小区选择与重选问题优化

模块1LTE概述模块2LTE基本原理及关键技术模块3LTE基本信令流程模块4LTE覆盖问题优化模块5接入问题优化模块6小区选择和重选问题优化模块7切换问题优化模块8功率控制问题优化课程目标内容提要任务1PLMN选择任务2

LTE小区选择与重选任务3

LTE小区切换算法参数任务1PLMN选择PLMN相关概念UE选择PLMN的过程PLMN相关概念PLMNPLMN（PublicLandMobileNetwork，公共陆地移动网络），由政府或它所批准的经营者，为公众提供陆地移动通信业务目的而建立和经营的网络。该网络通常与公众交换电话网（PSTN）和因特网互连，形成整个地区或国家规模的通信网。PLMN由MCC移动国家码和MNC移动网络码组成，例如中国移动GSM的PLMN为国家码460和网络码00，中国联通GSM的PLMN为国家码460网络码01。PLMN相关概念⑴RPLMN(RegisteredPLMN已登记PLMN）：已登记PLMN。是终端在上次关机或脱网前登记上的PLMN。该PLMN保存在终端的内存中。⑵EPLMN(EquivalentPLMN等效PLMN）：为与终端当前所选择的PLMN处于同等地位的PLMN，其优先级相同。⑶EHPLMN(EquivalentHomePLMN等效本地PLMN）：为与终端当前所选择的PLMN处于同等地位的本地PLMN。其实：EHPLMN和EPLMN就好比是中移动的新建的158网络，而PLMN就好比是原来的135～139网络。

PLMN相关概念⑷HPLMN(HomePLMN归属PLMN）：为终端用户归属的PLMN。也就是说，终端USIM卡上的IMSI号中包含的MCC和MNC与HPLMN上的MCC和MNC是一致的，对于某一用户来说，其归属的PLMN只有一个。⑸VPLMN(VisitedPLMN访问PLMN）：为终端用户访问的PLMN。其PLMN和存在SIM卡中的IMSI的MCC，MNC是不完全相同的。当移动终端丢失覆盖后，一个VPLMN将被选择。

⑹UPLMN(UserControlledPLMN用户控制PLMN）：是储存在USIM卡上的一个与PLMN选择有关的参数。PLMN相关概念⑺OPLMN(OperatorControlledPLMN运营商控制PLMN）：是储存在USIM卡上的一个与PLMN选择有关的参数。⑻FPLMN(ForbiddenPLMN禁用PLMN）：为被禁止访问的PLMN，通常终端在尝试接入某个PLMN被拒绝以后，会将其加到本列表中。⑼APLMN(ApprovePLMN可捕获PLMN）：为终端能在其上找到至少一个小区，并能读出其PLMN标识信息的PLMN。任务1PLMN选择PLMN相关概念UE选择PLMN的过程UE选择PLMN的过程LTE系统中,PLMN的选择可以分为自动和手动两种形式.

自动：指的是UE根据事先设好的优先级准则,自主完成PLMN的搜索和选择.

手动：是指UE将满足条件的PLMN列表呈现给用户,由用户来作出选择.

UE选择PLMN的过程PLMN搜索选择的流程图

UE选择PLMN的过程UE在选择了PLMN以后,要通过小区选择的过程,选择适合的小区进行驻留.UE小区选择的过程,可以分为如下两种情况:(1):初始小区选择.UE中没有关于EUTRA载波的先验信息,此时UE需要根据自身的能力和设置进行进行全频段搜索，在每个频点上搜索最强的小区，当满足S-Criterion准则后，即可以选择该小区进行驻留。(2):UE存储有小区信息的小区搜索过程，此时UE只需在这些小区上进行搜索，搜到后判断是否满足S准则，当满足S准则后，UE便选择此小区进行驻留。否则的话,仍需进行初始小区选择的过程.

UE选择PLMN的过程在LTE中,根据提供服务的种类,小区可以分为如下几种类型:(1):可接受小区,UE可以驻留,获取有限服务的小区(发起紧急呼叫,接收ETWS和CMAS通知等)。(2):适合小区,UE可以驻留,获取正常服务的小区。(3):禁止小区,UE不允许驻留的小区。(4):保留小区,只有某些特定种类的UE(AC11和AC15)在HPLMN能够驻留的小区。(5):CSG(ClosedSubscriberGroup小区,只有属于CSGGroup的UE才可以驻留。

UE选择PLMN的过程UE在进行小区选择时,选定的小区需满足:(1):小区所在的PLMN需满足以下条件之一:(a):所选择的PLMN或(b):注册的PLMN或(c):等价PLMN列表中的一个(EPLMN)(2):小区没有被禁止(3):小区至少属于一个不被禁止Roaming的TA(TrackingArea,跟踪区域)(4):

对于CSG的小区,

CSGID包含在UE允许的CSG列表中(5):

小区满足S-Criterion准则.

任务2LTE小区选择与重选LTE移动性管理LTE小区选择/重选过程和算法参数1、LTE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。LTE移动性管理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。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。LTE移动性管理小区选择/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。LTE移动性管理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。LTE移动性管理任务2LTE小区选择与重选LTE移动性管理LTE小区选择/重选过程和算法参数小区选择的S准则.

（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。LTE小区选择/重选过程和算法参数小区选择的S准则.

