TD-LTE與TD-SCDMA及GSM互操作協(xié)議研究

1、TD-LTE與TD-SCDMA/GSM系統(tǒng)間互操作協(xié)議研究本文主要介紹TD-LTE與TD-SCDMA/GSM系統(tǒng)間互操作及其重點過程Inter-RAT小區(qū)重選和Inter-RAT切換的協(xié)議分析。1.1 TD-LTE與TD-SCDMA/GSM系統(tǒng)間互操作概述所謂系統(tǒng)間的互操作，即是終端在兩個或者多個不同接入技術的系統(tǒng)間通過一系列的信息交互和數(shù)據(jù)交互來完成協(xié)議規(guī)定的功能。通俗意義上來講，用戶所使用的終端從TD-LTE的網(wǎng)絡轉入到使用TD-SCDMA/GSM網(wǎng)絡的業(yè)務，這其間就涉及到一個互操作的過程。在3GPP協(xié)議的描述中，TD-LTE多模終端的系統(tǒng)間互操作行為主要包括Inter-RAT小區(qū)重選和I

2、nter-RAT切換過程，而Inter-RAT小區(qū)重選和Inter-RAT切換過程都是以Inter-RAT測量為依據(jù)的，如圖1.1所示是系統(tǒng)間切換和重選過程的狀態(tài)轉移圖。 圖1.1 系統(tǒng)間互操作狀態(tài)轉移Inter-RAT系統(tǒng)間測量：多模終端使用一種無線接入技術的時候，對其它無線接入技術的小區(qū)進行測量，以此為Inter-RAT小區(qū)重選和Inter-RAT切換過程提供評估的依據(jù)3，即是Inter-RAT系統(tǒng)間測量。Inter-RAT系統(tǒng)間小區(qū)重選：當UE處于一個復雜并且在變化的不穩(wěn)定無線環(huán)境中，或者UE自身的位置發(fā)生了變化，UE發(fā)現(xiàn)當前駐留的小區(qū)并不是信號最好的小區(qū)，反而別的小區(qū)信號更強，那么它總

3、是會選擇最適合的小區(qū)進行駐留，以滿足用戶能夠更好的體驗通信服務。根據(jù)3GPP協(xié)議，Inter-RAT系統(tǒng)間小區(qū)重選過程是指在空閑模式下，UE發(fā)現(xiàn)質量更好的小區(qū)，通過測量和判決并駐留到另一個接入技術的小區(qū)上的過程。Inter-RAT系統(tǒng)間切換：Inter-RAT系統(tǒng)間切換過程是終端處于連接狀態(tài)下，它將按照網(wǎng)絡的控制進行Inter-RAT鄰小區(qū)的測量上報并在滿足一定觸發(fā)條件的情況下，接入到網(wǎng)絡指定的目標Inter-RAT小區(qū)繼續(xù)進行業(yè)務的過程。1.2 TD-LTE與TD-SCDMA/GSM系統(tǒng)間互操作策略TD-LTE與TD-SCDMA/GSM之間的互操作方案的基本策略主要存在開機選擇和互操作優(yōu)先級

4、這兩方面。終端開機后，優(yōu)先選擇駐留在TD-LTE模式下，在具有TD-LTE的信號覆蓋區(qū)域，能夠保證非常良好的質量。當終端移出TD-LTE的覆蓋范圍后，將優(yōu)先在TD-SCDMA網(wǎng)絡駐留，如果該區(qū)域沒有TD-SCDMA網(wǎng)絡覆蓋，那么將會選擇GSM網(wǎng)絡，一旦重新檢測到了TD-LTE的信號覆蓋，終端將會返回TD-LTE模式4。1.3互操作重點過程研究系統(tǒng)間互操作行為主要涉及Inter-RAT小區(qū)重選過程和Inter-RAT切換過程兩個重點過程，需要協(xié)議棧各子層之間相互配合才能實現(xiàn)。通俗來說，Inter-RAT小區(qū)重選是RRC-IDLE狀態(tài)下的移動性實現(xiàn)，是由UE自主執(zhí)行，而Inter-RAT切換過程是

5、連接狀態(tài)下的移動性實現(xiàn)，由網(wǎng)絡和UE配合完成。Inter-RAT小區(qū)重選過程和Inter-RAT切換過程都跟Inter-RAT測量有著十分緊密的聯(lián)系，是以Inter-RAT測量為基礎的。在接下來的兩節(jié)將分別針對Inter-RAT小區(qū)重選過程和Inter-RAT切換過程進行分析。3.3.1 Inter-RAT小區(qū)重選過程研究IDLE狀態(tài)下，RRC移動性就是由小區(qū)重選過程體現(xiàn)的?；贚TE系統(tǒng)小區(qū)重選的創(chuàng)新機制，基于優(yōu)先級的小區(qū)重選是由UE自主執(zhí)行的。要觸發(fā)TD-LTE到TD-SCDMA/GSM的Inter-RAT系統(tǒng)間的小區(qū)重選，首先必須要在TD-LTE模式下執(zhí)行對TD-SCDMA/GSM小區(qū)的

