LTE小区选择重选切换

LTE移动性管理相关概念

移动性管理是蜂窝移动通信系统必备的机制，能够辅助LTE系统实现负载均衡、提高用户体验以及系统整体性能。移动性管理主要分为两大类：空闲状态下的移动性管理和连接状态下的移动性管理。空闲状态下的移动性管理主要通过小区选择/重选来实现，由UE控制；连接状态下的移动性管理主要通过小区切换来实现，由eNodeB控制。

1、跟踪区（TA）

跟踪区（Tracking Area）是LTE/SAE系统为UE的位置管理新设立的概念。

跟踪区设计要求：

1）对于LTE的接入网和核心网保持相同的位置区域的概念

2）当UE处于空闲状态时，核心网能够知道UE所在的跟踪区

3）当处于空闲状态的UE需要被寻呼时，必须在UE所注册的跟踪区的所有小区进行寻呼

4）在LTE系统中应尽量减少因位置改变而引起的位置更新信令。

2、多注册TA

● ∙多个TA组成一个TA列表，同时分配给一个UE，UE在该TA列表内移

动时不需要执行TA更新。

● ∙当UE进入不在其所注册的TA列表中的新TA区域时，需要执行TA

更新，MME给UE重新分配一组TA，新分配的TA也可包含原有TA列表中

的一些TA。

● ∙每个小区只属于一个TA

图1：多注册TA

图2：UE的RRC状态及迁移3、LTE测量

● ∙RSRP，参考信号接收功率（对应TD-SCDMA / WCDMA的RSCP）

☐ ∙每个RB上RS的接收功率

☐ ∙提供了小区RS信号强度度量

☐ ∙根据RSRP对LTE候选小区排序，作为切换和小区重选的输入

● ∙RSSI，载波接收信号强度指示

☐ ∙UE对所有信号来源观测到的总接收带宽功率

● ∙RSRQ，参考信号接收质量（对应WCDMA的Ec/No）

☐ ∙RSRQ=N*RSRP/RSSI，N为RSSI测量带宽的RB个数

☐ ∙反映了小区RS信号的质量

☐ ∙当仅根据RSRP不能提供足够的信息来执行可靠的移动性管理

时，根据RSRQ对LTE候选小区排序，作为切换和小区重选的输入LTE小区选择/重选

UE处于空闲状态时会驻留在某个小区上。由于UE会在驻留小区内发起接入，因此，为了平衡不同频点之间的随机接入负荷，需要在UE进行小区驻留时尽量使其均匀分布，这是空闲状态下移动性管理的主要目的之一。为了达到这一目的，LTE引入了基于优先级的小区重选过程。

空闲状态下的UE需要完成的过程包括公共陆地移动网络（PLMN）选择、小区选择/重选、位置登记等。一旦完成驻留，UE可以进行以下操作。

∙读取系统信息（例如，驻留、接入和重选相关信息，位置区域信息等）；

∙读取寻呼信息；

∙发起连接建立过程。

一般来说，UE开机后会首先进行PLMN选择，然后进行小区选择/重选、位置登记等。由于PLMN选择和位置登记主要是NAS的功能，本节不做过多的涉及，下面将介绍小区选择和重选过程。

1、LTE小区选择

空闲状态

空闲状态指ECM-IDLE状态，其主要特征如下：

a) UE和网络之间没有信令连接，在E-UTRAN中不为UE分配无线资源

并且没有建立UE上下文；

b) UE和网络之间没有S1-MME和S1-U连接；

c) UE在有下行数据到达时，数据应终止在S-GW，并由MME发起寻呼；

d) 网络对UE位置所知的精度为TA级别；

e) 当UE进入未注册的新TA时，应执行TA更新；

f) 应使用DRX等具有节省电力的功能。

小区选择类型

不同场景

1) 初始小区选择

2) 存储信息的小区选择

不同时机

1) UE开机

2) 从RRC_CONNECTED返回到RRC_IDLE模式

3) 重新进入服务区

小区选择相关概念

Idle模式下的服务类型

1)受限服务：在一个可接受的小区上进行紧急呼叫

2)正常服务：合适小区上普通使用

3)操作人员服务：在一个保留小区上用于操作人员使用小区分类，按可提供的服务

1) 可接受小区：可获得受限服务（紧急呼叫）

2) 合适的小区：UE可驻留并获得正常服务

3) 禁止的小区：系统信息中指示小区为barred

4) 保留的小区：系统信息中指示小区为reserved

图3：Idle模式下的状态和状态转移

小区选择一般发生在PLMN选择之后，它的目的是使UE在开机后可以尽快选择一个信道质量满足条件的小区进行驻留，小区选择主要包括两大类。

(1) 初始小区选择

这种情况下，UE没有储存任何先验信息可以帮助其辨识具体的TD-LTE系统频率，因此，UE需要根据其自身能力扫描所有的TD-LTE频带，以便找到一个合适的小区进行驻留。在每一个频率上，UE只需用搜索信道质量最好的小区，一旦一个合适的小区出现，UE会选择它并进行驻留。

(2) 基于存储信息的小区选择

这种情况下，UE已经储存了载波频率相关的信息，同时也可能包括一些小区参数信息。UE会优先选择有相关信息的小区，一旦一个合适的小区出现，UE会选择它并进行驻留。如果储存了相关信息的小区都不合适，UE将发起初始小区选择过程。

小区选择过程中，UE需要对将要选择的小区进行测量，以便进行信道质量评估，判断其是否符合驻留的标准。小区选择的标准被称为S准则。当某个小区的信道质量满足S准则时，就可以被选择为驻留小区。S准则的具体内容如下：

S

rxlev

> 0

S

rxlev = Q

rxlevmeas

– (Q

rxlevmin

+ Q

rxlevminoffset

) - P

compensation

各参数的含义见下列图4表格：