机制与流程-第1章待机状态的处理机制

1.LTE终端有几种工作模式?各种工作模式有什么差别?

2.LTE终端的工作模式借鉴了哪些移动通信系统终端的工作模式?

3.待机状态下终端需要完成哪些任务?

4.设计待机状态有哪些关注的因素?

5.待机状态下终端如何运作?

6.什么事驻留?怎么才算驻留?

7.PLMN分哪些种类?终端如何选择PLMN?

8.小区选择分几种?是如何进行的?

9.小区重选是如何进行的?

10.什么事测量?测量哪些内容?终端何时测量?

11.小区选择时终端采用什么样的判据?

12.小区重选时终端采用什么样的判据?

13.小区同步的含义是什么?

14.小区同步过程需要借助哪些信号与信道?

15.终端如何与小区实现同步?

16.常用的系统信息有哪些种类?

17.MIB的主要内容是什么?SIB1的主要内容是什么?

18.哪些系统信息与待机状态相关?

19.什么是位置登记?LTE的位置区有什么特色?

20.什么是寻呼?LTE系统如何发送和接收寻呼信息?

 

 

1.LTE终端有几种工作模式?各种工作模式有什么差别?

关机、待机、联机

关机后终端没有完全断电,还有一部分模块以极低的功耗工作着(冬眠)。

待机状态最大的特点就是终端的任务比较少,还没有建立与网络的业务连接,基本不占用网络资源,也就是待机状态开销小、省资源。

联机状态,终端才能与移动通信网络建立业务连接,才能实现移动通信系统的终极任务:让人们在任何时间、任何地点实现沟通。联机状态消耗大量的资源,终端和网络侧开销很大

工作模式

关机

待机

联机

网络感知

到区域

到小区

同步

终端到基站

双向

业务连接

功耗

极低

较低

 

2.LTE终端的工作模式借鉴了哪些移动通信系统终端的工作模式?

LTE终端的工作模式完全复制了GSM终端的工作模式,因为LTE终端只支持分组交换,就像GSM只支持电路交换一样。

3.待机状态下终端需要完成哪些任务?

  1. 必须跟对小区,团结在合适的基站周围;(闻-测量周边环境;听-小区广播和寻呼)
  2. 时刻准备建立业务连接。

4.设计待机状态有哪些关注的因素?

  1. 省电:也就是尽量延长终端的待机时间;(DRX不连续接收)
  2. 响应快:也就是网络寻呼后终端能尽快连接。

5.待机状态下终端如何运作?

  1. PLMN选择
  2. 小区选择与重选
  3. 位置登记

 

6.什么是驻留?怎么才算驻留?

驻留,Camp,也就是安营扎寨。换句话,终端找到一个落脚点,当然这个落脚点不是永久的,终端可以通过小区重选,不断的改变驻留的小区。

小区所说的PLMN可用;小区的无线信号足够强。是否驻留需要看终端是否与小区实现信息同步,所谓同步是指终端接收到了小区广播的系统信息,包括接入参数、邻区信息等一系列的系统信息。

7.PLMN分哪些种类?终端如何选择PLMN?

种类:归属PLMN、等价PLMN、漫游PLMN

PLMN的选择基于PLMN在无线侧的三大特性:工作频段、频点和PLMN标识来展开。工作频段与终端制式有关(现在一般都是多模终端),根据硬件可以进行PLMN选择的具体频段;选择过程分为两步:PLMN搜索(与频点和PLMN标识有关);PLMN注册。

PLMN搜索是终端扫描所在区域的PLMN信息,产生一个可用的PLMN列表,列表中包括工作频点和PLMN标识,PLMN标识也就是MCC和MNC。

PLMN注册是终端根据PLMN列表的信息注册到PLMN中,PLMN注册又称为附着,终端需要与网络交互。

8.小区选择分几种?是如何进行的?

  1. 初始小区选择:

终端在进行初始小区选择时需要了解所有频段的环境,因此会在每个频段上扫描频点;

在每个频点上终端只关注最强的小区信号,并与之同步;

终端同步后只需要获得PLMN标识,而且不需要驻留到目标小区中。简言之,初始小区选择是个循环过程,直到扫描完整个频段。

  1. 常规小区选择

“见贤思齐”

所谓“见”,就是终端对环境的感知,针对确定的频点;

而“贤”,就是终端在频点上感知到了可驻留的强小区;

至于“思”,就是判决,也就是终端根据小区选择需要遵循的判据来做判断和决策;

最后“齐”,代表小区同步的过程。

9.小区重选是如何进行的?

“见异思迁”

“见”,还是终端对环境的感知;

“异”,就是终端感知到了邻区,当然这个邻区要足够强;

“思”,还是判决,也就是终端根据小区重选需要遵循的判据来进行判断和决策;

“迁”,同样代表小区同步的过程。

10.什么是测量?测量哪些内容?终端何时测量?

