空闲模式和小区重选.doc

前 言.III 1 范围.2 2 引用标准.2 3 定义，符号和缩写.3 3.1 定义.3 3.2 缩写.4 4 空闲模式概述.4 4.1 概述.4 4.2 空闲模式下 AS 和 NAS 功能划分.6 4.3 空闲模式下的服务类型.7 5 过程描述.8 5.1 PLMN 选择和重选择.8 5.2 空闲模式下小区选择和重选.8 5.2.1 介绍.8 5.2.2 空闲模式状态和状态转换.9 5.2.3 小区选择过程.11 5.2.4 立即小区评估过程.13 5.2.5 正常驻留状态.15 5.2.6 小区重选评估过程.15 5.2.7 离开连接模式的小区选择.20 5.2.8 任意小区选择.20 5.2.9 驻留在任意小区.20 5.3 小区接入限制.20 5.3.1 UTRA 小区.20 5.3.2 GSM 小区 .22 5.4 RRC 连接模式小区重选.22 5.4.1 初始小区重选过程.22 5.4.2 立即小区评估过程.22 5.4.3 小区重选过程.22 5.5 位置登记.22 6 广播信息接收.23 6.1 系统信息接收.23 6.2 空闲模式下小区广播.23 7 小区选择/重选的测量.23 7.1 使用映射函数.23 8 空闲模式寻呼和 SCCPCH 选择.24 8.1 寻呼信道选择.24 8.2 进入连接模式的 SCCPCH 选择.24 8.3 不连续接收.25 9 多点传送业务.26 9.1 多点传送业务和 DSCH 状态框图 .26 9.1.1 MT_Null 状态.26 9.1.2 MT_Monitor 状态.27 9.1.3 MT_Saving 状态.27 9.1.4 MT_Active 状态.27 10 过程举例.27 10.1 NAS 发起的系统信息的改变.27 10.2 NAS 系统信息更新.29 10.3 空闲模式下 CN 发起的寻呼 .30 10.4 PLMN 选择，自动模式，正常情况.31 10.5 PLMN 重选，自动模式.32 10.6 PLMN 重选，手动模式.33 10.7 PLMN 选择，自动模式，未发现选择的 PLMN.34 10.8 NAS 控制的小区选择.35 10.8.1 接入层的执行.35 10.8.2 在非接入层（NAS）执行.36 IMT-DS FDD(WCDMA)系统空闲模式下系统空闲模式下 UE 过程与连接模式下小区过程与连接模式下小区 重选过程重选过程 IMT-DS FDD(WCDMA) System UE Procedures in Idle Mode and Procedures for Cell Reselection in Connected Mode 1 1 范围范围 本研究报告规定了 UE 的接入层空闲模式过程，连接模式下 UE 小区重选规范以及 UE 中非接入层和 接入层之间的功能划分模型协议，它基于 3GPP 制订的 Release-99(2000 年 9 月份版本)技术规范，具体对 应于 TS 25.304 V3.4.0。 2 2 引用标准引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有 效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 1GSM TS 03.22: Functions related to Mobile Station in idle mode and group receive mode. 23G TS 25.301: Radio Interface Protocol Architecture. 33G TS 25.303: Interlayer Procedures in Connected Mode. 43G TS 25.331: RRC Protocol Specification. 53GPP TS 23.122: NAS functions related to Mobile Station (MS) in idle mode . 63G TR 25.922: Radio Resource Management Strategies. 73G TS 25.211: Physical channels and mapping of transport channels onto physical channels (FDD). 83G TS 25.221: Physical channels and mapping of transport channels onto physical channels (TDD). 93G TS 22.011: Service accessibility. 103GPP TS 25.133: Requirements for Support of Radio Resource Management (FDD). 