TD—SCDMA多模終端出服務(wù)區(qū)技術(shù)的研究
摘要:出服務(wù)區(qū)技術(shù)是TD—SCDMA多模終端連接模式下移動(dòng)性管理的重要內(nèi)容之一,對(duì)出服務(wù)區(qū)過(guò)程的研究具有重要意義。針對(duì)此,首先對(duì)出服務(wù)區(qū)的相關(guān)過(guò)程進(jìn)行分析,然后在此基礎(chǔ)上對(duì)FACH/PCH狀態(tài)下的出服務(wù)區(qū)流程進(jìn)行設(shè)計(jì)。
0 引言
出服務(wù)區(qū)技術(shù)是TD—SCDMA多模終端在TD工作模式下,當(dāng)UE在FACH或PCH狀態(tài)下出現(xiàn)服務(wù)小區(qū)不可用情況后,終端對(duì)后續(xù)信令連接的保持、恢復(fù)或釋放的處理過(guò)程。出服務(wù)區(qū)技術(shù)是連接模式下UE實(shí)現(xiàn)移動(dòng)性管理的重要內(nèi)容之一,如何高效地實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的連續(xù)性,以為用戶提供無(wú)縫的應(yīng)用服務(wù),是設(shè)計(jì)TD—SCDMA多模終端的重要指標(biāo)。本文主要針對(duì)TD—SCDMA多模終端的TD工作模式下的出服務(wù)區(qū)功能進(jìn)行研究,首先介紹UE的基本工作模式,然后對(duì)出服務(wù)區(qū)的相關(guān)過(guò)程進(jìn)行分析,最后對(duì)出服務(wù)區(qū)功能進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。
1 UE的工作模式
終端從RRC信令連接的角度可以劃分為兩個(gè)基本的工作模式:空閑模式和連接模式。
(1)空閑模式:空閑狀態(tài)下UE處于待機(jī)狀態(tài),UE與UTRAN之間無(wú)連接,UTRAN內(nèi)沒有此UE的任何信息,UE僅由非接入層標(biāo)識(shí)符來(lái)定義;
(2)連接模式:當(dāng)UE建立RRC連接之后,UE從空閑模式進(jìn)入連接模式。在連接模式下有四種狀態(tài):CELL_DCH、CELL_FACH、URA_PCH和CELL_ PCH。這些狀態(tài)定義了UE使用的物理信道種類、測(cè)量和移動(dòng)性管理任務(wù),以及發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)移時(shí)的動(dòng)作。
連接模式下的狀態(tài)劃分及任務(wù)如下:
(1)CELL_DCH狀態(tài):在上行和下行給UE分配了一個(gè)專用物理信道,可以傳輸大量用戶數(shù)據(jù);
(2)CELL_FACH狀態(tài):沒有給UE分配專用信道,UE連續(xù)監(jiān)聽一個(gè)下行FACH信道,可通過(guò)RACH或FACH信道傳遞少量的數(shù)據(jù);
(3)CELL_PCH/URA_PCH狀態(tài):沒有為UE分配專用信道,UE使用非連續(xù)接收(DRX)技術(shù)監(jiān)聽PICH和BCH,其區(qū)別在于范圍不同,在這兩種狀態(tài)下無(wú)任何上行活動(dòng)。
2 出服務(wù)區(qū)過(guò)程
在PCH或FACH狀態(tài)下,測(cè)量發(fā)現(xiàn)當(dāng)前服務(wù)區(qū)的S<0后,若在12/4.s內(nèi)都沒有找到合適的鄰小區(qū)駐留,則表示終端已“出服務(wù)區(qū)”。在12/4 s的定時(shí)器超時(shí)之前,UE將啟動(dòng)對(duì)包括服務(wù)小區(qū)在內(nèi)的所有鄰小區(qū)的測(cè)量,并根據(jù)測(cè)量結(jié)果嘗試駐留到合適的小區(qū),以恢復(fù)資源,保持連接。在12/4 s的定時(shí)器超時(shí)之后,UE將啟動(dòng)盲搜過(guò)程,嘗試駐留到任意的合適小區(qū),若駐留成功,則保持連接;否則,UE將丟失覆蓋,并釋放連接。從服務(wù)小區(qū)的質(zhì)量變差到最終的連接釋放,根據(jù)UE處理方式的變化,可以對(duì)出服務(wù)區(qū)過(guò)程進(jìn)行階段劃分。
2.1 PCH狀態(tài)下出服務(wù)區(qū)過(guò)程分析
