TD-LTE与TD-SCDMA及GSM互操作协议研究.docx

TD-LTE与TD-SCDMA/GSM系统间互操作协议研究本文主要介绍TD-LTE与TD-SCDMA/GSM系统间互操作及其重点过程Inter-RAT小区重选和Inter-RAT切换的协议分析。1.1 TD-LTE与TD-SCDMA/GSM系统间互操作概述所谓系统间的互操作，即是终端在两个或者多个不同接入技术的系统间通过一系列的信息交互和数据交互来完成协议规定的功能。通俗意义上来讲，用户所使用的终端从TD-LTE的网络转入到使用TD-SCDMA/GSM网络的业务，这其间就涉及到一个互操作的过程。在3GPP协议的描述中，TD-LTE多模终端的系统间互操作行为主要包括Inter-RAT小区重选和Inter-RAT切换过程，而Inter-RAT小区重选和Inter-RAT切换过程都是以Inter-RAT测量为依据的，如图1.1所示是系统间切换和重选过程的状态转移图。 图1.1 系统间互操作状态转移Inter-RAT系统间测量：多模终端使用一种无线接入技术的时候，对其它无线接入技术的小区进行测量，以此为Inter-RAT小区重选和Inter-RAT切换过程提供评估的依据3，即是Inter-RAT系统间测量。Inter-RAT系统间小区重选：当UE处于一个复杂并且在变化的不稳定无线环境中，或者UE自身的位置发生了变化，UE发现当前驻留的小区并不是信号最好的小区，反而别的小区信号更强，那么它总是会选择最适合的小区进行驻留，以满足用户能够更好的体验通信服务。根据3GPP协议，Inter-RAT系统间小区重选过程是指在空闲模式下，UE发现质量更好的小区，通过测量和判决并驻留到另一个接入技术的小区上的过程。Inter-RAT系统间切换：Inter-RAT系统间切换过程是终端处于连接状态下，它将按照网络的控制进行Inter-RAT邻小区的测量上报并在满足一定触发条件的情况下，接入到网络指定的目标Inter-RAT小区继续进行业务的过程。1.2 TD-LTE与TD-SCDMA/GSM系统间互操作策略TD-LTE与TD-SCDMA/GSM之间的互操作方案的基本策略主要存在开机选择和互操作优先级这两方面。终端开机后，优先选择驻留在TD-LTE模式下，在具有TD-LTE的信号覆盖区域，能够保证非常良好的质量。当终端移出TD-LTE的覆盖范围后，将优先在TD-SCDMA网络驻留，如果该区域没有TD-SCDMA网络覆盖，那么将会选择GSM网络，一旦重新检测到了TD-LTE的信号覆盖，终端将会返回TD-LTE模式4。1.3互操作重点过程研究系统间互操作行为主要涉及Inter-RAT小区重选过程和Inter-RAT切换过程两个重点过程，需要协议栈各子层之间相互配合才能实现。通俗来说，Inter-RAT小区重选是RRC-IDLE状态下的移动性实现，是由UE自主执行，而Inter-RAT切换过程是连接状态下的移动性实现，由网络和UE配合完成。Inter-RAT小区重选过程和Inter-RAT切换过程都跟Inter-RAT测量有着十分紧密的联系，是以Inter-RAT测量为基础的。在接下来的两节将分别针对Inter-RAT小区重选过程和Inter-RAT切换过程进行分析。3.3.1 Inter-RAT小区重选过程研究IDLE状态下，RRC移动性就是由小区重选过程体现的。基于LTE系统小区重选的创新机制，基于优先级的小区重选是由UE自主执行的。要触发TD-LTE到TD-SCDMA/GSM的Inter-RAT系统间的小区重选，首先必须要在TD-LTE模式下执行对TD-SCDMA/GSM小区的测量。当触发了邻小区的测量之后，物理层执行测量并周期性地向RRC层上报相应的测量结果。一旦满足了Inter-RAT间的小区重选准则的时候就会发起Inter-RAT系统间小区重选过程。根据对当前服务小区是否可用的测量和评估，TD-LTE模的RRC-IDLE状态下发起的重选过程可以分为两种情况：l 当前服务小区可用:当对服务小区的RSRP值和RSRQ值进行测量，并根据小区选择的S准则对其信号质量进行评估后发现当前服务小区是可用的，但是周期性测量会发现有好于当前服务小区的邻小区存在，此时将会发起小区重选过程。l 当前服务小区不可用：如果UE通过在连续Nserv个DRX周期内对服务小区的评估，发现服务小区不再满足小区选择的S准则，或者读取系统消息发现小区被bar等原因，那么UE将发起对服务小区指示的所有邻小区进行测量并进行重选的评估而触发小区重选过程5。