113GPP TS 25.123: Requirements for Support of Radio Resource Management (TDD). 3定义，符号和缩写定义，符号和缩写 3.1 定义 Acceptable Cell: 可接受的小区， 是指 UE 可以驻留进行紧急呼叫的小区。它必须满足一定条件。 Allowable PLMN: 准入的 PLMN， 指不在 UE 所禁止的 PLMN 列表中的 PLMN。 Available PLMN: 可用的 PLMN ，指 UE 找到满足特定条件的小区所处的 PLMN。 Camped on a cell: 驻留在一个小区，指 UE 处于空闲模式，已经完成了小区选择或重新选择过程，并 已选择了一个小区。UE 监控系统信息和寻呼信息(大多数情况下)。注意业务可能 是被限制，而且在被选择的小区内，PLMN 可能不知道 UE 的存在。 DRX cycle: （Discontinuous reception cycle）DRX 周期，指读取发给某一特定 UE 的初始寻呼信息之 间的时间间隔。 Home PLMN: 归属 PLMN，一个 PLMN 的移动国家码(MCC)和移动网络码(MNC)与 IMSI 的 MCC 和 MNC 一致时，则称该 PLMN 为归属 PLMN。 Location Registration (LR): 位置登记，UE 在一个登记区内进行登记，举例来说，可以是定期地进行 登记，也可以是在进入一个新的登记区时进行登记。 LSA: (localised services area) 局部化的业务区，LSA 是一个由运营者定义的区域，对于这个区域， 使用一些特定的接入条件。这可以与一个由核心网提供特别业务的区域相对应。LSA 可以在 PLMN 内定义，也可以在全球范围内定义。因而，LSA 可以提供一个非连续的无线覆盖。 LSA exclusive access cell: 局部服务区排他的接入小区，指如果小区是属于用户已经登记的 LSA，UE 可能仅驻留在该小区。然而，如果没有其它的小区可用，非 LSA 用户的 UE 可能从该小区发起紧急呼叫。 LSA ID: Localised Service Area Identity，局部服务区标识。 LSA only access: 局部服务区唯一接入，用户采用 LSA only access 时，UE 仅能接入属于用户已经登 记的 LSAs 的小区。在预订的 LSAs 覆盖区以外，UE 可驻留到其他小区并获得受限 服务。 LSA preferential access cell: 局部服务区优先接入小区，是 LSA.的一部分。已经登记为 LSA 优先接 入小区的 LSA 的用户 UE 比同小区中非 LSA 用户具有更高的资源优先级。 LSA 优先接入小区的可用性影响无线资源分配(受 UTRAN-Access Stratum 控 制)。这一功能不在标准范围。 Maximum DRX cycle: 最大不连续接收周期，指一个小区内最长的 DRX 周期的时间间隔。 Paging Block Periodicity (PBP): 寻呼块周期，指出现寻呼块的周期 (对于 FDD, PBP = 1)。 Paging Message Receiving Occasion: 寻呼消息接收时机，UE 接收实际寻呼消息的帧。 Paging occasion: 寻呼时机。 (FDD) UE 监测 PICH 的帧； Process: RRC 过程或空闲模式过程调用的 UE 中的本地行为。 Radio Access Mode: 无线接入模式，即小区的无线接入模式，FDD 或 TDD。 Radio Access Technology: 无线接入技术，指无线接入使用的技术类型，如 UTRA 或 GSM。 Registered PLMN (RPLMN): 登记 PLMN ，即 UE 已成功进行位置登记的 PLMN 。 Registration Area: (NAS)登记区，即不需要进行位置登记，UE 可以漫游的区域，是一个 NAS 过程。 Selected PLMN: 选择 PLMN ，由非接入层人工或自动选择的 PLMN。 Suitable Cell: 合适的小区，指 UE 可驻留的小区，要满足一定条件，参见 4.3 条。 Visited PLMN of home country： 归属国家的访问 PLMN，这是不同于归属 PLMN 的 PLMN，其中 PLMN 识别的 MCC 部分与 IMSI 的 MCC 部分相同。 