（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。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。LTE小区选择/重选过程和算法参数主要配置参数LTE小区选择/重选过程和算法参数主要参数说明carrierFreqUTRAN下行频点cellReselectionPriorityUTRAN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-RxLevMinUTRAN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-QualMinUTRANFDD小区重选条件的最小质量要求t-ReselectionUTRAUTRAN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（2）小区选择的S准则UE在以下情况下发起小区选择过程：①UE开机。②UE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）LTE小区选择/重选过程和算法参数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。LTE小区选择/重选过程和算法参数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）。LTE小区选择/重选过程和算法参数2、小区重选准则.

（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。LTE小区选择/重选过程和算法参数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。LTE小区选择/重选过程和算法参数（2）小区重选测量准则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。LTE小区选择/重选过程和算法参数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。LTE小区选择/重选过程和算法参数（3）异频或系统间小区重选准则重选准则：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②UE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：a.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；b.在Treselection内，SServingCell<Threshserving,low且低优先频点或系统上有小区的SnonServingCell,x>Threshx,low；c.UE在服务小区驻留的时间超过1s。LTE小区选择/重选过程和算法参数异频或系统间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）。LTE小区选择/重选过程和算法参数（4）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,sQhystRn=Qmeas,nQoffsetRs：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Qoffsetfrequency，否则等于Qoffsetfrequency。LTE小区选择/重选过程和算法参数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；②UE在当前服务小区驻留时间超过1s。LTE小区选择/重选过程和算法参数（5）UE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；LTE小区选择/重选过程和算法参数任务3LTE小区切换算法参数切换类型切换的测量报告触发的事件类型切换的解决方案切换类型根据组网方式，可以将切换分为：1. 频内切换2. 频间切换3. 系统间切换切换类型根据触发原因，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能力的切换切换类型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口的切换切换类型根据网络拓扑结构，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间切换切换类型根据是否下发测量，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. 无损切换任务3LTE小区切换算法参数切换类型切换的测量报告触发的事件类型切换的解决方案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（serving<threshold）。A3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（Serving<threshold1）且邻区质量高于一个绝对门限（Neighbour>threshold2）。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（Serving<threshold1）且系统间邻区质量高于一个绝对门限（Neighbour>threshold2）。切换的测量报告触发的事件类型同时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。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（serving<threshold）。A3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（Serving<threshold1）且邻区质量高于一个绝对门限（Neighbour>threshold2）。任务3LTE小区切换算法参数切换类型切换的测量报告触发的事件类型切换的解决方案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。切换的解决方案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。切换的解决方案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。基于负载均衡的频内切换切换的解决方案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具有不同的中心频率。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。切换的解决方案其中，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。基于覆盖的频间切换切换的解决方案4、基于负载平衡的频间切换.

基于负载均衡的频间切换通常发生在如下场景中：原小区A和目标小区B具有不同的中心载频，且完全同覆盖，如下图所示：在这种情况下，当小区A处于高负荷而小区B处于低负荷时，小区A可根据负载均衡切换选择优先级选择UE直接进行基于负载均衡的频间切换，而且可以选择盲切，即不基于测量。切换的解决方案原小区A和目标小区B具有不同的中心载频，且相邻，如下图所示：在这种场景下，基于负载均衡的频间切换可参照频内切换的相关案例。原小区A与目标小区B具有不同的中心载频，且有如下包含，被包含关系：也即原小区A的覆盖范围大于邻区B且邻区B的覆盖都包含在原小区A的覆盖范围内。小区B可能是个热点地区的补忙基站，也可能是私有基站，例如HomeeNB。切换的解决方案或者小区A和小区B如下图所示关系：也即原小区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的覆盖范围内有覆盖。小区A可能是补忙基站，如热点地区的Pico、Femto。切换的解决方案5、基于负荷控制的频间切换.

基于负荷控制的频间切换通常发生在具有完全同覆盖或者被包含覆盖的场景下，如下图所示：当小区A的负荷超过负荷控制的门限时，可根据Qos管理算法中的强切优先级选择UE执行强切操作，不基于测量，也即盲切。切换的解决方案6、基于业务的频间切换.

基于业务的频间切换可细分为基于业务类型和基于业务质量(包括速率)两种类型。基于业务类型的切换，通常基于盲切而非测量，目的在于缩短业务建立的时延，改善用户体验。（1）如果运营商具有两个以上载频，在网络部署时可考虑不同的载频承载不同的业务类型，例如其中一个载频承载MBMS和单播业务，另一个载频承载单播业务。当UE选择接收MBMS时，系统可将UE切换到MBMS载频上。当UE不再选择MBMS接听时，可将UE切换回单播业务的载频。基于MBMS业务的频间切换具体流程需要根据最新协议进行更新。切换的解决方案（2）某一个载频主要承载VoIP业务，另一个载频承载其它GBR或NonGBR业务。当UE发起VoIP呼叫建立请求时，系统将UE切换到VoIP专用载频，并挂断其余并发业务。通常情况下需要根据运营商的需求来部署这样的应用场景，虽然对并发业务有一定影响，但是可以明显改善VoIP的业务体验，弥补LTE在语音通话方面的不足。（3）如下图所示，原小区A覆盖范围大于目标小区B，且目标小区B作为补忙基站。切换的解决方案当UE在原小区A且业务速率达到一定门限时，可对UE下发A4事件测量（Neighbour>threshold）。一旦UE上报A4事件，且达到一定上报次数门限，可以认为UE已经进入了小区B的覆盖范围，此时可对UE执行基于业