表3.1 Nserv与DRX周期之间的关系DRX cycle length sNserv number of DRX cycles0.3240.6441.2822.562TD-LTE模的IDLE状态下，要发起到TD-SCDMA模的小区重选过程，首先要完成对服务小区和邻小区的测量，在下文的节 将对工作在TD-LTE模IDLE状态下的测量进行了阐述，在协议栈的内部，当物理层周期性地将测量结果上报给RRC之后，UE在一定的周期内对测量值进行计算和评估，从而发起小区重选。对于服务小区和邻小区的测量涉及到物理层，但本文是主要研究的RRC实现的异系统间的互操作，只是使用了物理层提供的测量结果，不对物理层做研究。下面小节中将分别针对Inter-RAT小区重选的测量和小区重选评估进行详细的分析。 Inter-RAT小区重选测量当工作在TD-LTE的IDLE状态下，终端只会针对具有小区重选优先级的小区进行测量。终端必须在每个DRX周期对服务小区的RSRP值进行测量6。1.Inter-RAT小区测量准则当服务小区的Srxlev SnonIntraSearchP 并且 Squal SnonIntraSearchQ 的时候，UE将不会进行低优先级的Inter-RAT测量，但是，UE将会在每一个Thigher_priority_search = (60 * Nlayers)秒的时间内搜索并测量Inter-RAT高优先级小区。Srxlev SnonIntraSearchP 或者Squal SnonIntraSearchQ 的时候，UE将会搜索并测量高优先级Inter-RAT小区、低优先级Inter-RAT小区，为可能发生的小区重选做准备。其中，Nlayers是配置的高优先级Inter-RAT小区的总数。SnonIntraSearchP和SnonIntraSearchQ是相应的测量门限值，是由系统消息3(SIB3)中配置而来的。2.Inter-RAT小区测量对象当终端处于TD-LTE模式下，测量准则指示需要检测的小区是UTRA TDD小区的时候，UE将以3GPP规定的最小速率对检测到的邻频列表上的UTRA TDD小区的P-CCPCH RSCP值进行测量。当终端处于TD-LTE模式下，一旦开启了对GSM小区的测量，如果在服务小区的测量控制系统消息中指示了这个GSM BCCH载频，那么UE将对该GSM BCCH载频上的信号水平（即GSM载频的RSSI）进行测量。3.Inter-RAT小区测量周期对于检测到的低优先级小区，UE将在至少每个(NUTRA_carrier_TDD) * Tmeasure,UTRA_TDD做一次测量，而对于高优先级小区搜索中检测到的UTRA TDD小区，UE将在至少每个Tmeasure,UTRA_TDD内对其做一次测量。参数NUTRA_carrier_TDD是邻频列表中的载频个数。如果通过更高优先级的小区搜素检测到一个小区之后，如果通过评估判决没有发生小区重选，那么UE将不再需要连续地测量该小区并评估发生小区重选的可能性。DRX周期长度、Tmeasure,UTRA_TDD和Tevaluate,UTRA_TDD之间的关系如表1.2所示。表1.2 DRX周期,Tmeasure,UTRA_TDD和Tevaluate,UTRA_TDD之间的关系DRX周期的长度sTmeasure,UTRA_TDDs (DRX周期的个数)Tevaluate,UTRA_TDDs (DRX周期的个数)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将在至少每个Tmeasure,GSM时间内对比服务小区优先级低的GSM BCCH载频进行测量。当通过高优先级的小区搜索，发现了更高优先级的GSM BCCH载频，也将在至少每个Tmeasure,GSM时间内对其进行测量，并且UE将会解码GSM BCCH载频上的BSIC。如果通过更高优先级的小区搜素检测到一个小区之后，如果通过评估判决没有发生小区重选，那么UE将不再需要连续地测量该小区并评估发生小区重选的可能性，也不再需要每30秒内连续检查GSM BCCH载频的BSIC。Tmeasure,GSM与DRX周期之间的关系如表1.3所示。表1.3 Tmeasure,GSM与DRX周期之间的关系DRX周期的长度 sTmeasure,GSM s (DRX周期的个数)0.325.12 (16)0.645.12 (8)1.286.4(5)2.567.68 (3)4.测量样本：LTE系统中的测量，需要对RSCP的测量值的多个采样平均而得。UE将会在至少两次测量后，对每次测量到的UTRA TDD小区的P-CCPCH RSCP值进行过滤，在要进行过滤的集合中，至少要将两次测量间隔在最小测量周期的一半。如果两次间隔时间超过了一个测量周期，那么，UE将不再对UTRAN TDD小区的P-CCPCH RSCP值进行过滤。UE需要对每个GSM BCCH载频4次测量做一次平均，每个小区的测量样本将尽可能平均地分布在测量周期中。 