lte移动性管理制度.docx
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lte移动性管理制度
LTE移动性管理
课程目标：
●LTE移动性管理的主要概念
●LTE小区选择/重选过程和算法参数
●掌握LTE切换算法参数
目录
第1章LTE移动性管理概述1
1.1LTE移动性管理简介1
1.2LTE移动性管理的基本原理及策越1
第2章小区选择/重选过程和算法参数3
2.1小区选择的S准则3
2.1.1小区重选3
2.1.2小区选择的S准则4
2.2小区重选的准则5
2.2.1小区重选优先级5
2.2.2小区重选的测量准则6
2.2.3小区重选的准则6
2.2.4异频或系统间小区重选准则：
7
重选到7
2.2.5异频或系统间小区重选需要注意的两点：
7
2.2.6异频或同频同优先级小区重选准则：
7
2.2.7UE状态的检测和后续处理8
第3章小区切换算法参数9
3.1切换的类型9
3.1.1小区选择9
3.2切换的测量报告触发的事件类型10
3.3切换的解决方案11
3.3.1基于覆盖的频内切换11
3.3.2基于负载均衡的频内切换11
3.3.3基于覆盖的频间切换13
3.3.4基于负载均衡的频间切换14
3.3.5基于负荷控制的频间切换16
3.3.6基于业务的频间切换17
3.3.7基于UE能力的频间切换17
3.3.8基于覆盖的系统间切换18
3.3.9基于负载均衡的系统间切换19
3.3.10基于负荷控制的系统间切换20
3.3.11基于业务的系统间切换21
第一章LTE移动性管理概述
知识点
LTE移动性管理简介
LTE系统移动性管理的基本原理及策越
一.1LTE移动性管理简介
UE在连接状态下移动过程中，当发现邻接小区的信号强度优于本小区到一定程度，并且这种持续一段时间后，就可能发起切换。
这种切换包括同频切换，异频切换，异系统的切换（也称为异系统的互操作）。
当UE处于空闲状态下时，当发现邻接小区的信号强度优于本小区到一定程度，并且这种持续一段时间后，就可能发起重选过程。
一.2LTE移动性管理的基本原理及策越
移动性管理算法负责解决UE在地理位置或逻辑小区位置改变时带来的一系列问题。
作为后3G移动通信技术，移动性管理算法在LTERRM中占有非常重要的地位。
根据前后频点和接入技术的变化情况分类，移动性管理包括频内、频间和系统间管理。
根据UE的RRC连接状态分类，移动性管理分为小区选择/重选、切换和重定向。
小区选择/重选对应于RRCIdle状态下的UE，切换对应于RRC连接状态且建立有DRB的UE。
对于具有RRC连接的UE，还可以通过RRCConnectionRelease携带Redirection消息做重定向。
小区选择/重选的主要操作在UE侧，接入网络提供导向和辅助信息。
切换操作由网络侧和UE侧共同完成，网络侧主导，UE侧协助。
LTE系统中所有切换均是硬切换，即需要与原小区断开连接，再与目标小区建立新的连接。
尽管在某些时刻两个小区都会保留有UE相关信息（e.g.UEContext），但是在同一个时刻UE只能与一个小区进行通信。
根据触发原因的不同，切换又可以细分为基于覆盖（RadioLinkMeasurement）的切换、基于负荷（LoadBalancing&LoadControl）的切换、基于业务的切换以及基于UE能力的切换等。
各种类型的切换不是孤立存在的，其相互之间有一定的耦合和制约关系，是一个统一的整体。
不同的切换类型具有不同的重要性和紧迫性，因此在切换策略上也有所不同。
基于负荷的切换分为基于负载均衡的切换和基于负荷控制的切换，其对应的系统负荷水平不同。
基于负荷控制的切换主要目的是保证整个系统的安全，其重要性和紧迫性均较高，且常常采用盲切。
基于负载均衡的切换主要是在同覆盖区域小区之间实现负荷分担，重要性较高，紧迫性次之。
基于覆盖的切换主要是为了保证用户的服务质量，重要性较高，紧迫性也较高。
基于业务的切换包括基于业务类型的切换和基于业务质量的切换，前者优先级高于后者，且通常采用盲切。
基于UE能力的切换主要目的是保持UE和业务的连接，重要性也较高。
第二章小区选择/重选过程和算法参数
知识点
小区选择的S准则
小区重选的相关参数
UE移动状态的检测和后续处理