6、測量。當觸發(fā)了鄰小區(qū)的測量之后，物理層執(zhí)行測量并周期性地向RRC層上報相應的測量結果。一旦滿足了Inter-RAT間的小區(qū)重選準則的時候就會發(fā)起Inter-RAT系統(tǒng)間小區(qū)重選過程。根據(jù)對當前服務小區(qū)是否可用的測量和評估，TD-LTE模的RRC-IDLE狀態(tài)下發(fā)起的重選過程可以分為兩種情況：l 當前服務小區(qū)可用:當對服務小區(qū)的RSRP值和RSRQ值進行測量，并根據(jù)小區(qū)選擇的S準則對其信號質量進行評估后發(fā)現(xiàn)當前服務小區(qū)是可用的，但是周期性測量會發(fā)現(xiàn)有好于當前服務小區(qū)的鄰小區(qū)存在，此時將會發(fā)起小區(qū)重選過程。l 當前服務小區(qū)不可用：如果UE通過在連續(xù)Nserv個DRX周期內對服務小區(qū)的評估，發(fā)現(xiàn)服務

7、小區(qū)不再滿足小區(qū)選擇的S準則，或者讀取系統(tǒng)消息發(fā)現(xiàn)小區(qū)被bar等原因，那么UE將發(fā)起對服務小區(qū)指示的所有鄰小區(qū)進行測量并進行重選的評估而觸發(fā)小區(qū)重選過程5。表3.1 Nserv與DRX周期之間的關系DRX cycle length sNserv number of DRX cycles0.3240.6441.2822.562TD-LTE模的IDLE狀態(tài)下，要發(fā)起到TD-SCDMA模的小區(qū)重選過程，首先要完成對服務小區(qū)和鄰小區(qū)的測量，在下文的節(jié) 將對工作在TD-LTE模IDLE狀態(tài)下的測量進行了闡述，在協(xié)議棧的內部，當物理層周期性地將測量結果上報給RRC之后，UE在一定的周期內對測

8、量值進行計算和評估，從而發(fā)起小區(qū)重選。對于服務小區(qū)和鄰小區(qū)的測量涉及到物理層，但本文是主要研究的RRC實現(xiàn)的異系統(tǒng)間的互操作，只是使用了物理層提供的測量結果，不對物理層做研究。下面小節(jié)中將分別針對Inter-RAT小區(qū)重選的測量和小區(qū)重選評估進行詳細的分析。 Inter-RAT小區(qū)重選測量當工作在TD-LTE的IDLE狀態(tài)下，終端只會針對具有小區(qū)重選優(yōu)先級的小區(qū)進行測量。終端必須在每個DRX周期對服務小區(qū)的RSRP值進行測量6。1.Inter-RAT小區(qū)測量準則當服務小區(qū)的Srxlev SnonIntraSearchP 并且 Squal SnonIntraSearchQ 的時候，

9、UE將不會進行低優(yōu)先級的Inter-RAT測量，但是，UE將會在每一個Thigher_priority_search = (60 * Nlayers)秒的時間內搜索并測量Inter-RAT高優(yōu)先級小區(qū)。Srxlev SnonIntraSearchP 或者Squal SnonIntraSearchQ 的時候，UE將會搜索并測量高優(yōu)先級Inter-RAT小區(qū)、低優(yōu)先級Inter-RAT小區(qū)，為可能發(fā)生的小區(qū)重選做準備。其中，Nlayers是配置的高優(yōu)先級Inter-RAT小區(qū)的總數(shù)。SnonIntraSearchP和SnonIntraSearchQ是相應的測量門限值，是由系統(tǒng)消息3(SIB3)中配

10、置而來的。2.Inter-RAT小區(qū)測量對象當終端處于TD-LTE模式下，測量準則指示需要檢測的小區(qū)是UTRA TDD小區(qū)的時候，UE將以3GPP規(guī)定的最小速率對檢測到的鄰頻列表上的UTRA TDD小區(qū)的P-CCPCH RSCP值進行測量。當終端處于TD-LTE模式下，一旦開啟了對GSM小區(qū)的測量，如果在服務小區(qū)的測量控制系統(tǒng)消息中指示了這個GSM BCCH載頻，那么UE將對該GSM BCCH載頻上的信號水平（即GSM載頻的RSSI）進行測量。3.Inter-RAT小區(qū)測量周期對于檢測到的低優(yōu)先級小區(qū)，UE將在至少每個(NUTRA_carrier_TDD) * Tmeasure,UTRA_TD