3.2 缩写 ASAccess Stratum 接入层 BCCHBroadcast Control Channel 广播控制信道 CNCore Network 核心网 DRXDiscontinuous Reception 不连续接收 DSCHDownlink Shared Channel 下行共享信道 FDDFrequency Division Duplex 频分双工 GC General Control (SAP) 通用控制（SAP） GPRSGeneral Packet Radio System 通用分组无线系统 GSMGlobal System for Mobile 全球移动通信系统 IMSIInternational Mobile Subscriber Identity 国际移动用户识别符 MCCMobile Country Code 移动国家码 MMMobility Management 移动性管理 MNCMobile Network Code 移动网络码 NASNon-Access Stratum 非接入层 PCHPaging Channel 寻呼信道 PIPage Indicator 寻呼指示 PICHPage Indication Channel 寻呼指示信道 PLMNPublic Land Mobile Network 公共陆地移动网络 RATRadio Access Technology 无线接入技术 RRCRadio Resource Control 无线资源控制 SAPService Access Point 业务接入点 TDDTime Division Duplex 时分双工 UEUser Equipment 用户设备 UERUser Equipment with ODMA relay operation enabled 具有 ODMA 中继操作使能的用户设备 UMTSUniversal Mobile Telecommunications System 通用移动电信系统 UTRAUMTS Terrestrial Radio Access 通用地面无线接入网 4空闲模式概述空闲模式概述 4.1 概述 当一个 UE 被接通时， 它使用某种无线接入技术（RAT）搜索并选择一个公共移动网(PLMN)。本文 档中描述的不同 RAT 之间小区选择和小区重选标准只考虑了无线标准。除了无线接入技术，PLMN 类型 也会不同。在这个规范中，PLMN 作为一个普通的术语既包括 GSM MAP PLMN，也包括 ANSI-41 PLMN。根据 PLMN 类型的不同，标识它的方式也不同。如果是 GSM PLMN，PLMN 标识为“PLMN identity” ，而如果是 ANSI-41 PLMN，PLMN 被标识为SID。 UE 在选定的 PLMN 上找到一个合适的小区并选择那个小区以提供有用的服务， 同时收听它的控制 信道。这个过程称为 camping on the cell 。然后如果需要的话，在被选的小区登记区域，UE 将通过一个 NAS 登记程序对它进行位置登记 。 如果 UE 发现更合适的小区，在选定的 PLMN 上的可选小区中，UE 进行重新选择并驻留到该小区。 如果这个新小区在不同登记区，需要进行位置登记。 如果需要，UE 可定期在其他 PLMN 上寻找更合适的小区，即指 PLMN 重选。这在9中描述。 如果 UE 未被 PLMN 所覆盖，将自动选择一个新的 PLMN (自动模式)，或者给用户提供哪些 PLMN 是可选的提示，以便进行手动选择 (手动模式)。 仅当不需登记也可提供服务时，UE 不进行登记。 空闲模式下小区驻留的目的有四个： a) 使 UE 收到来自 PLMN 的系统信息。 b) 已经登记，若 UE 想发起一次呼叫，可在该小区驻留的控制信道通过接入网络初始化实现。 c) 若 PLMN 收到已登记的 UE 的一次呼叫，它知道 (大多数情况) UE 驻留的小区登记区域。于是可 在登记区内所有小区的控制信道给 UE 发出“paging”消息。UE 将收到寻呼消息，因为它被调整到 该登记区域小区的控制信道，并可响应该控制信道。 d) 使 UE 收到小区广播消息。 如果 UE 找不到合适的小区驻留，或者未插入 USIM 卡，或者位置登记失败， 则不考虑 PLMN 标识 而设法驻留到一个小区，进入“limited service” 状态，此时只能尝试进行紧急呼叫。 空闲模式任务可以分以下三步骤进行： - PLMN 选择和重新选择； - 小区选择和重新选择； - 位置登记。 这些过程之间的关系如图 1 所示。 PLMN Selection and Reselection Location Registration PLMNs available PLMN selected Location Registration response Registration Area changes Indication to user User selection of PLMN Automatic/ Manual selection CM requests NAS Control Radio measurements Cell Selection and Reselection 图图 1：空闲模式过程：空闲模式过程 注：NAS 规定的服务区的影响有待于进一步研究 4.2 空闲模式下 AS 和 NAS 功能划分 表 1 给出了空闲模式下 UE 非接入层(NAS) 和 UE 接入层（AS）之间功能划分。