LTE测量与切换

李哲明

LTE测量与切换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。

图1-1 测量配置消息

1.1.1RRCConnectionReconfigurtion消息

l  触发条件：eNB向UE发起/修改/删除测量。

l  发送网元：（eNB）处理：将测量配置填项填入RRCConnectionReconfigurtion消息中的measConfig信元。

l  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。

图1-2 测量配置内容

Measurement objects（测量对象）：UE测量的对象如下

l  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。

l  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。

l  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）：

l  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。

l  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。

l  RRC_IDLE状态下的测量：用于小区重选；

l  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。

1.2.1RSRP

   

定义	RSRP（Reference Singnal Received Power）参考信号接收功率：定义为在考察的测量带宽内，承载小区专有参考信号的资源粒子的功率贡献的线性平均值。 取值范围（0~97），实际值=取值 - 140 dBm 根据TS 36.211定义，小区专属参考信号R0将用于决定RSRP。如果UE能可靠地检测到小区韧性参考信号R1可用，那么可以使用R0和R1决定RSRP。 RSRP的参考点为UE的天线连接处。 如果UE使用接收分集，报告值应该不低于任一独立分集分支的相应RSRP值。
适用范围	RRC_IDLE同频/异频 RRC_CONNECTED同频/异频

1.2.2RSRQ

定义	RSRQ（Reference Singnal Received Quanity）参考信号接收质量：定义为比值NxRSRP/(E-UTRA carrier RSSI),其中N表示E-UTRA carrier RSSI测量带宽中的RB的数量。分子和分母应该在相同的资源上获得。 取值范围（0-34），实际值= (取值 - 40)/2 dB E-UTRA 载波接收信号场强指示（E-UTRA  Carrier RSSI），由UE从所有源上观察到的总的接收功率（以W为单位）的线性平均，包括公共信道服务和非服务小区，邻仅信道干扰，热噪声等。 如果UE端采用接收分集，上报值应不低于其中任何一个分支的RSRQ值。
适用范围	RRC_IDLE同频/异频 RRC_CONNECTED同频/异频

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）。

图1 – 3：测量报告消息

测量报告方式：按时触发类型，分为周期性和事件触发。

l  周期性触发：按照eNB设定的报告间隔与总次数周期性发送

ü  reportStrongestCells ：报告最强小区

ü  reportCGI ：上报全球小区标识

l  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：

l  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

l  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

l  eventA3：邻小区比服务小区质量高于一个门限（Neighbour > Serving + Offset），用于频内/频间的基于覆盖的切换。

事件进入条件：Mn + Ofn + Ocn - Hys > Ms + Ofs + Ocs + Off

事件离开条件：Mn + Ofn + Ocn + Hys < Ms + Ofs + Ocs + Off

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）。

Off ：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

l  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 + Ofn + Ocn - Hys > Thresh

事件离开条件：Mn + Ofn + Ocn + Hys < Thresh

l  eventA5：服务小区质量低于一个绝对门限门限1（Serving<threshold1）并且邻小区质量高于一个绝对门限2（Serving>threshold2）。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 + Ofn + Ocn - Hys >Threah2

事件离开条件：Ms - Hys > Thresh1 or Mn + Ofn + Ocn + Hys < Thresh2