参考信号的资源粒子的功率贡献的线性平均值。
取值范围（
0~97
）<
/p>
，实际值
=
取值
- 140 dBm
根据
TS 36
.211
定义，小区专属参考信号
R0
将用于决定
RSRP
。如果
UE
能可靠地检测到小
区韧性参考信号
R1
可用，那么可以使用
R0
和
< br>R1
决定
RSRP
。
RSRP
的参考点为
U
E
的天线连接处。
如果
UE
使用接收分集，报告值应该不低于任一独立分集分支的相应
RSRP
值。
RRC_I
DLE
同频
/
异频
RRC_CONNECTED
同频
/
异频
定义
适用范围
1.2.2
R
SRQ
定义
RSRQ
（
Reference
Singnal
Received
Quanity
）
参
考
信
号
接
收
质
量
：
定
义
为
比
值
Nx
RSRP/(E-UTRA carrier RSSI),
其中
N
表示
E-UTRA carrier RSSI
测量带宽中的
RB
的数量。
分子和分母应该在相同的资源上获得。
取值范围（
0-34
）
，实际值
=
(
取值
- 40)/2 dB
E-UTRA
载波接收信号场强指示
（
E-UTRA
Carrier RSSI
）
，
由
UE
从所有源上
观察到的总的
接收功率（以
W
为单位）
的线性平均，包括公共信道服务和非服务小区，邻仅信道干扰，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。
适用范围
RRC_IDLE
同频
/
异频
RRC_CONNECTED
同频
/
异频
1.3
测量报告
满足测量报告条件时，通过事件报告
eUTRAN
< br>。内容包括：测量
ID
、服务小
区的测量结果（
RSRP
和
RSRQ<
/p>
的测量值）
、邻小区的测量结果（可选）
。
图
1
–
3
：测量报告消息
测量报告方式：按时触发类型，分为周期性和事件触发。
?
周期性触发：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
?
事件触发：满足报告条件时，发送测量报告
1.3.1
系
统内测量事件
系统内测量事件采用
Ax
来标识，系统内事
件的报告各类：
?
eventA1
：服务小区质量高于一个绝对门限（
serving > th
reshold
）
。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 + Hys < Thresh
其中：
Ms
：
为服务小区的测量结果，没有计算任何小区各自的偏置如果测量的
是
RSRP
则单位为
dBm
，如果是
RSRQ
则单位为
< br>dB
。
Hys
：
为此事件的滞后参数。单位为
dB
< br>。取值范围（
0-30
）
，实际
值
=
取
值
*0
.5dB
Thresh
：
为此事件的
门限参数。单位同
Ms
一样
?
eventA2
：服务小区质量低
于一个绝对门限（
serving < threshold
）
。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 < Thresh
事件离开条件：
Ms - Hys > Thresh
?
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 + Hys
< Ms + Ofs + Ocs + Off
其中：
Mn
：
邻小区的测量结果，不考虑计算任何偏置。
Ofn
：
该邻区频率特定的偏置（即
< br>offsetFreq
在
measObjectEUTR
A
中
被定义为对应于邻区的频率）
<
/p>
Ocn
：
为
该<
/p>
邻
区
的
小
区
特
定
偏
置
（
即
cellIndi
vidualOffset
在
measObjectEUTRA
中被定义为对应于邻区的频率）
，同时如果没有为邻
区配置，则设置为零。
Ms
：
为没有计算任何偏置下的服务小区的测量结果。
Ofs
：
为服务频率上频率特定的偏置
（即
offsetFreq
在
measObjectEUTRA
中被定义为对应于服务频率）
Ocs
：
为
服
务
小
区
的
小
区
特
定
偏
置
（
即<
/p>
cellIndividualOffset
在
< br>measObjectEUTRA
中被定义为对应于服务频率）
< br>，并设置为
0
，如果没
有为服务
小区配置的话；
Hys
：
为该事件的滞后参数（即
hysteres
为
reportConfigEUTRA
内为该
事件定义的参数）
。
Off
：为该事件的偏移参数（即
a3-Offset
为
reportConfigEUTRA
内为
该事件定义的参数）
。
Ofn, Ocn, Ofs, Ocs, Hys, Off
单位为
dB
?
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 + Hys
< Thresh
?
eventA5
：服务小区质量低于一个绝对门限门限
1
（
<
br>Serving <
br>小区。 M
）
并且邻小区质
量高于一个绝对门限
2
（
Servin
g>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 + Hys < Thresh1 &
Mn + Ofn + Ocn - Hys >Threah2
事件离开条件：
Ms - Hys > Thresh1 or
Mn + Ofn + Ocn + Hys < Thresh2
1.3.2
系
统间测量事件
异系统测量事件采用
Bx
来标识，事件报告
种类：
?
EventB1
：邻小区比绝对门限好。用于测量高优先级的的
RAT
事件进入条件：
Mn
+ Ofn - Hys > Thresh
事件离开条件：
Mn + Ofn + Hys <
Thresh
?
EventB2
：
服务小区质量低于一个绝对门限门限
1
（
Serving
）
并且邻小区质量高
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。
事件进入条件：
Mn + Hys < Thresh1 &
Mn + Ofn - Hys >Thresh2
事件离开条件：
Mn - Hys > Thresh1 or
Mn + Ofn + Hys
1.3.3
easurementReport
消息
?
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
。
?
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
maxR
eportCells
。
如果
triggerType
为
“event”<
/p>
，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<
/p>
cgi-Info
?
接收网元（
eNB
）处理：获取测量结果。
测量报告消息内容如图
1
–
4
所示：
图
1
–
4
：测量报告消息内容
关键
IE
：
physCellId
：所报告小区的物理小区
ID
cellGlobalId
：所报告小区的
CGI
OPTIONAL
trackingAreaCode
：跟踪区域码
OPTIONAL
plmn-Id
entityList
：
PLMN
标识
列表
OPTIONAL
rsrpResult
：
RSRP
测量结果
rsrqResult
< br>：
RSRQ
测量结果
2
切换过程
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
< br>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
< br>(SAE)
和
3GPP
模块，<
/p>
实现了
LTE
系统与
3GPP
和非
3GPP
系统切换的
兼容。
2.1
切换技术
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，
< br>所以基于导频信道的测量标准对于
TD-LTE
来说并<
/p>
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。<
/p>
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：
<
/p>
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
(U
MTS)
或者全球
移动通信系统
(GS
M)
。
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
T
D-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
2.2.1
切
换类型
LTE
切换可分为以下几种类型：
?
系统内切换
?
eNB
内切换（
intra-eNB
）
：同一个
eNB
下
2
个小区之间的切换；
?
eNB
间切换（
inter-eNB
）
：
X2
切换、
S1
切换。不同
eNB
下的
2
个小
区之间的切换；
?
系统间切换：
E-UTRAN
与其他系统之间的切换（
inter-
RAT
）
2.2.2
切
换原则
1. eNB
选择信号最强（
RSRP
/RSRQ
值最大）的小区作为目标小区；
2.
如果目标小区同是存在
S1
和
X2
接口，则进行
X2
切换；
2.2.3
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<
/p>
要内容包含测量配置（
measConfig
）
、移动性控制（
mobilityControlInf
o
）
、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。
切换命令为携带
IE
mobilityControlInfo
的
RRCConnectionReconfiguration
消息。
2.3.1
e
NB
内切换
图
2
–
1
：
eN
B
内切换流程
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
RRC
Connection
Reconfiguration <
/p>
Complete
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。
-
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