多场景RRC重建原因分析及优化思路

多场景RRC重建原因分析一、摘要在LTE系统中，RRC连接重建过程在保持无线链路的可靠性和保证服务的连续性方面有着非常重要的作用。本文着重探讨了RRC重建立的发起场景、发起原因、小区选择和RRC连接配置参数更新等，旨在通过介绍LTE系统中RRC重建信令流程及其相关参数起到指导实际应用的效果；通过参数设置、RF优化等网优手段，降低现网重建比例，改善用户使用感知。关键字：RRC重建立、配置参数、RF优化、信令二、理论背景当处于RRC连接状态时，如果出现切换失败、无线链路失败、完整性保护失败、RRC重配置失败等情况，将会触发RRC连接重建过程。该过程旨在重建RRC连接，包括SRB1操作的恢复以及安全的重激活。处于RRC_CONNECED状态的UE，安全已被激活，可发起该过程继续RRC连接。仅当相关小区是具有UE上下文的小区时，连接重建才会成功。如果E-UTRAN认可重建，SRB1的操作会恢复，而其他RB将继续保持挂起。如果AS安全没有被激活，UE不会发起该过程，直接转到RRC_IDLE状态。RRC重建立的KPI指标定义如下，其中RRC连接重建请求次数可细分为4项带原因的重建次数的总和。RRC重建的信令流程如下：RRC连接重建立具体流程：1、RRC重建初始化当出现以下任一情况是，触发RRC重建初始化：1）检测到无线链路失败；2）切换失败；3）E-UTRA侧移动性失败；4）底层制式完整性校验失败；5）RRC连接重配失败。在RRC重建初始化阶段，UE会执行如下操作:•停止定时器T310，如果正在运行；•开始定时器T311；•挂起除SRB0之外的所有RB；•复位MAC；•应用缺省的物理信道配置；•应用缺省的半持久调度配置；•应用缺省的MAC主配置；•释放reportProximityConfig并情况所有邻近状态报告相关的定时器；•进行小区选择；当选择一个合适的E-UTRA小区后，意味着RRC重建初始化完成，此时，UE将执行如下操作：•停止定时器T311；•开始定时器T301；•采用SystemInformationBlockType2中包含的timeAlignmentTimerCommon。•初始化RRCConnectionReestablishmentRequest消息的发送；注：该过程同样适用于如果UE返回源小区的情况注：在定时器T311运行过程中，UE选择了一个不同RAT的小区时，UE将离开RRC_CONNECTED状态，同时‘RRC连接失败’。2、UE发送RRCConnectionReestablishmentRequest消息RRCConnectionReestablishmentRequest消息主要包含两部分内容：ue-Identity；reestablishmentCause。1)ue-IdentityUE识别码，凭借该标识可以取回UE信息，以及帮助低层减缓竞争问题。对UE设置C-RNTI如下：切换失败和从E-UTRAN移动失败的情况触发的RRC连接重建，将C-RNTI设置为源小区中使用的C-RNTI；若是其他情况触发的重建，则将C-RNTI设置为触发重建的小区的C-RNTI。对UE设置PhysCellld如图所示:切换失败和从E-UTRAN移动失败的情况触发的RRC连接重建，将PhysCellld设置为源小区中使用的物理小区标识；若是其他情况触发的重建，则将PhysCellld设置为触发重建的小区的物理小区标识。将ShortMAC设置为计算出的MAC-1的低16bit。UE将各IEs封装在重建请求中后，在CCH信道上通过发送MSG3消息将RRC连接请求消息发送到enb°UE端发送MSG3消息包含RRC连接重建请求、调度请求、在RAR中解码的T-RNTI，如果存在C-RNTI那么也包含；如果不存在C-RNTI，就包括唯一的48bitUE标识。网络端通过解析该消息，获取此消息中的IEs，获取了ue-idetity和重建的具体原因，同时对网络端各层进行连接配置，并将UE端进入连接状态所需的无线资源配置专有信息组装到RRCConnectionReestablishment消息中发送给UE。2)reestablishmentCause在RRCConnectionReestablishmentRequest消息中ReestablishmentCause为枚举类型，包括以下四个信息元素：reconfigurationFailure,handoverFailure,otherFailure,spare1。•如果重新建立过程的发起是UE没有办法遵从重配的重配失败，设置reestablishmentCause为‘reconfigurationFailure’；•如果重新建立过程的发起是由于LTE内切换失败EUTRA侧不同RAT移动性失败切换失败，设置reestablishmentCause为‘handoverFailure’；•否则，设置reestablishmentCause为‘otherFailure’；UE应将RRCConnectionReestablishmentRequest消息提交给底层传输。