测量是移动通信技术中经常遇到的一个术语,测量是终端感知周围环境的方法,而且由于无法定位,测量更像人的鼻子,而不是人的耳目。

小区选择中的测量:测量对象RSRP;测量范围,初始小区选择会对全频段进行测量,耗时长,常规小区选择根据特定的额频点信息进行测量,速度快。

小区重选中的测量:测量对象RSRP;测量范围包括服务小区和周围邻区。

待机状态的终端有DRX周期,当DRX周期的处于唤醒阶段时才进行上述测量。

11.小区选择时终端采用什么样的判据?

S算法:Srxlev≥0(R8)

Srxlev=Qrxlevmeas-(Qrxlevmin+Qrxlevminoffset)-max(Pemax-PPowerClass,0)

S算法参数的描述及其来源(R8)

参数

描述

来源

单位

Qrxlevmeas

目标小区的RSRP

测量

dBm

Qrxlevmin

最低RSRP

SIB1广播

dBm

Qrxlevminoffset

最低RSRP偏置值

SIB1广播

dB

PEMAX

终端上行最大可用发射功率

SIB1广播

dBm

PPowerClass

终端最大发射功率

终端功率等级

dBm

S算法:Srxlev≥0并且Squal≥0(R9)

Squal=Qqualmeas-(Qqualmin+Qqualminoffset)

S算法参数的描述及其来源(R9)

参数

描述

来源

单位

Qqualmeas

目标小区的RSRQ

测量

dB

Qqualmin

最低RSRQ

SIB1广播

dB

Qqualminoffset

最低RSRQ偏置值

SIB1广播

dB

 

12.小区重选时终端采用什么样的判据?

终端定时测量服务小区的RSRP,当RSRP低于门限后,终端开始测量领区的RSRP。测量的多个邻区的RSRP通过S准则(同S算法)过滤掉不符合条件的邻区,终端再根据R(Rank)准则对候选邻区排序,如果排序得到的最好的小区不是服务小区,终端将重选最好小区。

上文中提到的门限如下:

启动同频测量的条件:S服务小区≤Sintrasearch(一般在-80dBm)

启动异频测量的条件:S服务小区≤Snonintrasearch(一般在-110dBm)

S服务小区代表测量得到的服务小区RSRP经过S算法处理后的结果,Sintrasearch和Snonintrasearch两个门限值是系统参数,都会由SIB3来广播。

R准则有两个表达式:

Rs=Qmeas,s+Qhyst  服务小区

Rn=Qmeas,n-Qoffset  邻区

R准则参数描述及来源:

参数

描述

来源

单位

Qmeas

测量的小区RSRP

测量

dBm

Qhyst

迟滞值

SIB3广播

dB

Qoffset

偏置值

SIB4广播

dB

 

13.小区同步的含义是什么?

小区同步,是指终端同步到服务小区。小区同步分为两个步骤。终端首先与服务小区进行物理层的同步,之后终端经过测量和判决过程后,驻留到服务小区,接收服务小区广播的系统信息,实现信息同步。物理层同步分为时域和频域上的同步。

14.小区同步过程需要借助哪些信号与信道?

LTE中单借助主同步信号(PSS)、辅助同步信号(SSS)、广播物理信道(PBCH)和小区参考信号(CRS),最终复制了LTE空中接口的时间结构。

15.终端如何与小区实现同步?

利用主同步信号,可以得到部分PCI;再利用辅助同步信号,得到无线帧的位置、时隙位置和PCI。

借助时间结构和PCI,我们可以解调出广播物理信道,从而获得下行带宽等关键参数,而利用下行带宽和PCI,终端监测小区参考信号,才能得到RSRP和RSRQ,为后续的判决提供数据。

16.常用的系统信息有哪些种类?

类型

内容

特点

MIB

系统基本信息

必备

SIB1

小区选择参数、SIB调度信息

必备

SIB2

随机接入参数、信道配置

必备

SIB3

小区重选参数

必备

SIB4

同频邻区信息

必备

SIB5

异频邻区信息

可选

SIB6

WCDMA/TD-SCDMA邻区信息

可选

SIB7

GSM/GPRS邻区信息

可选

SIB8

cdma2000邻区信息

可选

 

17.MIB的主要内容是什么?SIB1的主要内容是什么?