非接入层部分在引 用标准5中给出，而接入层部分在本文中研究。不同空闲模式过程举例在第 10 部分给出。 表表 1: 空闲模式下空闲模式下 AS 和和 NAS 功能划分功能划分 空闲模式过程空闲模式过程 Idle Mode Process UE 非接入层非接入层 UE Non-Access Stratum UE 接入层接入层 UE Access Stratum PLMN 选择和 重新选择 保存准入的 PLMN 类型列表，可以 只是 GSM-MAP 或只是 ANSI-41， 或者两者均可。 保存一个 PLMN 优先权列表，要求 AS 选择一个小区，它或者属于具有最 高优先级的 PLMN（自动模式），或 者属于手动选择的 PLMN。对每个 PLMN，规定相关的无线接入技术。 自动模式下，如果发现具有更高优先 级的 PLMN，需要 AS 选择属于该 PLMN 的小区。 若相关的无线进入技术可用于 PLMN，在该 PLMN 小区选择中用该 无线进入技术搜索。 应 NAS 要求或自动向 NAS 报告可用 的 PLMN 及其类型。 必须考虑 NAS 指定的 PLMN 类型。 小区选择控制小区选择，如可通过规定小区选 择中搜索小区时最初使用的无线接入 技术来控制。NAS 也保留禁止登记区 列表和按优先级排序的 NAS 规定服务 区列表。 完成小区选择所需的测量。 检测并同步广播信道；接受并处理广 播信息；向 NAS 转发 NAS 系统信息。 以相关的无线接入技术搜索一个属于 NAS 要求的 PLMN 的合适小区；系统 信息中，小区标有PLMN identity (GSM-MAP) 或 SID 。不论小区发 现与否都要向 NAS 作出反应。 若发现这样的小区，选择该小区驻留。 小区重新选择控制小区重新选择，如通过保存禁止 登记区以及按优先级排序的 NAS 服务 区列表来控制。 完成小区重新选择所需的测量。 检测并同步广播信道；接受并处理广 播信息；向 NAS 转发 NAS 系统信息。 若发现更合适的小区，就选择该小区。 在 ODMA Relay Node 中进行 ODMA 探测。 位置登记接通电源后，登记 UE 。 定期或进入一个新的登记区时，在登 记区对 UE 登记。 切断电源时注销 UE 。 向 NAS 报告登记区信息。 4.3 空闲模式下的服务类型 这条规定 UE 在空闲模式下由网络提供的服务级别。 为接受小区的某些服务，必须驻留到该小区。UE 在空闲模式下的三种服务级别定义为： - 受限服务(可接受小区上的紧急呼叫)； - 正常服务 (合适的小区上公用)； - 与运营商相关的服务(保留小区上仅供运营商使用)； 此外， 根据所提供的服务将小区分类： 可接受小区（acceptable cell）： 可接受小区是指 UE 可以驻留以获得受限服务（发起紧急呼叫）的小区。小区应满足下面的要求，这 是在 UTRAN 网中发起一次紧急呼叫所需的最低要求。 - 小区不被禁止，参见 5.3.4.1； -满足小区选择的标准，参见 5.2.3.1.2。 合适小区（suitable cell）： 合适小区是指 UE 可驻留并获得正常服务的小区。小区应满足如下要求： -是所选择的 PLMN 的一部分。 -小区不被禁止，参见 5.3.4.1。 -该小区不属于禁止登记区； -满足小区选择标准，参见 5.2.3.1.2； -满足 SoLSA 标准当前版本不支持 SoLSA； 禁止小区（barred cell） 如在系统信息中指示，小区被禁止4。 UE 不能驻留该小区进行正常的服务，但若没有其它合适的小区可用，UE 可以驻留该小区进行受限服 务。 5 过程过程描述描述 5.1 PLMN 选择和重选择 在 UE 中，接入层自动或应其要求向非接入层报告可用的 PLMN。 UE 保存准入的 PLMN 类型列表。准入的 PLMN 类型可以仅是 GSM-MAP，ANSI-41 或两者都是。在 进行 PLMN 选择和重选时，以准入的 PLMN 类型列表和按优先权排序的 PLMN 标识列表为基础，自动或 手工选择特定的 PLMN。在 PLMN 标识列表中，每个 PLMN 可以用“PLMN identity” (GSM-MAP) 或 SID标识。在广播信道的系统消息中，UE 可收到多个 PLMN 标识，可以是其中一种或两种都是。例如， 在给定的小区，只是“PLMN identity” (GSM-MAP) 或只是SID，也可是“PLMN identity” (GSM-MAP) 和SID。 PLMN 选择的结果是所选定的 PLMN 的一个标识符。选择要考虑准入的 PLMN 类型，UE 性能 或其它因素。标识符可以是“PLMN identity” （对于 GSM-MAP PLMN）或SID（ANSI-41 PLMN） 。 若准入的 PLMN 类型列表包括 GSM-MAP，非接入层的 PLMN 选择和重选过程在5中给出。