11、D做一次測量，而對于高優(yōu)先級小區(qū)搜索中檢測到的UTRA TDD小區(qū)，UE將在至少每個Tmeasure,UTRA_TDD內對其做一次測量。參數(shù)NUTRA_carrier_TDD是鄰頻列表中的載頻個數(shù)。如果通過更高優(yōu)先級的小區(qū)搜素檢測到一個小區(qū)之后，如果通過評估判決沒有發(fā)生小區(qū)重選，那么UE將不再需要連續(xù)地測量該小區(qū)并評估發(fā)生小區(qū)重選的可能性。DRX周期長度、Tmeasure,UTRA_TDD和Tevaluate,UTRA_TDD之間的關系如表1.2所示。表1.2 DRX周期,Tmeasure,UTRA_TDD和Tevaluate,UTRA_TDD之間的關系DRX周期的長度sTmeasure,UT

12、RA_TDDs (DRX周期的個數(shù))Tevaluate,UTRA_TDDs (DRX周期的個數(shù))0.325.12 (16)15.36 (48)0.645.12 (8)15.36 (24)1.286.4(5)19.2 (15)2.567.68 (3)23.04 (9)UE將在至少每個Tmeasure,GSM時間內對比服務小區(qū)優(yōu)先級低的GSM BCCH載頻進行測量。當通過高優(yōu)先級的小區(qū)搜索，發(fā)現(xiàn)了更高優(yōu)先級的GSM BCCH載頻，也將在至少每個Tmeasure,GSM時間內對其進行測量，并且UE將會解碼GSM BCCH載頻上的BSIC。如果通過更高優(yōu)先級的小區(qū)搜素檢測到一個小區(qū)之后，如果通過評估判

13、決沒有發(fā)生小區(qū)重選，那么UE將不再需要連續(xù)地測量該小區(qū)并評估發(fā)生小區(qū)重選的可能性，也不再需要每30秒內連續(xù)檢查GSM BCCH載頻的BSIC。Tmeasure,GSM與DRX周期之間的關系如表1.3所示。表1.3 Tmeasure,GSM與DRX周期之間的關系DRX周期的長度 sTmeasure,GSM s (DRX周期的個數(shù))0.325.12 (16)0.645.12 (8)1.286.4(5)2.567.68 (3)4.測量樣本：LTE系統(tǒng)中的測量，需要對RSCP的測量值的多個采樣平均而得。UE將會在至少兩次測量后，對每次測量到的UTRA TDD小區(qū)的P-CCPCH RSCP值進行過濾，在

14、要進行過濾的集合中，至少要將兩次測量間隔在最小測量周期的一半。如果兩次間隔時間超過了一個測量周期，那么，UE將不再對UTRAN TDD小區(qū)的P-CCPCH RSCP值進行過濾。UE需要對每個GSM BCCH載頻4次測量做一次平均，每個小區(qū)的測量樣本將盡可能平均地分布在測量周期中。 小區(qū)選擇的S準則在TD-LTE模式的IDLE狀態(tài)下，UE當前駐留的小區(qū)被稱為服務小區(qū)5。UE將會在個DRX周期內對服務小區(qū)的RSRP值和RSRQ值進行測量，并根據(jù)小區(qū)選擇的S準則對其信號質量進行評估，并作出相應判斷該小區(qū)是否適合駐留。TD-LTE模下，小區(qū)選擇的S準則即是：Srxlev 0并且Squal

15、 0。Srxlev 和Squal的計算公式如式1.1和1.2中所示，其相關參數(shù)在表1.4中描述。其中 式（1.1） 式（1.2）表3.4 小區(qū)選擇S準則相關參數(shù)Srxlev小區(qū)選擇的接收電平值 (dB)Squal小區(qū)選擇接收質量值 (dB)Qrxlevmeas被測量小區(qū)的接收電平(RSRP)Qqualmeas被測量小區(qū)的質量值(RSRQ)Qrxlevmin滿足小區(qū)選擇條件的接收電平的最小要求級別(dBm)該參數(shù)由系統(tǒng)消息3中讀取Qqualmin滿足小區(qū)選擇條件的質量的最小要求級別(dB)Qrxlevminoffset當UE周期性搜索更高優(yōu)先級的PLMN時駐留在VPLMN小區(qū)的時候才使用該參數(shù)。

16、該參數(shù)是在接收電平的評估過程中針對Qrxlevmin 的偏移Qqualminoffset當UE周期性搜索更高優(yōu)先級的PLMN時駐留在VPLMN小區(qū)的時候才使用該參數(shù)。該參數(shù)是在接收質量的評估過程中針對Qqualmin的偏移Pcompensation (PEMAX PUMAX)和0之間的最大值 (dB)PEMAX上行鏈路UE的最大發(fā)射功率PUMAX根據(jù)UE功率等級而規(guī)定的RF最大輸出功率。 Inter-RAT的小區(qū)重選準則TD-LTE模式下，小區(qū)重選過程都是基于優(yōu)先級的重選，UE只會測量和評估配置了頻點優(yōu)先級信息的小區(qū)。UTRA TDD小區(qū)的頻點優(yōu)先級是配置在系統(tǒng)消息SIB6中的I