MIB(Master Information Block)主信息模块:

  1. 下行带宽3bit,对应6、15、25、50、75、100个RB六种带宽取值,也就是1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz和20MHz的带宽。
  2. PHICH位置1bit,对应正常或扩展的PHICH
  3. PHICH参数2bit,代表PHICH参数Ng,对应1/6、1/2、1或2四种取值。
  4. SFN(系统帧编号)8bit,代表SFN的高8位,剩下的低2位需要终端自行判断。
  5. 预留比特10bit,目前没有使用。

SIB1(System Information Block)系统信息块:

  1. PLMN标识,MCC和MNC,LTE小区可广播高达6组PLMN标识;
  2. TAC,跟踪区代码
  3. CID,小区标识,CID用于核心网,与用于无线网的PCI不同
  4. 小区选择参数,Qrxlevmin,乘以2后等于最小信号电平;
  5. 工作频段标识,如果是1.8GHz FDD LTE网络,对应的频段标识就是3,如果是TD LTE网络,对应的额频段标识是38、39或者40;
  6. SIB调度信息,主要是各种SIB的调度周期
  7. TDD配置参数,包含上下行比例和特殊子帧格式等信息。

18.哪些系统信息与待机状态相关?

参数

描述

来源

机制

PLMN-Identity

MCC和MNC

SIB1广播

小区选择

Qrxlevmin

最低RSRP

SIB1广播

小区选择

Qrxlevminoffset

最低RSRP偏置值

SIB1广播

小区选择

PEMAX

终端上行最大可用发射功率

SIB1广播

小区选择

Qqualmin

最低RSRQ

SIB1广播

小区选择

Qqualminoffset

最低RSRQ偏置值

SIB1广播

小区选择

Qhyst

迟滞值

SIB3广播

小区重选

Qoffset

偏置值

SIB4广播

小区重选

Sintrasearch

同频测量启动门限

SIB3广播

小区重选

Snonintrasearch

异频测量启动门限

SIB3广播

小区重选

TreselectionEUTRA

重选持续时间

SIB3广播

小区重选

TackingAreaCode

TAC

SIB1广播

位置更新

DefaultPagingCycle

DRX周期

SIB2播

寻呼

nB

寻呼帧与寻呼时机的密度

SIB2播

寻呼

 

19.什么是位置登记?LTE的位置区有什么特色?

所谓位置登记,就是终端向核心网汇报自己所在的位置,从而可以实现被叫的机制。

所谓位置区,就是由地理上相邻的小区组成的一个区域,这些小区实现连续覆盖。知道了小区,就可以知道小区所处的位置区;而知道了位置区,就知道了位置区下属的小区。

LTE位置区称为跟踪区(Tracking Area),缩写TA,继承自RA(GPRS系统采用);TA列表理解为TA组,也就是1-16个相邻TA的组合。一个TA可以属于多个TA列表。

TA列表的巧妙之处在于TA列表跟用户相关,不同的用户可以设置不同的TA列表,这样不同的用户的位置更新方式就有了明显的区别。

终端向核心网汇报自己的TA后,核心网会下发终端的TA列表信息,终端就知道自己的TA列表了。

20.什么是寻呼?LTE系统如何发送和接收寻呼信息?

从核心网网元MME看,不管终端处于待机还是联机状态,都可以呼叫终端;

从无线网络的角度看,只有呼叫待机状态的终端时才称为寻呼,呼叫联机状态的终端时称为通知。

寻呼待机状态的终端时,MME采用S-TMSI作为终端的ID来寻呼终端,S-TMSI是LTE终端在MME中的临时标识,如果终端没有分配到S-TMSI,MME就只能用终端的IMSI来寻呼终端了。

发送:

  1. 从MME处得到终端的UE ID;
  2. 得到一个DRX周期中寻呼帧的数量N;
  3. 根据UE_ID和N,采用散列方法,确定终端寻呼消息所在无线帧的SFN;
  4. 得到每个寻呼帧中寻呼消息占用的子帧Ns;
  5. 根据双工方式、UE_ID、Ns和N,采用散列的方法,再确定终端寻呼消息所在的寻呼时机

接收:

 

终端从SIB2广播中获取寻呼相关的配置参数nB,根据nB得到小区的寻呼帧密度和寻呼时机密度Ns。获得参数DefaultPagingCycle,得到默认DRX周期。最后根据自己的IMSI得到UE_ID。

终端根据DRX周期、寻呼帧密度和UE_ID,利用散列的方法,可以确定唤醒时刻,也就是唤醒时的无线帧SFN。

终端再根据双工方式、UE_ID和Ns就可以确定寻呼时机PO,做好了在这个子帧上接收寻呼消息的准备。

终端在寻呼时机PO对应的子帧上,首先接收PDCCH上的消息,检测其中的RNTI。如果终端发现RNTI的数值等于P-RNTI(十六进制数0xFFFE),代表PDCCH关联的PDSCH上承载了寻呼消息。

终端接下来就得到PDSCH上接收寻呼消息,并检测寻呼消息的终端ID是否与自己的ID相同,如果相同,终端就会发起随机接入过程,如果不同,终端在完成其他工作后,将继续休眠。

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