如果准 入的 PLMN 类型列表中包括 ANSI-41，该 PLMN 选择和重选的非接入层部分在 TIA/EIA/IS-2000.5 和 TIA/EIA/IS-707 规定。 5.2 空闲模式下小区选择和重选 5.2.1 介绍 如第 1 条所述，本文适用的 UE 至少支持 UTRA 。 对于小区选择及重选，不同的无线接入技术和模式采用不同的测量类型。需要对这些测量进行直接比 较时，采用4中规定的映射函数。映射函数的使用在 7.1 条中给出。测量值用“meas”标出，而使用映射 函数的测量值用“map”标注。测量的性能要求在1011中规定。 根据空闲模式测量和小区选择标准，UE 选择合适的小区和无线接入模式。非接入层可控制小区选择 使用的无线接入技术，例如通过指示相关的无线接入技术和根据禁止登记区列表和按优先权排序的 NAS 规定服务区列表。 一旦已驻留到一个小区，UE 将根据小区选择标准定期搜寻更好的小区。发现了更好的小区就选择该 小区。 若小区选择和重选在收到的系统信息中引起变化，就告知非接入层。 为获得正常服务，UE 必须驻留到一个合适的小区，并收听该小区的控制信道，使 UE 可以： - 接收来自 PLMN 的系统信息； -接收来自 PLMN 的登记区信息，如位置区和路由区； -识别服务小区属于 NAS 规定的哪个服务区； -接收其它 AS 和 NAS 信息。 - 如果已经登记： - 接收来自 PLMN 的寻呼和通知信息； - 为 UE 的即将发起的呼叫或其他行为发起呼叫建立； 5.2.2 空闲模式状态和状态转换 图 2 显示了小区选择和重选过程的状态和程序。 1 Initial Cell Selection Camped normally Cell Reselection Camped on Any Cell Any Cell Reselection no cell information stored for the PLMN cell information stored for the PLMN go here whenever a new PLMN is selected no suitable cell found suitable cell foundsuitable cell found Connected Mode suitable cell found no suitable cell found no suitable cell found Stored Information Cell Selection Any Cell Selection Connected Mode (Emergency calls only) return to idle mode go here when no USIM in the UE USIM inserted1 Immediate Cell Evaluation trigger suitable cell selected Immediate Cell Evaluation no suitable cell found no acceptable cell found leave idle mode no acceptable cell found Cell Selection when leaving connected mode leave idle mode return to idle mode an acceptable cell found Cell Selection when leaving connected mode acceptable cell found trigger acceptable cell selected NAS registration rejected best suitable cell selected best acceptable cell selected suitable cell found 1 图图 2: 空闲模式小区选择和重选空闲模式小区选择和重选 在任何状态下，选择一个新的在任何状态下，选择一个新的 PLMN 导致跳转到标号导致跳转到标号 1 一旦选择了 PLMN，UE 都会采用初始小区选择或存储信息小区选择两种过程之一，寻找合适的小区 驻留。初始小区选择过程不需要所选 PLMN 的信息，但存储信息小区选择过程需要事先知道存储的所选 PLMN 的信息。 这个存贮信息使得合适小区的搜索过程加快。该信息可包含几个无线接入技术的信息。 非接入层可以通过如下方式控制小区选择： - 提供无线接入技术信息; - 结合选定的 PLMN; - 保存禁止登记区列表; - 按优先权排序的 NAS 规定服务区列表。 可有一个或几个无线接入技术与选定的 PLMN 相关联。在5中规定 UE 应选择哪种无线接入技术搜 索选定 PLMN 的一个合适小区。 一旦发现合适的小区，UE 执行必要的 NAS 登记程序。当 UE 登记成功，将驻留该小区，进入正常驻 留状态。在这个状态下，UE 监控寻呼信息、系统信息并进行无线测量。测量结