二.1小区选择的S准则
二.1.1小区重选
小区重选对于网络侧而言，只需要E-UTRAN配置SIB用于小区重选参数即可，如相关门限、定时器参数、测量偏置等。
其它操作都在UE侧完成。
在实现上，小区重选需要考虑小区优先级。
优先级是按频点区分的，相同载频的优先级相同，CSG小区频点的优先级最高，小区优先级也就是对应载波的频点优先级。
小区重选的原则首先选择高优先级的E-UTRAN小区，依次为同频E-UTRAN小区、同优先级异频E-UTRAN小区、低优先级E-UTRAN小区、3G小区、2G小区。
该优先级顺序也可由运营商根据实际需要进行配置。
重选到新小区的条件主要满足：
1、在时间TreselectionRAT内，新小区信号强度高于服务小区；2、UE在以前服务小区驻留时间超过1s。
其中TreselectionRAT为小区重选定时器，对于每一种RAT的每一个目标频点或频率组，都定义了一个专用的小区重选定时器，当在E-UTRAN小区中评估重选或重选到其他RAT小区都要应用小区重选定时器。
为实现系统间小区重选需要在SystemInformationBlockType3中配置s-NonIntraSearch（系统间测量触发门限）。
E-UTRAN到UTRAN的小区重选参数，主要在SystemInformationBlockType6中配置，包含UTRAN小区频点信息和UTRAN邻小区相关信息等。
主要配置参数如下表所示。
表2.1-1E-UTRAN到UTRAN的小区重选主要参数
主要参数
说明
carrierFreq
UTRAN下行频点
cellReselectionPriority
UTRAN小区重选优先级
threshX-High
重选到比服务频点优先级高的UTRAN小区频点的高门限
threshX-Low
重选到比服务频点优先级低的UTRAN小区频点的低门限
q-RxLevMin
UTRAN小区中所需要的最小接收电平
p-MaxUTRA
上行最大允许传输功率
q-QualMin
UTRANFDD小区重选条件的最小质量要求
t-ReselectionUTRA
UTRAN小区重选定时器值
t-ReselectionUTRA-SF-Medium
在中速状态下的UTRAN小区重选时间比例因子
t-ReselectionUTRA-SF-High
在高速状态下的UTRAN小区重选时间比例因子
二.1.2小区选择的S准则
UE在以下情况下发起小区选择过程：
1.UE开机。
2.UE从连接模式回到空闲模式
3.模式过程中失去小区信息（比如信号衰减到很差时）
通过系统消息广播或专用信令下达的载频或RAT优先级信息，不适用于小区选择。
小区选择包括两种类型：
1.初始小区选择。
适用于没有任何E-UTRA载频的先验信息时，UE根据自己的能力搜索所有E-UTRA的无线频率，直到找到一个合适的小区，或者找到一个可接受的小区。
2.基于存储信息的小区选择。
适用于存储有一些E-UTRA载频信息甚至小区参数时，UE在相应载频上搜索小区，如果找到一个合适的小区则接入，否则回到初始小区选择过程。
不论可接受小区还是合适的小区，在信号强度方面必须满足小区选择的S准则：
Srxlev>0
其中Srxlev=Qrxlevmeas-（Qrxlevmin+Qrxlevminoffset）--Pcompensation。
Srxlev是小区选择接收电平值（dB），UE根据此值来判断是否选择目标小区。
Qrxlevmeas是UE测量得到的小区参考信号接收功率（RSRP）。
Qrxlevmin是小区中需要的最小接收电平值，在SIB1中发送。
Qrxlevminoffset是小区选择最小接收电平值的偏移值，当UE漫游到VPLMN并进行周期性PLMN选择时有效。
Pcompensation=MAX（UE上行最大可使用的发射功率PEMAX-UE最大射频输出功率PUMAX，0）。
通过系统消息广播或专用信令下达的载频或RAT优先级信息，不适用于小区选择。
小区选择包括两种类型：
二.2小区重选的准则
二.2.1小区重选优先级
通过系统消息广播或在RRC连接释放时的专用消息中携带的频率和RAT优先级对小区重选适用。
目前不支持RAT相同优先级情况，也即RAT之间必然是不同优先级，而不同频点间可以是相同优先级，也可以是不同优先级。