17、E“CarrierFreqUTRA-TDD”廣播。關于GSM小區(qū)的頻點優(yōu)先級在系統(tǒng)消息SIB7中廣播。小區(qū)重選優(yōu)先級的取值范圍是整數(shù)0-7，如果取值為0則代表其為最優(yōu)先級的小區(qū)，如果取值為7則代表其為高優(yōu)先級的小區(qū)。1.重選至高優(yōu)先級的Inter-RAT小區(qū)的準則如果在系統(tǒng)消息3中配置了threshServingLowQ，對于一個比當前服務小區(qū)更高優(yōu)先級的UTRA小區(qū)，在TreselectionRAT的時間內都滿足Squal ThreshX, HighQ，并且UE駐留在當前服務小區(qū)的時間已經(jīng)超過1秒，那么將發(fā)生重選到這個比當前服務小區(qū)優(yōu)先級更高的Inter-RAT小區(qū)。對于一個比當前服務小區(qū)更

18、高優(yōu)先級的GSM小區(qū)，在TreselectionRAT的時間內都滿足Srxlev ThreshX, HighP，并且UE駐留在當前服務小區(qū)的時間已經(jīng)超過1秒，那么將發(fā)生重選到這個比當前服務小區(qū)優(yōu)先級更高的Inter-RAT小區(qū)。如果在系統(tǒng)消息3中沒有配置threshServingLowQ，對于一個比當前服務小區(qū)更高優(yōu)先級的Inter-RAT小區(qū)，在TreselectionRAT的時間內都滿足Srxlev ThreshX, HighP，并且UE駐留在當前服務小區(qū)的時間已經(jīng)超過1秒，那么將發(fā)生重選到這個比當前服務小區(qū)優(yōu)先級更高的Inter-RAT小區(qū)。2.重選至低優(yōu)先級的Inter-RAT小區(qū)的準

19、則如果在系統(tǒng)消息3中配置了threshServingLowQ，如果服務小區(qū)滿足Squal ThreshX, LowQ，并且UE駐留在當前服務小區(qū)的時間已經(jīng)超過1秒，那么將發(fā)生重選到這個比當前服務小區(qū)更低的Inter-RAT小區(qū)。對于一個比當前服務小區(qū)更低優(yōu)先級的UTRA TDD小區(qū)或者GSM小區(qū)，在TreselectionRAT的時間內都滿足Srxlev ThreshX, LowP，并且UE駐留在當前服務小區(qū)的時間已經(jīng)超過1秒，那么將發(fā)生重選到這個比當前服務小區(qū)優(yōu)先級更低的Inter-RAT小區(qū)。如果在系統(tǒng)消息3中沒有配置threshServingLowQ，對于一個更低優(yōu)先級的Inter-RA

20、T小區(qū)，在TreselectionRAT的時間內服務小區(qū)一直保持Srxlev ThreshX, LowP，并且UE駐留在當前服務小區(qū)的時間已經(jīng)超過1秒，那么將發(fā)生重選到這個比當前服務小區(qū)優(yōu)先級更低的Inter-RAT小區(qū)。3.小區(qū)重選R準則對于與作為服務小區(qū)的E-UTRA小區(qū)同頻及同等優(yōu)先級異頻小區(qū)，采取的小區(qū)重選R準則進行排序，其中 Rs 代表服務小區(qū) and Rn 代表鄰區(qū)，定義如式1.3和式1.4中所示7: 式(1.3) 式(1.4)其中各參數(shù)如表1.5中所示：表1.5 小區(qū)重選R準則參數(shù)Qmeas小區(qū)重選中RSRP測量值Qoffset對于同頻小區(qū)，如果Qoffsets,n有效則Qoff

21、set即 Qoffsets,n, 否則Qoffset為0.對于異頻小區(qū)，如果Qoffsets,n有效則Qoffset= Qoffsets,n + Qoffsetfrequency ；否則Qoffset= Qoffsetfrequency.UE對所有滿足中定義的小區(qū)選擇準則S的小區(qū)進行排序，小區(qū)排序遵循上述R準則，利用RSRP的均值獲得服務小區(qū)和鄰小區(qū)的測量值Qmeas,s和 Qmeas,n 從而進行R值的計算。如果某個小區(qū)排序后是最好小區(qū)，則將進行這個小區(qū)的重選過程。在所有情況下，僅當以下條件滿足時UE應該重選一個新的小區(qū)：-在TreselectionRAT 時間周期內，新小區(qū)排