3、UE接收RRCConnectionReestablishment消息当UE接收到RRCConnectionReestablishment消息，UE将执行如下操作：•停止定时器T301；•为SRB1重建PDCP；•为SRB1重建RLC；•根据接收到的radioResourceConfigDedicated进行无线资源配置过程；•恢复SRB1；•根据当前KeNB关联的密钥KASME密钥更新KeNB，使用RRCConnectionReestablishment消息中指示的nextHopChainingCount值;•存储nextHopChainingCount值；•根据之前配置的完整性算法推演KRRCint密钥；•根据之前配置的加密算法推演KRRCenc密钥和KUPenc密钥；•立刻配置底层使用之前配置的算法和KRRCint密钥，配置底层，激活完整性保护，对UE所有后来接收和发送的消息应用完整性保护，包括指示该过程成功完成的消息；•立刻配置底层使用之前配置的算法、KRRCenc密钥以及KUPenc密钥，配置底层进行加密，对UE所有后来接收和发送的消息都有进行加密，包括指示该过程成功完成的消息；•设置RRCConnectionReestablishmentComplete消息内容如下：如果UE有最近一次无线链路失败相关的信息，则包含rlf-InfoAvailable并设置为true；•进行测量相关的动作；•将RRCConnectionReestablishmentComplete消息提交给底层进行传输，此过程结束。消息内容如下：注意：当T301超时或已选小区变更时，UE将离开RRC_CONNECTED状态，同时‘RRC连接失败’。4、UE接收RRCConnectionReestablishmentReject消息当接收到RRCConnectionReestablishmentReject消息，UE将离开RRC_CONNECTED状态，释放的原因为‘RRC连接失败’。5、UE发送RRCConnectionReestablishmentComplete消息RRCConnectionReestablishmentComplete消息主要包含域rlf-InfoAvailable，该域用来指示RLF相关测量的可能性。如果UE有最近一次无线链路失败相关的信息，则包含rlf-InfoAvailable并设置为true。6、相关定时器定时器T301、T311超时均会导致RRC连接失败，UE回到空闲状态。T301:此定时器开启的条件是uE端发送RRCConnectionreestablishment消息；当前驻留小区变得不再适合，或者UE端接收到网络端对RRC连接重建请求的响应时（重建许可或者拒绝消息），该定时器停止运行；如果定时器T301已计满，则RRC直接执行进入RRC_IDLE状态的操作。T310：UE端的RRC接收到N310个连续失步指示，即检测到物理层出现问题，开启定时器T310；底层向RRC发送连续同步指示，T310停止计时,RRC连接重建初始化或者切换过程被触发，T310也停止运作；T310若超时，在安全性已激的情况下RRC连接重建初始化开始进行，否则RRC直接进入RRC_IDLE状态。T311：RRC连接重建初始化开始，开启定时器T311；当选择到小区，无论是E-UTRAN小区还是inter-RAT小区；都停止T311的运作。若T311超时，RRC并不初始化重建过程，并执行进入RRC_IDLE的操作。7、重建过程中RRC连接失败的几种情形1）在无线环境恶劣的情况下，RRC连接重建的小区选择中，PHY首先只搜索到一个小区，并且在解读SIB1时，得知其属于被禁止的小区。RRC经过判断得知UE端丢失覆盖。2）UE端已经发送MSG1，收到RAR，经UE端解析得知是随机接入失败响应指示，引起重建失败。3）RRC连接重建请求发出，T301计时已满，但是UE端没有收到重建请求响应，则UE端的RRC执行离开RRC_connected的操作。可能性有两种，一为UE端发送的RRC连接重建请求消息在空中丢失，网络端没有收到请求消息；二为网络端接收到RRC连接重建请求，对此作出回应，但在空中丢失，同样导致在T301时间范围内，UE接收不到RAR。4）当接收到RRCconnectionReestablishmentReject消息时，即UE端收到了网络端的信令拒绝消息，不能进行连接过程。三、重建影响在LTE系统中，RRC连接重建过程在保持无线链路的可靠性和保证服务的连续性方面起到了重要作用，重建比例过高可能会影响切换、重传等网络指标，同时带来用户使用感知的下降。对于RRC连接重建的优化可以从切换、无线链路失败、重配置等方面入手。四、优化措施1、通过定时器调整提高RRC重建成功率1）通过设置定时器T311来延长重建过程中UE进行小区选择的时长；2）通过设置定时器T301来延长重建时长，但需要掌握延长尺度，因为RRCConnectionReestablishment过程滞后也会带来用户感知的下降。2、按照切换优化的思路进行切换类型的重建优化1）核查邻区状态，是否存在邻区漏配、错配。2）通过修改切换参数（如CIO、事件触发门限、TimetoTrigger时长等），缓解切换类型重建问题。3、RF优化解决无线链路失败触发的重建优化UE上报的other原因重建立，从协议的角度，Preamble达到最大传输次数、上行RLC达到最大传输次数、无线链路失败等。1）检查参数配置。PUSCH闭环功控的调整类型优化为自适应。配置为绝对式也有可能导致UE间的上行信道干扰增大，导致UE容易出现other原因的重建立。2）分析路测数据，是否存在覆盖、干扰问题。4、RRC重配置失败、底层完整性保护失败在RRCConnectionReestablishmentRequest消息中ReestablishmentCause为枚举类型，包括以下四个信息元素：re