根據(jù)協(xié)議25.123中關(guān)于出服務(wù)區(qū)的相關(guān)描述,在PCH狀態(tài)下從服務(wù)小區(qū)的質(zhì)量變差到最終的連接釋放,可以劃分如下三個(gè)階段,如圖1所示。
階段一:從檢測(cè)到服務(wù)小區(qū)不可用到開啟所有鄰近小區(qū)的測(cè)量的NDRX周期。在本階段,不調(diào)整測(cè)量范圍,保持對(duì)服務(wù)小區(qū)的監(jiān)控,目的是給服務(wù)小區(qū)NDRX周期的時(shí)間長(zhǎng)度的機(jī)會(huì)以恢復(fù)信號(hào);
階段二:從開啟所有鄰近小區(qū)測(cè)量開始的12 s時(shí)間。本階段,調(diào)整測(cè)量范圍到所有鄰近小區(qū),嘗試駐留所有可能正常駐留的鄰近小區(qū)。目的是希望給予鄰近小區(qū)以機(jī)會(huì),盡快尋找到一個(gè)適合的鄰近小區(qū)駐留,以恢復(fù)資源,保持連接;
階段三:從開啟盲搜到T307定時(shí)器超時(shí)。本階段將嘗試駐留的小區(qū)范圍擴(kuò)大到盲搜小區(qū),希望能夠從盲搜小區(qū)中尋找到一個(gè)適合小區(qū)駐留,以恢復(fù)資源,保持連接;否則,無(wú)法回服務(wù)區(qū),釋放連接。
2.2 FACH狀態(tài)下出服務(wù)區(qū)過(guò)程分析
同PCH狀態(tài),根據(jù)協(xié)議25.123中關(guān)于出服務(wù)區(qū)的相關(guān)描述,在FACH狀態(tài)下從服務(wù)小區(qū)的質(zhì)量變差到最終的釋放連接,可以劃分如下三個(gè)階段,如圖2所示。
階段一:從檢測(cè)到服務(wù)小區(qū)S<0開始的5個(gè)測(cè)量周期(1 000 ms)。在本階段,保持對(duì)服務(wù)小區(qū)的監(jiān)控,目的是給予服務(wù)小區(qū)5個(gè)測(cè)量周期的時(shí)間長(zhǎng)度的機(jī)會(huì)以恢復(fù)信號(hào);
階段二:從服務(wù)小區(qū)不可用開始的4 s時(shí)間。本階段,開始嘗試駐留所有可能正常駐留的鄰近小區(qū)。目的是希望給予鄰近小區(qū)以機(jī)會(huì),盡快尋找到一個(gè)適合的鄰近小區(qū)駐留,以恢復(fù)資源,保持連接;
階段三:從開啟盲搜到T307定時(shí)器超時(shí)。本階段將嘗試駐留的小區(qū)范圍擴(kuò)大到盲搜小區(qū),希望能夠從盲搜小區(qū)中尋找到一個(gè)適合小區(qū)駐留,以恢復(fù)資源,保持連接;否則,無(wú)法回服務(wù)區(qū),釋放連接。
3 出服務(wù)區(qū)過(guò)程流程設(shè)計(jì)
在出服務(wù)區(qū)功能設(shè)計(jì)過(guò)程中,將按照2.1和2.2所述,根據(jù)FACH/PCH狀態(tài)下的階段劃分情況,分階段實(shí)現(xiàn)FACFL/PCH狀態(tài)下的出服務(wù)區(qū)功能,而在此過(guò)程中,各階段的躍遷將通過(guò)定時(shí)器控制實(shí)現(xiàn)。
3.1 定時(shí)器設(shè)計(jì)
為實(shí)現(xiàn)對(duì)出服務(wù)區(qū)過(guò)程中各階段躍遷的控制,將設(shè)計(jì)定時(shí)器t_serveCellInvalid和t_ncellInvalid分別對(duì)FACH狀態(tài)下第一階段和FACH /PCH狀態(tài)下的第二階段進(jìn)行監(jiān)控,定時(shí)器的基本信息如表1所示。
3.2 流程設(shè)計(jì)
3.2.1 PCH狀態(tài)下流程設(shè)計(jì)
在PCH狀態(tài)下,當(dāng)服務(wù)小區(qū)的S<0后,UE在NDRX周期內(nèi)持續(xù)監(jiān)控服務(wù)小區(qū),如果在此期間服務(wù)小區(qū)的質(zhì)量恢復(fù),則UE繼續(xù)在當(dāng)前小區(qū)駐留,并保持連接;否則,當(dāng)服務(wù)小區(qū)不可用時(shí),UE啟動(dòng)對(duì)包括其他模式小區(qū)在內(nèi)的所有鄰小區(qū)的測(cè)量,同時(shí)定時(shí)器t_ncellInvalid開啟,如果上報(bào)的測(cè)量結(jié)果中存在S>0的鄰小區(qū),此時(shí)根據(jù)小區(qū)重選的優(yōu)先級(jí)準(zhǔn)則,分別構(gòu)造三個(gè)模式(TDS/GGE/LTE)的候選小區(qū)列表。