22、序好于服務小區(qū)；-UE駐留到當前服務小區(qū)已超過1秒8。 Inter-RAT的小區(qū)重選流程圖1.2 Inter-RAT小區(qū)重選流程在TD-LTE模式下，對于Inter-RAT異系統(tǒng)間的小區(qū)重選，主要是基于優(yōu)先級的小區(qū)重選9，主要流程如圖1.2中所示，流程如下：l 當終端處于TD-LTE模式下，首先根據(jù)測量準則判斷是否需要進行Inter-RAT的小區(qū)測量，對于一個重選優(yōu)先級高于當前服務的Inter-RAT小區(qū)，開啟更高優(yōu)先級異系統(tǒng)小區(qū)測量。對于重選優(yōu)先級低于當前服務小區(qū)的Inter-RAT小區(qū)，如果Srxlev SnonIntraSearchP 并且Squal SnonIntraSe

23、archQ 的時候，UE將不會進行低優(yōu)先級的Inter-RAT測量，Srxlev SnonIntraSearchP或者Squal SnonIntraSearchQ 的時候，UE將會搜索并測量低優(yōu)先級Inter-RAT小區(qū)，為可能發(fā)生的小區(qū)重選做準備。l 第二步，終端將會基于底層的測量結果進行Inter-RAT小區(qū)重選過程的評估，按照節(jié)的小區(qū)選擇準則計算得到S值，S0，則此小區(qū)是滿足駐留條件的。對于滿足S準則的候選小區(qū)，UE將會通過對服務小區(qū)和鄰小區(qū)的測量值進行計算，如果測量發(fā)現(xiàn)比服務小區(qū)質量更好的小區(qū)有多個，其中既包括TD-LTE也有TD-SCDMA小區(qū)和GSM小區(qū)，那么，首先根

24、據(jù)小區(qū)重選優(yōu)先級的高低做一次排序，最高優(yōu)先級小區(qū)是LTE小區(qū)則忽略其它小區(qū)，按照小區(qū)重選R準則進行一次排隊，在Treselection超時之前，該小區(qū)一直排在最前面則重選到該小區(qū)。如果最高優(yōu)先級小區(qū)是Inter-RAT的小區(qū)，那么按照Inter-RAT小區(qū)重選準則進行一次排隊，在Treselection超時之前，該小區(qū)一直排在最前面則重選到該小區(qū)。l 一旦確定了目標小區(qū)，UE將會驗證其可接入性并獲取和驗證目標小區(qū)的系統(tǒng)消息，并判斷小區(qū)是否受限，如果小區(qū)沒有受限，那么完成重選到目標小區(qū)的過程。1.3.2 Inter-RAT切換過程研究當UE處于TD-LTE模的連接狀態(tài)下，為了更好地跟網(wǎng)絡進行通信

25、，UE必須盡最大努力地維護它跟網(wǎng)絡之間的無線鏈路10。當監(jiān)控到比當前服務小區(qū)質量更好的Inter-RAT小區(qū)，該小區(qū)是UTRA TDD小區(qū)或者GSM小區(qū)，終端將根據(jù)底層的測量結果組裝測量報告發(fā)送給網(wǎng)絡，并且通過測量和評估，網(wǎng)絡將發(fā)送Inter-RAT切換命令觸發(fā)Inter-RAT切換過程。當收到網(wǎng)絡的Inter-RAT切換命令，UE將執(zhí)行Inter-RAT切換過程11。 Inter-RAT切換的測量1. Inter-RAT測量配置E-UTRA將通過RRCConnectionReconfiguration消息通知終端所采用的測量配置信息，終端根據(jù)相關的測量配置信息進行測量，RRC收

26、到測量配置的信息，要通過如下的幾個參數(shù)來進行Inter-RAT的測量控制，包括Measurement objects，Reporting configurations，Measurement identities，Quantity configurations，Measurement gaps12。測量控制過程就是要建立、修改或者是刪除終端的相關測量。Measurement objects是指示終端應該測量的RAT（Radio Access Technology）載頻，對于Inter-RAT測量，需要指示是UTRA小區(qū)還是GERAN小區(qū)。對于不同無線接入技術的UTRA小區(qū)進行測量，測量對象是單

27、一UTRA載波頻率上的一組小區(qū)。對于不同無線接入技術的GERAN小區(qū)的測量，測量對象是一組GERAN載波頻率。Reporting configurations是一個上報配置的列表，其中包括測量報告標準和報告格式，觸發(fā)上報測量報告分為周期性上報和事件觸發(fā)的上報，報告格式主要是終端上報測量報告時包含的量和相關信息，例如上報小區(qū)的個數(shù)。Measurement identities是一個測量標識的列表，其中，每一個測量標識將一個Measurement object和一個reporting configuration聯(lián)系起來?？梢酝ㄟ^配置多個測量標識來以滿足將同一個reporting configura