目前的移动性管理算法对小区重选优先级定义如下：
优先级按频点来区分，相同载频的优先级相同，CSG小区频点的优先级最高；小区的优先级也就是对应载波的频点优先级。
小区选择与重选具体原则为：
尽量保证初始小区选择所选小区的质量，体现在小区选择所用的最小接收电平值的配置上。
小区重选首先选择高优先级E-UTRAN小区，接下来的顺序依次是同频E-UTRAN小区、等优先级异频E-UTRAN小区、低优先级E-UTRAN小区、3G小区、2G小区，体现在小区优先级和重选参数配置上，一般说来3G和2G小区的优先级要低于E-UTRAN小区。
小区重选时CSG小区的优先级最高（包括各种RATCSG小区），各种RATCSG小区的优先级一般都相同基于移动速度的小区重选原则是：
高速UE的小区重选时间<中速UE的小区重选时间<正常速度UE的小区重选时间，高速UE的小区重选迟滞<中速UE的小区重选迟滞<正常速度UE的小区重选迟滞。
此外，核心网给eNB发送的SubscriberProfileIDforRAT/Frequencypriority信息，属于专用优先级。
如果UE到专用优先级，则忽略系统消息中的优先级。
在以下情况下释放专用优先级信息：
进入RRC连接态
可选的专用优先级有效时间过期
进行了PLMN的选择
二.2.2小区重选的测量准则
UE只对在系统消息中给定的并且通过系统消息或专用消息提供了优先级信息的载频和RAT进行小区重选的评估。
小区重选的测量准则如下（SServingCell是服务小区的S值Srxlev）：
A同频：
1如果在服务小区广播信息中携带了Sintrasearch并且SServingCell>Sintrasearch，Ue不执行频内测量；
2如果SServingCell<=Sintrasearch或者在服务小区广播信息中没有携带Sintrasearch，Ue执行频内测量。
B频间/系统间
1系统消息中广播的与UE相关的其它系统或载频的优先级高于UE当前E-UTRAN载频的优先级，UE开始执行高优先系统或载频的测量。
2系统消息中广播的与UE相关的其它系统或载频的优先级等于或低于UE当前E-UTRAN载频的优先级：
如果在服务小区广播信息中携带了Snonintrasearch并且SServingCell>Snonintrasearch，UE不执行优先级等于或低于当前E-UTRAN频率的系统或载频的测量；
如果SServingCell<=Snonintrasearch或者在服务小区广播信息中没有携带Snonintrasearch，UE开始测量，优先级等于或低于当前E-UTRAN频率的系统或载频。
二.2.3小区重选的准则
小区重选的准则如下：
二.2.4异频或系统间小区重选准则：
准则：
在时间间隔TreselectionRAT内，评估频点上的小区的SnonServingCell,x值大于门限值Threshx,high。
重选到比服务小区优先级高的E-UTRAN频点或RAT系统的小区的条件：
1.比服务小区优先级高的E-UTRAN频点或RAT系统的小区满足准则
2.UE在服务小区驻留的时间超过1s
重选到比服务小区优先级低的E-UTRAN频点或RAT系统的小区的条件：
1.当前频点或等优先级的E-UTRAN频点或高优先级的E-UTRAN频点或RAT系统都没有小区能满足准则；
2.在Treselection内，SServingCellThreshx,low。
3.UE在服务小区驻留的时间超过1s。
二.2.5异频或系统间小区重选需要注意的两点：
1.当UE处于中速或高速移动状态下时，以上准则中的TreselectionRAT要应用缩放准则。
简单的说，速度越高，TreselectionRAT应当越小。
2.如果有多个小区满足以上重选条件，UE将重选一个在最高优先级频点或者在最高优先级系统中选择满足以上重选准则的排序最高的小区，当最高优先级系统为E-UTRAN系统时，则根据同频和异频同优先级小区重选准则（不同RAT必然具有不同优先级）。
二.2.6异频或同频同优先级小区重选准则：
服务小区的排队准则Rs和相邻小区的排队准则Rn：
Rs=Qmeas,s+Qhyst
Rn=Qmeas,n-Qoffset
Rs：
服务小区定级值。
Rn：
邻区定级值。
Qmeas：
小区重选时测得的RSRP值。
Qhyst：
