LTE-RRM介绍(UE-RRM功能和基站RRM功能)

目录1概述.............................................................................................22从UE的角度看RRM...................................................................22.1UE移动性流程概述.................................................................22.2小区搜索...............................................................................52.3测量.......................................................................................52.4RRC_IDLE状态下的小区重选...................................................82.5RRC_CONNECTED状态下的小区切换......................................82.6小结.....................................................................................103从E-UTRAN的角度看RRM.......................................................103.1无线承载控制RadioBearerControl(RBC)..........................123.2无线准入控制RadioAdmissionControl(RAC)....................123.3连接移动性控制ConnectionMobilityControl(CMC).........133.4动态资源分配DynamicResourceAllocation(DRA).............133.5跨基站干扰协调Inter-cellInterferenceCoordination(ICIC)153.6负载平衡LoadingBalancing(LB).........................................153.7异网无线资源管理Inter-RATRadioResourceManagement154参考文档...................................................................................161概述接口协议是看得见的，而RRM是看不见摸不着的，因为RRM是E-UTRAN和UE内部的功能模块，其实现取决于设备商的内部设计。不要把RRM和RRC相混淆。RRC是AS中的一个协议层，而RRM的范围要广泛得多，包括无线承载控制、无线准入控制、无线移动性控制、调度和动态资源分配，等等2从UE的角度看RRM2.1UE移动性流程概述蜂窝无线系统中，RRM（RadioResourceManagement）的目的是满足用户的移动体验——UE和网络彼此配合，无缝实现移动性管理，不需要用户的干预。要实现无线资源管理完全对用户透明，必然给系统设计带来额外的复杂性，包括UE的设计、接入网络的设计和LTE网络整体的设计，在UE复杂性（影响成本、功耗）、网络复杂性（影响无线接口资源消耗、网络拓扑）和系统性能之间必然有一个平衡。从UE的角度来看，支撑无缝移动所需要的RRM工作包括：小区搜索测量切换小区重选择为了保证UE移动时的业务连续性，UE不仅要和服务小区保持稳定的通信联系，还需要时时监控相邻小区的状态。无线传播环境的变化是非常快的，这一刻和下一刻的信噪比指标往往相差非常大，因此对相关小区的监控是实时持续的。一旦服务小区的信号质量衰退到某个阀值以下，UE的RRM模块就必须迅速做出决定：切换或者小区重选。可以切换或者重选到现有LTE频段、其它LTE频段或者3G/3.5G网络。如果切换/重选到其它RAT网络，可能这个UE只能使用基本的通信服务。决定切换/重选的性能的是一些具体的参数和步骤，比如如何搜索合适的小区、测量精度、测量周期、切换时延等等。UE功耗和UE成本也是影响切换/重选性能的重要因素。具体包括：服务小区的移动制式RATUE在服务LTE小区中的状态：RRC_CONNECTED还是RRC_IDLE目标小区的移动制式RAT对于3GPPRAT来说，有些是UE在切换/重选过程中必须考虑的共同因素，包括：服务小区质量检测和评估。对服务小区质量检测和评估是周期性进行的。如果服务小区的信号质量令人满意（比如高于网络设定的一个门限），就不需要采取任何行动。但是如果服务小区的信号质量降至一个门限的下方，就必须开始下一个步骤。周期性地发起相邻小区搜索过程。小区搜索过程必须周期性地重复，因为新的小区可能在任何时刻出现或者消失。因此，即便一个UE已经成功锁定了目标邻小区，它仍然需要继续小区搜索过程，除非服务小区的信号质量恢复到令人满意的水平，或者UE转移到另一个服务小区。如果目标邻小区被锁定，则要开始下一个步骤。邻小区测量。在这个步骤中，被锁定的邻小区的信号将被周期性地测量（因为信号的强度和质量可能会变化），直到服务小区的信号质量恢复到令人满意的水平，或者UE转移到另一个服务小区。为了避免短期波动的影响（比如信号快衰落），信号测量结果是测量周期内一系列均匀分布的测量取样的平均值。测量周期由相关无线场景的性能需求决定，比如同频LTERSRP测量的周期要求是200ms。一旦测量正常启动，就开始下一个步骤。移动性评估。