28、tion連接到多個不同的測量對象。同樣的，也可以將不同的reporting configuration連接到同一個測量對象。測量標識是作為測量報告中的參考連接號。Quantity configurations是對每一個RAT類型配置一個quantity configuration。它定義了和事件評估以及該測量類型相關的上報測量量和濾波器，每一個測量量可以配置一個濾波器。Measurement gaps被定義為一個時間區(qū)間，即是，在這個時間區(qū)間內，不會進行上行傳輸和下行傳輸，終端可以使用這段時間來執(zhí)行測量。圖3.3是一組測量對象和相應的報告配置之間的關系。在UE端的Inter-RAT測量配置中，

29、每一次的測量任務可以被看作一個項目，Measurement identity是用于區(qū)分不同項目的ID，當啟動了當前的項目，必然需要調用本項目所需要的資源，此時則是以Measurement identity作為紐帶，從Reporting configurations和Measurement objects列表這兩個數(shù)據(jù)庫中提取相關的資源，而這兩個數(shù)據(jù)庫可能會被兩個不同的項目同時使用。測量項目的創(chuàng)建、修改或者刪除都是通過測量配置來執(zhí)行的，因為測量配置會更新UE所維護的三個列表。測量配置過程不僅對以上提到的三個列表進行更新，還會對測量gap和測量量進行配置。圖1.3 Inter-RAT測量配置關系2

30、.Inter-RAT測量上報前文中已經(jīng)講述，網(wǎng)絡通過RRCConnectionReconfiguration消息將測量配置告知終端之后，消息中攜帶了TD-LTE、TD-SCDMA以及GSM小區(qū)的Quantity configurations等。對于Inter-RAT小區(qū)進行測量之后，終端對相應的測量結果進行處理并發(fā)送測量報告到網(wǎng)絡端。測量報告報了測量結果，而測量結果又包含了測量ID和服務小區(qū)測量結果及鄰小區(qū)的測量結果（可選）。對于測量上報觸發(fā)所針對的measId，終端將會按照如下的流程設置MeasurementReport消息中的measResults13：1) 將觸發(fā)測量上報的Measure

31、ment identity設置為measId。2) 設置measResultServCell包括服務小區(qū)的測量量。3) 如果至少一個可用的鄰小區(qū)的測量結果要上報，設置measResultNeighCells包括最多maxReportCells個最好的小區(qū)。根據(jù)上報類型是事件上報還是周期性上報處理方法如下：如果triggerType為事件觸發(fā)，上報的測量報告列表包括對該measId定義的cellsTriggeredList中的小區(qū)。如果triggerType為周期性上報，上報的測量報告列表包括了從上一個周期上報或者測量后有新的測量結果的可用小區(qū)。對于measResultNeighCells包括的

32、每一個小區(qū)，包括了phyCellId。按照measId的reportConfig包括層3過濾后的測量結果，如果與該measId相關的measObject是E-UTRA小區(qū)，那么按照triggerQuantity遞減的順序設置measResult包括相關的reportConfig中的reportQuantity指示的測量量，即最好的小區(qū)最先包括。如果與該measId相關的measObject是Inter-RAT小區(qū)，則設置measResult為quantityconfig中為相關的接入技術配置的測量量，按照測量量遞減的順序，即最好小區(qū)最先包括。4) 將測量報告報告列表中該measId對應的num

33、berOfReportsSent增加1。5) 停止周期上報定時器（如果已經(jīng)開啟）。6) 如果測量報告列表中該measId的numberOfReportsSent小于該measId對應的reportconfig中配置的reportAmount，則啟動周期性上報的定時器，定時器長度設置為該measId中對應的reportconfig中配置的reportInterval。如果測量報告列表中該measId的numberOfReportsSent不小于該measId對應的reportconfig中配置的reportAmount，則刪除測量報告列表中這個measId對應的條目，并從measureIdLis

34、t中刪除這個measId。 終端的測量上報有兩種類型：一種是周期性上報，這種情況下網(wǎng)絡會配置一個上報周期。另一種是事件觸發(fā)的上報，它是某一上報條件得到滿足觸發(fā)的測量上報，通常與用來啟動鄰小區(qū)測量或由于小區(qū)信號質量差而觸發(fā)切換執(zhí)行的準則是相關聯(lián)的。下面主要是介紹與Inter-RAT切換相關的事件觸發(fā)的測量報告14。當終端處于TD-LTE的連接模式下，Inter-RAT測量過程對于Inter-RAT小區(qū)執(zhí)行測量過程之后，底層將測量結果上報給高層，在處理測量結果時，對B1和B2事件進行評估，當滿足B1或B2事件的進入或離開條件時，觸發(fā)RRC組裝測量報告。測量報告主要包括了服務小區(qū)和鄰小區(qū)的測量ID以