小区重选时当前服务小区的迟滞。
Qoffset：
小区重选时相邻小区的质量偏差，如果两个小区是同频，且Qoffsets,n有效，Qoffset等于Qoffsets,n，否则为零，如果两个小区是异频，且Qoffsets,n有效，Qoffset等于Qoffsets,n加上Qoffsetfrequency，否则等于Qoffsetfrequency。
UE将为所有满足小区选择S准则的小区按以上R准则定级排队，如果某个小区排队为最好小区，UE将对该小区执行重选。
在所有的情况中，仅当满足下面的条件，UE才会重选到新小区：
1.在时间TreselectionRAT内，新小区排序等级高于服务小区
2.UE在当前服务小区驻留时间超过1s
二.2.7UE状态的检测和后续处理
小区重选过程中，UE的移动状态将影响重选准则中的部分参数。
Idle状态的UE通过以下方式获取UE移动状态：
1.如果在一定观测时间内，小区重选次数超过了高速门限，则判决为高速移动状态；
2.如果在一定观测时间内，小区重选次数超过了中速门限而低于高速门限，则判决为中速移动状态；
否则，UE处于正常状态。
相关参数，如观测时间、中/高速门限，UE通过读取系统消息获取。
UE一旦检测移动状态是中速或者高速，将对当前服务小区的重选迟滞，以及备选小区信号质量的评估时间TreselectionRAT进行一定的缩放。
简单的说，速度越高，当前服务小区的定级值越低，备选小区质量评估时间越短，因此UE越容易离开当前小区进入新小区。
第三章小区切换算法参数
知识点
切换的类型
切换测量报告触发的事件类型
切换的解决方案
三.1切换的类型
三.1.1小区选择
根据组网方式，可以将切换分为：
1.频内切换
2.频间切换
3.系统间切换
根据触发原因，可以将切换分为：
1.基于覆盖的切换（无线链路质量）
2.基于负荷的切换（基于负载均衡的切换和基于负荷控制的强切）
3.基于业务的切换（基于业务类型的切换和基于业务质量的切换）
4.基于UE能力的切换
根据切换流程的外部接口，可以将切换分为：
1.基于X2口的切换
2.基于S1口的切换
根据网络拓扑结构，可以将切换分为：
1.ENODEB内的切换
2.同一MME或MMEpool的ENODEB间切换
3.不同MME或MMEpool的ENODEB间切换
根据是否下发测量，可以将切换分为：
1.基于测量的切换
2.盲切
根据是否下发测量，可以将切换分为：
1.有损切换
2.无损切换
三.2切换的测量报告触发的事件类型
3GPP协议分别为系统内切换和系统间切换定义了如下测量报告触发机制：
A1事件：
服务小区质量高于一个绝对门限（serving>threshold）。
A2事件：
服务小区质量低于一个绝对门限（servingA3事件：
邻区比服务小区质量高于一个门限（Neighbour>Serving+Offset，Offset：
+/-）。
A4事件：
邻区质量高于一个绝对门限（Neighbour>threshold）。
A5事件：
服务小区质量低于一个绝对门限（Servingthreshold2）。
B1事件：
系统间邻区质量高于一个绝对门限（Neighbour>threshold）。
B2事件：
服务小区质量低于一个绝对门限（Servingthreshold2）。
同时3GPP协议定义了周期性测量报告机制。
一般情况下，事件触发机制对于切换就足够了。
各测量事件的用途（建议但不限于）如下：
A1事件：
停止异频、异系统测量，同时在RRC控制下去激活Gap；
A2事件：
初始化异频、异系统测量，同时在RRC控制下激活Gap；如果配置了一个相对较低的门限，同频邻区列表以及随后的周期性上报机制，eNB可以据此挑选一个最好的小区做频内切换；
A3事件：
频内、频间基于覆盖的切换；
A4事件：
频内、频间基于负载均衡的切换；
A5事件：
频内/频间基于覆盖的切换；同A3事件相比，在某些特定场景有一定优势，例如能够在密集城区高干扰情况下避免频繁切换。
B1事件：
系统间基于负载均衡的切换；
B2事件：
系统间基于覆盖的切换；
三.3切换的解决方案
切换的解决方案主要侧重在以下几个方面：
1.应用场景
2.测量的下发与否以及时机
3.切换的触发
因此主要解决什么网络部署下对什么UE在什么时候执行什么样的切换。