小区选择的S准则在TD-LTE模式的IDLE状态下，UE当前驻留的小区被称为服务小区5。UE将会在个DRX周期内对服务小区的RSRP值和RSRQ值进行测量，并根据小区选择的S准则对其信号质量进行评估，并作出相应判断该小区是否适合驻留。TD-LTE模下，小区选择的S准则即是：Srxlev 0并且Squal 0。Srxlev 和Squal的计算公式如式1.1和1.2中所示，其相关参数在表1.4中描述。其中 式（1.1） 式（1.2）表3.4 小区选择S准则相关参数Srxlev小区选择的接收电平值 (dB)Squal小区选择接收质量值 (dB)Qrxlevmeas被测量小区的接收电平(RSRP)Qqualmeas被测量小区的质量值(RSRQ)Qrxlevmin满足小区选择条件的接收电平的最小要求级别(dBm)该参数由系统消息3中读取Qqualmin满足小区选择条件的质量的最小要求级别(dB)Qrxlevminoffset当UE周期性搜索更高优先级的PLMN时驻留在VPLMN小区的时候才使用该参数。该参数是在接收电平的评估过程中针对Qrxlevmin 的偏移Qqualminoffset当UE周期性搜索更高优先级的PLMN时驻留在VPLMN小区的时候才使用该参数。该参数是在接收质量的评估过程中针对Qqualmin的偏移Pcompensation (PEMAX PUMAX)和0之间的最大值 (dB)PEMAX上行链路UE的最大发射功率PUMAX根据UE功率等级而规定的RF最大输出功率。 Inter-RAT的小区重选准则TD-LTE模式下，小区重选过程都是基于优先级的重选，UE只会测量和评估配置了频点优先级信息的小区。UTRA TDD小区的频点优先级是配置在系统消息SIB6中的IE“CarrierFreqUTRA-TDD”广播。关于GSM小区的频点优先级在系统消息SIB7中广播。小区重选优先级的取值范围是整数0-7，如果取值为0则代表其为最优先级的小区，如果取值为7则代表其为高优先级的小区。1.重选至高优先级的Inter-RAT小区的准则如果在系统消息3中配置了threshServingLowQ，对于一个比当前服务小区更高优先级的UTRA小区，在TreselectionRAT的时间内都满足Squal ThreshX, HighQ，并且UE驻留在当前服务小区的时间已经超过1秒，那么将发生重选到这个比当前服务小区优先级更高的Inter-RAT小区。对于一个比当前服务小区更高优先级的GSM小区，在TreselectionRAT的时间内都满足Srxlev ThreshX, HighP，并且UE驻留在当前服务小区的时间已经超过1秒，那么将发生重选到这个比当前服务小区优先级更高的Inter-RAT小区。如果在系统消息3中没有配置threshServingLowQ，对于一个比当前服务小区更高优先级的Inter-RAT小区，在TreselectionRAT的时间内都满足Srxlev ThreshX, HighP，并且UE驻留在当前服务小区的时间已经超过1秒，那么将发生重选到这个比当前服务小区优先级更高的Inter-RAT小区。2.重选至低优先级的Inter-RAT小区的准则如果在系统消息3中配置了threshServingLowQ，如果服务小区满足Squal ThreshX, LowQ，并且UE驻留在当前服务小区的时间已经超过1秒，那么将发生重选到这个比当前服务小区更低的Inter-RAT小区。对于一个比当前服务小区更低优先级的UTRA TDD小区或者GSM小区，在TreselectionRAT的时间内都满足Srxlev ThreshX, LowP，并且UE驻留在当前服务小区的时间已经超过1秒，那么将发生重选到这个比当前服务小区优先级更低的Inter-RAT小区。如果在系统消息3中没有配置threshServingLowQ，对于一个更低优先级的Inter-RAT小区，在TreselectionRAT的时间内服务小区一直保持Srxlev ThreshX, LowP，并且UE驻留在当前服务小区的时间已经超过1秒，那么将发生重选到这个比当前服务小区优先级更低的Inter-RAT小区。3.小区重选R准则对于与作为服务小区的E-UTRA小区同频及同等优先级异频小区，采取的小区重选R准则进行排序，其中 Rs 代表服务小区 and Rn 代表邻区，定义如式1.3和式1.4中所示7: 式(1.3) 式(1.4)其中各参数如表1.5中所示：表1.5 小区重选R准则参数Qmeas小区重选中RSRP测量值Qoffset对于同频小区，如果Qoffsets,n有效则Qoffset即 Qoffsets,n, 否则Qoffset为0.