35、及測量值。Inter-RAT測量報告的觸發(fā)條件有B1事件和B2事件。B1事件：即Inter-RAT鄰小區(qū)的信號質量好過某一門限B1事件進入條件： 式（1.5）B1事件離開條件： 式（1.6）B2事件：即當前服務小區(qū)的信號質量比門限1差，Inter-RAT鄰小區(qū)的信號質量比門限2好。B2事件進入條件： 式（1.7） 式（1.8）B2事件離開條件： 式（1.9） 式（1.10）參數(shù)說明：Mn ：Inter-RAT鄰小區(qū)的測量結果；單位db或dbmOfn ：measObject所關聯(lián)的Inter-RAT頻點的offsetFreq；單位dbHys ：該事件的遲滯值參數(shù)，目的是為了限制事件觸發(fā)的報告?zhèn)€數(shù)

36、；單位dbThresh ：是這個事件的門限參數(shù)，與Mn單位相同。 Inter-RAT切換的基本過程上節(jié)中已經(jīng)對Inter-RAT切換的測量進行了分析，當終端組裝了測量報告發(fā)送到網(wǎng)絡之后，網(wǎng)絡會進行判決，如果滿足Inter-RAT切換的條件便會通知終端進行切換。下面分別針對TD-LTE到其它RAT的切換過程和其它RAT到TD-LTE的切換過程進行分析。1TD-LTE到其它RAT的切換過程圖1.4 從E-UTRAN切換到其它RAT的過程如圖1.4所示，TD-LTE到其它RAT的切換過程的目的是讓處于RRC_CONNECTED狀態(tài)下的終端移動到使用另一種無線接入技術（RAT）的小區(qū)。該

37、過程只有在接入層安全功能被激活，并且SRB2和至少一個DRB的已經(jīng)建立而沒有被掛起的情況下才能進行15。UE在TD-LTE模式下的Inter-RAT切換流程如下：1) 終端向源eNodeB上報測量報告，作為對網(wǎng)絡發(fā)起的測量過程的響應。2) 源eNodeB收到來自終端的測量報告后，源eNodeB將會請求目標RAN節(jié)點為Inter-RAT切換做好相關準備。源eNodeB將會提供可用的Inter-RAT UE能力信息以及當前已經(jīng)建立的承載的信息，以此作為handover preparation request的一部分。3) 源eNodeB向終端發(fā)送MobilityFromEUTRACommand消息

38、，如果其攜帶的目的是handover，該消息就包含了從目標RAN接收到的Inter-RAT消息。4) 終端收到來自網(wǎng)絡的MobilityFromEUTRACommand消息后，它會向上層轉發(fā)來自E-UTRAN的NAS安全參數(shù)，按照目標RAT的規(guī)范，使用已經(jīng)為終端分配好的目標小區(qū)的資源，接入到Inter-RAT消息中所指示的目標小區(qū)。5) 如果成功接入目標RAT的小區(qū)則發(fā)送Inter-RAT切換完成到TD-LTE其它RAT的切換。2.其它RAT切換到TD-LTE的切換過程圖1.5 從其它RAT切換到E-UTRAN的過程其它RAT切換到TD-LTE的切換過程旨在，在網(wǎng)絡的控制下，將UE和另一種無線

39、接入網(wǎng)絡（例如GERAN或UTRAN）之間的連接轉移到一條到E-UTRAN上，如圖3.5所示。對于終端從其它RAT切換到E-UTRA的情況，無線鏈路的切換過程是通過RRC連接重配置來完成的。在發(fā)起其它RAT到TD-LTE的切換過程之前，在TD-SCDMA側，UE必須處于完整性保護激活狀態(tài)。在TD-SCDMA/GSM至TD-LTE切換過程中，在E-UTRAN側，需要激活加密功能，如果在TD-SCDMA/GSM模式中未激活加密功能，則使用空加密算法；另外，需要建立SRB1、SRB2和至少一個DRB，即對應于默認EPS承載的DRB。當完成了準備工作之后，eNodeB通過其它RAT的接入網(wǎng)發(fā)送RRCC

40、onnectionReconfiguration消息給終端16。UE處于TD-LTE模式的情況下，收到切換命令后，將進行如下流程：1) 對物理層和MAC層使用默認的物理信道配置、SPS配置和MAC配置信息，同時根據(jù)mobilityControlInfo中攜帶的T304定時器長度信息開啟T304定時器；2) 根據(jù)RRCConnectionReconfiguration中mobilityControlInfo信元中指定的頻點和物理小區(qū)標識進行目標小區(qū)的下行同步；3) 在目標小區(qū)上應用mobilityControlInfo中配置的dl-Bandwidth和ul-Bandwidth作為上下行帶寬信息，

41、以newUE-identity的值進行C-RNTI配置，以及公共無線資源配置信息等；4) 根據(jù)RRCConnectionReconfiguration消息中的配置進行無線承載的建立，至少需要建立SRB1/SRB2和一個DRB；5) 通過SecurityConfigHO參數(shù)完成安全模式參數(shù)從其他接入模式（TD-SCDMA/GSM）到TD-LTE的映射和激活，RRC將SecurityConfigHO參數(shù)遞交給NAS層，其中包括加密/完整性保護算法配置和nas-SecurityParamToEUTRA參數(shù)；NAS將產(chǎn)生用于NAS加密和完整性保護密鑰KNASenc和KNASint，以及AS根密鑰KeN