UE將首先嘗試在TDS模式下的鄰小區(qū)駐留,按照TDS下的候選小區(qū)列表依次嘗試在這些小區(qū)上駐留,如果在某一TDS小區(qū)上成功駐留,將發(fā)起原因?yàn)樾^(qū)重選的小區(qū)更新過(guò)程并恢復(fù)連接;否則,若UE無(wú)法在任意TDS小區(qū)上成功駐留,則依次嘗試在LTE/GGE的候選小區(qū)上駐留,若成功在LTE/GGE小區(qū)上駐留,將去激活TDS模式;否則,若對(duì)所有的ITE/GGE小區(qū)重選均失敗,則返回TDS模,若定時(shí)器t_ncellInvalid未超時(shí),UE將繼續(xù)對(duì)所有的鄰小區(qū)進(jìn)行測(cè)量,一旦發(fā)現(xiàn)滿足條件的小區(qū),立即發(fā)起重選過(guò)程,并嘗試在這一小區(qū)上駐留,該流程如圖3所示。
當(dāng)定時(shí)器t_ncellInvalid時(shí),若UE仍然無(wú)法找到合適的小區(qū)駐留,則認(rèn)為UE出服務(wù)區(qū),此時(shí)UE將發(fā)起盲搜過(guò)程,同時(shí)依次開啟T305和T307定時(shí)器。如果在T307超時(shí)前,找到了合適的小區(qū)駐留,則在新的小區(qū)上發(fā)起原因?yàn)橹匦逻M(jìn)入服務(wù)區(qū)的小區(qū)更新過(guò)程并恢復(fù)連接。如果T307超時(shí)仍找不到合適的小區(qū)駐留,則丟失覆蓋,釋放連接,并返回空閑。UE出服務(wù)區(qū)后丟失覆蓋流程如圖4所示。
3.2,2 FACH狀態(tài)下流程設(shè)計(jì)
在FACH狀態(tài)下,當(dāng)服務(wù)小區(qū)的S<0后,定時(shí)器t_serveCellInvalid開啟,并持續(xù)監(jiān)控服務(wù)小區(qū),如果在此期間服務(wù)小區(qū)的質(zhì)量恢復(fù),則UE繼續(xù)在當(dāng)前小區(qū)駐留,并保持連接;否則,當(dāng)定時(shí)器t_serveCellInvalid超時(shí)后,UE啟動(dòng)對(duì)包括其他模式(FACH狀態(tài)下不對(duì)LTE小區(qū)進(jìn)行測(cè)量)小區(qū)在內(nèi)的所有鄰小區(qū)的測(cè)量,同時(shí)開啟定時(shí)器t_ncellInvalid,根據(jù)測(cè)量結(jié)果,若鄰小區(qū)中存在S>0的小區(qū),此時(shí)根據(jù)小區(qū)重選的R準(zhǔn)則,分別構(gòu)造TDS/GGE模式下的候選小區(qū)列表。UE將首先嘗試TDS模式下的鄰小區(qū)駐留,按照TDS下的候選小區(qū)列表依次嘗試在這些小區(qū)上駐留,如果在某一TDS小區(qū)上成功駐留,將發(fā)起依次原因?yàn)樾^(qū)重選的小區(qū)更新過(guò)程并恢復(fù)連接;否則,若UE無(wú)法在任意TDS小區(qū)上成功駐留,則依次嘗試在GGE的候選小區(qū)上駐留,若成功地在GGE小區(qū)上駐留,將去激活TDS模式;若對(duì)所有的GGE小區(qū)重選均失敗,則返回TDS模,繼續(xù)對(duì)所有的鄰小區(qū)進(jìn)行測(cè)量,一旦發(fā)現(xiàn)滿足條件的小區(qū),立即發(fā)起重選過(guò)程,并嘗試在這一小區(qū)上駐留,該流程如圖5所示。
當(dāng)定時(shí)器t_ncellInvalid超時(shí)后,如果UE仍然無(wú)法找到合適的小區(qū)駐留,則UE出服務(wù)區(qū),在FACH狀態(tài)下,其后續(xù)處理與PCH狀態(tài)下UE出服務(wù)區(qū)的處理相似,在此不再做詳細(xì)描述。
4 結(jié)論
本文在TD_SCDMA和TD-LTE高層協(xié)議的基礎(chǔ)上,對(duì)TD工作模式下出服務(wù)區(qū)技術(shù)進(jìn)行研究,并重點(diǎn)對(duì)PCH和FACH狀態(tài)下的出服務(wù)區(qū)功能進(jìn)行了流程設(shè)計(jì),在對(duì)本方案進(jìn)行實(shí)現(xiàn)和測(cè)試后,可以看出它能很好地按照協(xié)議要求實(shí)現(xiàn)對(duì)信令連接的保持、恢復(fù)或釋放的處理。