对于异频小区，如果Qoffsets,n有效则Qoffset= Qoffsets,n + Qoffsetfrequency ；否则Qoffset= Qoffsetfrequency.UE对所有满足中定义的小区选择准则S的小区进行排序，小区排序遵循上述R准则，利用RSRP的均值获得服务小区和邻小区的测量值Qmeas,s和 Qmeas,n 从而进行R值的计算。如果某个小区排序后是最好小区，则将进行这个小区的重选过程。在所有情况下，仅当以下条件满足时UE应该重选一个新的小区：-在TreselectionRAT 时间周期内，新小区排序好于服务小区；-UE驻留到当前服务小区已超过1秒8。 Inter-RAT的小区重选流程图1.2 Inter-RAT小区重选流程在TD-LTE模式下，对于Inter-RAT异系统间的小区重选，主要是基于优先级的小区重选9，主要流程如图1.2中所示，流程如下：l 当终端处于TD-LTE模式下，首先根据测量准则判断是否需要进行Inter-RAT的小区测量，对于一个重选优先级高于当前服务的Inter-RAT小区，开启更高优先级异系统小区测量。对于重选优先级低于当前服务小区的Inter-RAT小区，如果Srxlev SnonIntraSearchP 并且Squal SnonIntraSearchQ 的时候，UE将不会进行低优先级的Inter-RAT测量，Srxlev SnonIntraSearchP或者Squal SnonIntraSearchQ 的时候，UE将会搜索并测量低优先级Inter-RAT小区，为可能发生的小区重选做准备。l 第二步，终端将会基于底层的测量结果进行Inter-RAT小区重选过程的评估，按照节的小区选择准则计算得到S值，S0，则此小区是满足驻留条件的。对于满足S准则的候选小区，UE将会通过对服务小区和邻小区的测量值进行计算，如果测量发现比服务小区质量更好的小区有多个，其中既包括TD-LTE也有TD-SCDMA小区和GSM小区，那么，首先根据小区重选优先级的高低做一次排序，最高优先级小区是LTE小区则忽略其它小区，按照小区重选R准则进行一次排队，在Treselection超时之前，该小区一直排在最前面则重选到该小区。如果最高优先级小区是Inter-RAT的小区，那么按照Inter-RAT小区重选准则进行一次排队，在Treselection超时之前，该小区一直排在最前面则重选到该小区。l 一旦确定了目标小区，UE将会验证其可接入性并获取和验证目标小区的系统消息，并判断小区是否受限，如果小区没有受限，那么完成重选到目标小区的过程。1.3.2 Inter-RAT切换过程研究当UE处于TD-LTE模的连接状态下，为了更好地跟网络进行通信，UE必须尽最大努力地维护它跟网络之间的无线链路10。当监控到比当前服务小区质量更好的Inter-RAT小区，该小区是UTRA TDD小区或者GSM小区，终端将根据底层的测量结果组装测量报告发送给网络，并且通过测量和评估，网络将发送Inter-RAT切换命令触发Inter-RAT切换过程。当收到网络的Inter-RAT切换命令，UE将执行Inter-RAT切换过程11。 Inter-RAT切换的测量1. Inter-RAT测量配置E-UTRA将通过RRCConnectionReconfiguration消息通知终端所采用的测量配置信息，终端根据相关的测量配置信息进行测量，RRC收到测量配置的信息，要通过如下的几个参数来进行Inter-RAT的测量控制，包括Measurement objects，Reporting configurations，Measurement identities，Quantity configurations，Measurement gaps12。测量控制过程就是要建立、修改或者是删除终端的相关测量。Measurement objects是指示终端应该测量的RAT（Radio Access Technology）载频，对于Inter-RAT测量，需要指示是UTRA小区还是GERAN小区。对于不同无线接入技术的UTRA小区进行测量，测量对象是单一UTRA载波频率上的一组小区。对于不同无线接入技术的GERAN小区的测量，测量对象是一组GERAN载波频率。Reporting configurations是一个上报配置的列表，其中包括测量报告标准和报告格式，触发上报测量报告分为周期性上报和事件触发的上报，报告格式主要是终端上报测量报告时包含的量和相关信息，例如上报小区的个数。Measurement identities是一个测量标识的列表，其中，每一个测量标识将一个Measurement object和一个reporting configuration联系起来。可以通过配置多个测量标识来以满足将同一个reporting configuration连接到多个不同的测量对象。