42、B，然后由RRC根據(jù)KeNB產(chǎn)生用于信令平面的加密和完整性保護密鑰KRRCenc和KRRCenc，以及用于數(shù)據(jù)平面的加密密鑰KUPenc。安全上下文的映射過程由NAS完成。6) 對已經(jīng)建立的無線承載進行安全性參數(shù)配置，切換完成消息將根據(jù)這些安全性配置參數(shù)進行加密和完整性保護；7) 如果RRCConnectionReconfiguration同時攜帶了測量配置信息，將根據(jù)其配置對物理層進行測量配置；8) 組裝RRCConnectionReconfigurationComplete消息，由RRC發(fā)送到底層嘗試傳輸?shù)骄W(wǎng)絡端；9) 如果RRCConnectionReconfiguration消息中未配

43、置rlf-TimersAndConstants，UE將使用默認的T310，T311，N310，N311參數(shù)進行無線鏈路監(jiān)視；10) 如果MAC成功完成隨機接入過程，停止定時器T304，如果切換過程失敗，包括兩種情況：1. RRCConnectionReconfiguration消息非法；2. T304定時器超時。UE將返回發(fā)起切換過程的接入模式進行切換失敗流程處理。 Inter-RAT切換的隨機接入過程在上節(jié)中已經(jīng)對TD-LTE切換到其他RAT的過程和其它RAT切換到TD-LTE的基本過程進行了分析，切換到目標小區(qū)是否成功，主要取決于與目標小區(qū)是否接入成功，下文主要

44、分析Inter-RAT切換過程中的隨機接入過程。Inter-RAT切換過程中的隨機接入過程主要分為基于競爭的隨機接入過程和非競爭的隨機接入過程17。TD-LTE系統(tǒng)中，每個小區(qū)的隨機接入前導的個數(shù)是固定的64個，在基于競爭的隨機接入過程中，網(wǎng)絡會通過RRCConnectionReconfiguration消息攜帶的MobilityControlInfo單元中攜帶隨機接入前導通知終端，由于終端是隨機的選擇一個隨機接入前導，此過程中可能出現(xiàn)多個終端同時選擇了同樣的隨機接入前導來進行接入，這就需要通過競爭解決機制來處理以便使終端能夠成功接入。在Inter-RAT切換過程中，網(wǎng)絡也可以通過RRCCon

45、nectionReconfiguration消息攜帶的MobilityControlInfo單元中配置專有的前導信息。以網(wǎng)絡是否為該終端配置一個專用的隨機接入前導作為劃分隨機接入過程是基于競爭的隨機接入過程還是非競爭的隨機接入過程的依據(jù)。非競爭的隨機接入過程就是通過網(wǎng)絡給終端配置一個專用的隨機接入前導來防止選擇相同的資源而發(fā)生競爭，以此來提高隨機接入效率。下文將分別對基于競爭的隨機接入過程和非競爭的隨機接入過程進行分析:1. 基于競爭的隨機接入過程基于競爭的隨機接入過程主要分為4步，如下圖1.6所示：圖1.6基于競爭的隨機接入過程步驟1:隨機接入資源的選擇及隨機接入前導的傳輸Inter-RAT

46、切換過程中的隨機接入資源選擇包括隨機接入前導的選擇和用于傳輸隨機接入前導的時頻資源的選擇，詳細流程如圖3.7中所示。每個TD-LTE小區(qū)隨機接入前導的個數(shù)是固定的64個，分為兩部分，一部分隨機接入前導用于基于競爭的隨機接入過程，另一部分是作為專用隨機接入前導在非競爭接入過程中分配給終端?；诟偁幍碾S機接入過程中使用的非專有隨機接入前導可以分為兩組，分別是Group A和Group B。它們可以用來指示在步驟3中要發(fā)送的層3消息的所需資源的大小。終端選擇Group A或者Group B作為其隨機接入前導組是根據(jù)需要的資源大小同時要滿足一定的條件。如果以下兩個條件同時滿足，那么選擇Group B，其余情況選擇Group A。1) 條件1：要傳輸?shù)南⒋笮。癕AC PDU的大?。┐笥贕roup A允許傳輸?shù)淖畲笙㈤L度。2) 條件2：滿足式3.11中條件 式（1.11）其中，passloss為路損，為終端的最大發(fā)射功率，為隨機接入前導信號的初始發(fā)送功率，為Group B的隨機接入前導信號的發(fā)送功率偏移值。在選定了隨機接入前導組之后，隨機選擇選定組內的一個隨機