三.3.1基于覆盖的频内切换
基于覆盖的频内切换是LTE最常见的切换机制，主要应用场景在相邻小区交界处，其中，原小区A和目标小区B具有相同的中心载频。
通常情况下为保证无缝覆盖，相邻小区会有一段重叠覆盖区域。
网络必须为在这段区域中的UE做好基于覆盖的频内切换的准备。
如果没有测量，eNB无法对UE的位置进行判断。
为了防止掉话，可为小区内的所有UE在RRC连接建立后立刻下发基于A3事件的频内测量：
Neighbour>Serving+Offset。
当UE从原小区A向目标小区B移动的过程中，必然经过这段交界区域，从而触发A3事件的测量报告。
一旦UE上报A3事件，且超过相应的上报次数门限，可对相应UE执行基于覆盖的频内切换。
三.3.2基于负载均衡的频内切换
从目前对3GPP协议的理解来看，当前的协议版本并不倾向于支持基于负载均衡的频内切换，主要是因为干扰，同频同覆盖没有什么应用场景。
然而，在相邻小区重叠覆盖的区域，还是有一些应用场景的。
图3.31基于负载均衡的频内切换
例如：
UE处于原小区A，邻区是目标小区B，两个小区使用相同的中心载频。
小区A中基于A3事件的切换门限为:
Neighbour>Serving+Qoffset1；而小区B中基于A3事件的切换门限为：
Neighbour>Serving+Qoffset2
当小区A的负荷达到负载均衡的门限且小区B处于低负荷状况时，对于小区A中的UE，可以根据负载均衡切换选择优先级选择UE并下发A3事件的测量：
Neighbour>Serving-Qoffset2+Qoffset-LB
也即
CellA信号强度-CellB信号强度其中，Qoffset-LB是为了避免乒乓效应（负载均衡和覆盖）引入的裕量。
假如Qoffset1=Qoffset2=2dB,Qoffset-LB=0.5dB，则UE从小区A切换到小区B（基于覆盖）的条件是：
CellA信号强度-CellB信号强度<-2dB
而UE从小区A切换到小区B（基于负载均衡）的条件是：
CellA信号强度-CellB信号强度<1.5dB
UE从小区B退回到小区A（基于覆盖）的条件是
：
CellA信号强度-CellB信号强度>2dB
因此，一旦UE上报基于负载均衡的A3测量报告且上报次数达到一定门限，CellA可对UE做基于负载均衡的频内切换，将UE转移到小区B中。
这种负载均衡的解决方案有一个前提，就是小区A必须知道小区B的Qoffset2，在目前的协议框架下需要人工配置。
目前各个公司正在力推的另一种解决方案是通过X2口交换切换相关参数，通过调整小区A和小区B的覆盖范围达到负载均衡的目的。
图3.32基于负载均衡的频内切换
三.3.3基于覆盖的频间切换
基于覆盖的频间切换，是LTE中比较常见的切换机制。
主要应用场景包括：
发生在相邻小区交界处。
其中，原小区A和目标小区B具有不同的中心载频。
通常情况下为保证无缝覆盖，相邻小区会有一段重叠覆盖区域。
1.其中，原小区A和目标小区B具有不同的中心载频。
通常情况下为保证无缝覆盖，相邻小区会有一段重叠覆盖区域。
图3.33基于覆盖的频间切换
其中，原小区A和目标小区B具有不同的中心载频。
原小区A的覆盖范围大于邻区B，且邻区B的覆盖包含在原小区A的覆盖范围内但又不属于同覆盖。
小区B可能是补盲基站，如商场内的室内覆盖，或者私有基站，例如HomeeNB。
发生在具有包含或者相邻关系的小区交界处，其中，原小区A和目标小区B具有不同的中心载频。
原小区A的覆盖范围小于邻区B，且小区A的覆盖包含在小区B的覆盖范围内。
小区B在小区A的覆盖范围内可能有覆盖，也可能没有覆盖。
小区A可能是补盲基站，如商场内的室内覆盖，或者私有基站，例如HomeeNB，或者是补忙基站，如热点地区的Pico、Femto。
网络需要为在这段区域中的UE做好基于覆盖的频间切换的准备。
如果没有测量，eNB无法对UE的位置进行判断。
为了防止掉话，可为小区内的所有UE在RRC连接建立后立刻下发A2事件的测量，监控当前服务小区信号质量。
一旦上报A2事件，可下发A3事件的频间测量：
Neighbour>Serving+Offset，同时根据UE能力信息决定是否激活Gap。
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