LTE测量与切换详解 - 图文

LTE测量与切换详解（非常全面）

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MeasurementReport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。

●触发条件：eNB向UE发起/修改/删除测量。

●发送网元：（eNB）处理：将测量配置填项填入RRCConnectionReconfigurtion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。

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UTRA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 configurtions（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-UTRAN承载频率

allowedMeasBandwidth：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

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。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。

timeToTrigger：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―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 Reconfiguration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：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和RSRQ。

1.2.1 RSRP

1.2.2 RSRQ

1.3 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（RSRP和RSRQ的测量值）、邻小区的测量结果（可选）。

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 > 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 + 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dB。

Hys：为此事件的滞后参数。单位为dB。取值范围（0-30），实际值=取值*0.5dB

Thresh：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，用于频内/频间的基于覆盖的切换。

事件进入条件：Mn - Offset - Hys > Ms

事件离开条件：Mn - Offset + Hys < Ms 其中：

Offset = a3-offset + Ofs + Ocs - Ofn - Ocn 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offsetFreq在measObjectEUTRA中被定义为对应于邻区的频率）

Ocn：为该邻区的小区特定偏置（即cellIndividualOffset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cellIndividualOffset在measObjectEUTRA中被定义为对应于服务频率），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）。

a3-Offset ：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 + Offset - Hys > Thresh

事件离开条件：Mn + Offset + Hys < Thresh 其中，

Offset = Ofn + Ocn eventA5

服务小区质量低于一个绝对门限门限1（Servingthreshold2）。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 + Offset - Hys >Threah2

事件离开条件：Ms - Hys > Thresh1 or Mn + Offset + Hys < Thresh2 其中，

Offset = Ofn + Ocn

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小区。

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（Servingthreshold2）。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 MeasurementReport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

●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-IdentityList：PLMN标识列表 OPTIONAL rsrpResult：RSRP测量结果 rsrqResult：RSRQ测量结果

11. UE接收到包含MobilityControlInfo的RRC重配置消息后，中断与Source eNodeB的无线连接，并开始同Target eNodeB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Target eNodeB去指示切换进程对于UE已完成。

在eNB侧跟踪信令流程图如下：

图2 – 12：基于S1的切换信令流程

图2 – 4：基于X2的切换流程

1. Source 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 ConnectionReconfiguration 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。Source 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Source 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的Source eNodeB。

3. 为了在目标侧为切换预留资源，Source eNodeB向TargeteNodeB发送Handover Request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Source eNodeB发送Handover Request Acknowledge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. Source eNodeB将切换执行时UE接入目标小区所需的参数生成RRC Connection 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PDCP SN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Source eNodeB的无线连接，并开始同Target eNodeB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Target eNodeB去指示切换进程对于UE已完成。

下图是在eNB侧跟踪到的信令流程图：

图2 – 5：基于X2切换的信令

Handover Request：

关键IE：

UE-X2AP-ID \\ ECGI \\ GUMMEI Cause：原因

UE-contextInformation：UE上下文信息 UE-HistoryInformation：UE历史信息 TraceActivation：

图2 – 6：handover request消息内容

其中UE上下文信息中包含上行GTP隧道信息，如下图：

图2 – 7：UE上下文信息

Handover Request Acknowledge：

Handover Request Acknowledge消息内容包含新的UE-X2AP-ID（UE-X2AP-ID-NEW）、承载信息和切换命令，如下图所示：

图2 – 8：Handover Request Acknowledge消息内容

SN Status Transfer：

对于PDCP SN 和HFN状态被保存的每一个SAE承载，在X2接口切换时，从源eNB到目标eNB传送上行PDCP-SN和HFN 的接收状态，下行PDCP-SN和HFN的发送状态 。

内容如下图所示：

图2 – 9：SN Status Transfer消息内容

Path Switch Request：

路径转换请求的目的是请求将下行GTP隧道转换到新的GTP隧道终结点。 消息内容如下图所示：

图2 – 10：Path Switch Request消息内容

UE CONTEXT RELEASE：

切换成功后请求源eNB释放相关资源。消息内容如下：

图2 – 11：UE CONTEXT RELEASE消息内容

2.3.3 基于S1的切换

图2 – 12：基于S1的切换流程

1. Source 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 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。Source 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Source 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的Source eNodeB。

3. Source eNodeB向MME（Mobility Management Entity） 发送Handover Required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、UE RAN上下文信息等。

4. 为了在目标侧为切换预留资源，MME向Target eNB发送Handover Request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Handover Request Acknowledge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Source eNodeB发送Handover Command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. Source eNodeB将切换执行时UE接入目标小区所需的参数生成RRC Connection 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。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/0ezd.html