LTE信令流程——小区搜索、选择和重选

LTE信令流程

小区搜索、选择和重选

1. 小区搜索

小区搜索过程是UE和小区取得时间和频率同步，并检测小区ID的过程。

小区搜索通过若干下行信道实现，包括同步信道（SCH）、广播信道（BCH）和下行参考信号（RS）。其中，SCH分为PSCH（主同步信道）和SSCH（辅同步信道），这两个都是物理信道，只用于同步和小区搜索过程。

小区搜索流程如下：

1. UE一开机，就会在可能存在LTE小区的几个中心频点上接受数据，并判断是否可能存在小区。若发现信号较强的频点，尝试去驻留
2. 在这些中心频点周围接受PSS（Primary synchronization signal）和SSS（Secondary synchronization signal），可以得到小区ID等信息
3. UE进行PBCH的解码（PBCH中承载了MIB的消息），根据PBCH的内容得到系统帧号和系统带宽等信息。
4. 根据PBCH的信息，接收PCFICH和PHICH。
5. 搜索PDCCH并做译码。
6. 若PDCCH中CRC中的RNTI为 SI-RNTI，说明后面的PDSCH是一个SIB，接收PDSCH，译码后将SIB上报给高层协议栈。
7. 不断接收SIB，足够之后停止接收SIB，小区搜索结束

2. 小区选择

解调出MIB，SIB等一系列之后通过S准则来判断是否能进行小区驻留。

小区选择规则的基础是小区参考信号的接收功率测量值（RSRP），S准则要求驻留小区的条件为：Srxlev > 0

Srxlev = 测量小区的RSRP值 $-$（小区RSRP最低接收电平 + 防止乒乓效应的偏置）

​ $-$ max（（小区允许UE的最大上行发射功率 $- $ UE能力支撑的最大上行发射功率），0）

接下来终端会进行RRC Connection Establishment，在这个过程会进行随机接入。

3. 小区重选

小区重选（cell reselection）指UE在空闲模式下通过监测邻区和当前小区的信号质量以选择一个最好的小区提供服务信号的过程。当邻区的信号质量及电平满足S准则且满足一定重选判决准则时，终端将接入该小区驻留。

小区重选过程包括测量和重选两部分过程，小区重选有以下几种场景：

• 系统内小区测量及重选
  • 同频小区测量、重选
  • 异频小区测量、重选
• 系统间小区测量及重选

在LTE系统中，SIB3~SIB8全部为重选相关信息

3.1 重选优先级

LTE系统引入重选优先级的概念。

通过配置各频点的优先级，网络能更方便地引导终端重选到高优先级的小区驻留达到均衡网络负荷、提升资源利用率，保障UE信号质量等作用。

3.2 重选测量启动准则

UE成功驻留后，将持续进行本小区测量。RRC层根据RSRP测量结果计算Srxlev，并将其与Sintrasearch（同频）和Snonintrasearch（异频）比较，作为是否启动邻区测量的判决条件。

对于重选优先级高于服务小区的载频，UE始终对其测量；

对于重选优先级等于或者低于服务小区的载频：

• 同频：
  • 当服务小区Srxlev > Sintrasearch时，UE自行决定是否进行同频测量
  • 当服务小区Srxlev <= Sintrasearch或系统消息中Sintrasearch为空时 ，UE必须进行同频测量
• 异频
  • 当服务小区Srxlev > Snonintrasearch时，UE自行决定是否进行异频测量
  • 当服务小区Srxlev <= Snonintrasearch或系统消息中Snonintrasearch为空时 ，UE必须进行异频测量

3.3 重选判决准则

1. 基于优先级：

• 高优先级的异频小区
  • UE在当前小区驻留1s以上
  • 在一段时间内（防止乒乓效应），高优先级邻小区的Snonservingcell（服务质量）一直好于阈值（Threshx,high——高优先级小区的判决门限)
  • UE会重选至高优先级的异频小区
• 低优先级的异频小区
  • UE在当前小区驻留1s以上
  • 高优先级和同优先级频率层上没有其他合适的小区
  • 目前小区接收功率小于阈值
  • 在一段时间内，低优先级小区的Snonservingcell.x（服务质量）一直好于阈值（Threshx,low——低优先级小区的判决门限)
  • UE会重选至低优先级的异频小区

2. 基于R准则：

• UE在当前小区驻留1s以上
• 邻小区Rn 大于 服务小区Rs，并持续一段时间