在这个步骤，必须决定UE是否移动到另一个服务小区。在LTE，eNodeB决定激活态时的小区切换，而UE决定空闲态时的小区重选。一旦小区移动流程被启动，则UE就迁移到一个更好的小区。目标小区可以是相同RAT小区，也可以是不同RAT小区。2.2小区搜索小区搜索指的是UE发现相邻小区的过程，这些相邻小区可能属于LTE网络（同频或者异频），也可能属于其它RAT。LTE小区搜索过程包括：PSS信号侦测：通过解码PSS信号，UE获得小区组内ID（0,1,2）和时隙同步；SSS信号侦测：通过解码SSS信号，UE获得CP长度、小区组号和帧同步；PBCH信道侦测：通过解码PBCH信道，UE获得了重要的系统信息。如果是新小区识别过程，PBCH解码是不需要的，但是可能会做参考信号RS的解码，目的是获得新小区的RSRP和RSRQ，以便能上报网络。2.3测量大部分的UE测量的需要一定程度的相干解调和信号处理，因此，只有UE和目标小区实现同步，并且了解了物理层相关参数（用于执行相干处理，比如时隙时间、帧时间和扰码）之后，这些测量才可以执行。另一方面，一些和载频有关的信号强度测量不需要与信号相干同步，比如LTERSSI测量。UE采集到的测量采样值在时域（测量周期）和频域（测量带宽）中是均匀分布（uniformlydistributed）的，UE将计算得到这些测量采样值的平均值，并通过RRC消息上报给eNodeB。LTE的测量模式类似UMTS，有4个参考点：参考点A、参考点B、参考点C、参考点D。参考点A：参考点A的测量位于物理层，它是上层应用的基础。参考点A测量的一个例子是在一个很短的时间内（比如1ms）完成LTERSRP的测量。参考点B：参考点B的测量是可以通过层3信令RRC处理和上报的测量，之前这些测量已经通过了层1协议的过滤处理。参考点C：参考点C的测量是经过RRC的过滤处理。RRC的过滤参数的配置由RRC负责。参考点D：在参考点D，可以看到UE通过RRC信令发送给eNodeB的测量报告。LTERSRP提供了一个度量特定小区的信号强度的标准。RSRP测量可以用来给候选小区做排名，这些小区的信号强度将成为切换或小区重选决定的输入参数。RSRP被定义为测量带宽内，所有携带小区特定RS信号的资源粒RE的功率（单位是W）的线性平均值。计算RSRP时，通常只考虑第一个天线端口的RS信号，但是如果UE能够识别第二个天线端口的RS信号，那么在计算RSRP时也可以考虑进来。如果UE使用了接收分集，那么RSRP应该是所有分集分支的线性平均值。LTE载频RSSI（ReceivedSignalStrengthIndicator）是UE能观察到的所有不同来源的功率的总和，包括测量带宽内同信道的服务小区和非服务小区的信号、相邻信道的干扰信号、热噪声，等等。LTE不会单独报告CarrierRSSI值，RSSI值是计算RSRQ时用到的输入参数。LTERSRQ（ReferenceSignalReceivedQuality）的目的是获得一个小区特定的信号质量标准。和RSRP类似，这个度量标准通过比较候选小区的信号质量来给它们排名。RSRQ是决定小区切换和小区重选的主要依据，特别是在依据RSRP参数无法做出准确判断的情况下。RSRQ=(N*RSRP)/(carrierRSSI)，其中N是carrierRSSI测量所占用的LTE带宽所对应资源块（RB）数量，因此分子和分母对应的资源块RB数量是一样的。RSRP代表了所需要的信号的强度，而RSRQ则兼顾了干扰水平，因为RSRQ公式中有RSSI参数。因此RSRQ既考虑到有用信号，又考虑到干扰信号，能更好地为小区切换/重选提供决策依据。2.4RRC_IDLE状态下的小区重选在RRC_IDLE状态下，所有和移动性有关的流程都是UE自动完成的，这有两个好处：1，能够尽量减少空闲态UE对无线传输资源的占用，事实上在空闲态，UE只有在位置区发生变化时才会占用空中接口；2，减少功耗。LTE标准没有过多涉及在RRC_IDLE状态下UE如何完成小区重选和信号测量，这都由设备商自行开发，只要达到标准规定的UE性能指标即可。RRC_IDLE状态下UE的主要目标是能够在归属的服务小区稳定地收到寻呼消息，从而确保不会错过语音呼入。根据要求，UE被严格要求定期解码寻呼信道，确保不会错过来电寻呼消息和系统消息寻呼消息。这也是RRC_IDLE状态下UE的主要工作。为了降低功耗，不要求UE过多地检测相邻小区的信号质量，除非服务小区的信号质量恶化到一定程度。2.5RRC_CONNECTED状态下的小区切换而在RRC_CONNECTED状态，对相邻小区的信号质量的检测频率则要高得多，这是因为，在RRC_CONNECTED状态，UE和网络建立了活跃的信道来交换数据，因此必须确保这条信道保持稳定，而对功耗的顾虑则变得次要了。在RRC_CONNECTED状态，小区搜索和信号测量工作都是由eNodeB主导。一旦发现比服务小区更好的小区出现，eNodeB就会指引UE切换到这个小区。这种切换可以是同频率LTE小区之间的切换、不同频率LTE小区之间的切换，以及LTE小区和其它RAT小区之间的切换。根据网络配置，eNodeB会给UE下发小区搜索和信号测量配置数据，包括测量间隔、报告方式等等，帮助UE完成小区搜索和信号检测。如果是同频LTE邻区测量，则UE接收天线可以同时完成用户数据传输和邻小区检测，不需要特殊的配置；如果是异频LTE邻区测量或者异RAT邻区测量，则需要设定测量空隙(gap)，先暂停用户数据传输，等在测量间隙完成邻区测量后，再恢复用户数据传输。测量报告的上报方式分为两种：周期性上报和事件触发报告。一旦根据测量报告eNodeB决定发起切换，eNodeB就像UE发送RRC消息MobililtyFromE-UTRA，这条消息中含有目标小区的相关信息。根据这些信息，UE负责与目标小区建立无线连接。一个LTE同频小区切换的流程如下图所示：2.6小结能够实现无缝移动是LTE等移动通信系统