同样的，也可以将不同的reporting configuration连接到同一个测量对象。测量标识是作为测量报告中的参考连接号。Quantity configurations是对每一个RAT类型配置一个quantity configuration。它定义了和事件评估以及该测量类型相关的上报测量量和滤波器，每一个测量量可以配置一个滤波器。Measurement gaps被定义为一个时间区间，即是，在这个时间区间内，不会进行上行传输和下行传输，终端可以使用这段时间来执行测量。图3.3是一组测量对象和相应的报告配置之间的关系。在UE端的Inter-RAT测量配置中，每一次的测量任务可以被看作一个项目，Measurement identity是用于区分不同项目的ID，当启动了当前的项目，必然需要调用本项目所需要的资源，此时则是以Measurement identity作为纽带，从Reporting configurations和Measurement objects列表这两个数据库中提取相关的资源，而这两个数据库可能会被两个不同的项目同时使用。测量项目的创建、修改或者删除都是通过测量配置来执行的，因为测量配置会更新UE所维护的三个列表。测量配置过程不仅对以上提到的三个列表进行更新，还会对测量gap和测量量进行配置。图1.3 Inter-RAT测量配置关系2.Inter-RAT测量上报前文中已经讲述，网络通过RRCConnectionReconfiguration消息将测量配置告知终端之后，消息中携带了TD-LTE、TD-SCDMA以及GSM小区的Quantity configurations等。对于Inter-RAT小区进行测量之后，终端对相应的测量结果进行处理并发送测量报告到网络端。测量报告报了测量结果，而测量结果又包含了测量ID和服务小区测量结果及邻小区的测量结果（可选）。对于测量上报触发所针对的measId，终端将会按照如下的流程设置MeasurementReport消息中的measResults13：1) 将触发测量上报的Measurement identity设置为measId。2) 设置measResultServCell包括服务小区的测量量。3) 如果至少一个可用的邻小区的测量结果要上报，设置measResultNeighCells包括最多maxReportCells个最好的小区。根据上报类型是事件上报还是周期性上报处理方法如下：如果triggerType为事件触发，上报的测量报告列表包括对该measId定义的cellsTriggeredList中的小区。如果triggerType为周期性上报，上报的测量报告列表包括了从上一个周期上报或者测量后有新的测量结果的可用小区。对于measResultNeighCells包括的每一个小区，包括了phyCellId。按照measId的reportConfig包括层3过滤后的测量结果，如果与该measId相关的measObject是E-UTRA小区，那么按照triggerQuantity递减的顺序设置measResult包括相关的reportConfig中的reportQuantity指示的测量量，即最好的小区最先包括。如果与该measId相关的measObject是Inter-RAT小区，则设置measResult为quantityconfig中为相关的接入技术配置的测量量，按照测量量递减的顺序，即最好小区最先包括。4) 将测量报告报告列表中该measId对应的numberOfReportsSent增加1。5) 停止周期上报定时器（如果已经开启）。6) 如果测量报告列表中该measId的numberOfReportsSent小于该measId对应的reportconfig中配置的reportAmount，则启动周期性上报的定时器，定时器长度设置为该measId中对应的reportconfig中配置的reportInterval。如果测量报告列表中该measId的numberOfReportsSent不小于该measId对应的reportconfig中配置的reportAmount，则删除测量报告列表中这个measId对应的条目，并从measureIdList中删除这个measId。 终端的测量上报有两种类型：一种是周期性上报，这种情况下网络会配置一个上报周期。另一种是事件触发的上报，它是某一上报条件得到满足触发的测量上报，通常与用来启动邻小区测量或由于小区信号质量差而触发切换执行的准则是相关联的。下面主要是介绍与Inter-RAT切换相关的事件触发的测量报告14。当终端处于TD-LTE的连接模式下，Inter-RAT测量过程对于Inter-RAT小区执行测量过程之后，底层将测量结果上报给高层，在处理测量结果时，对B1和B2事件进行评估，当满足B1或B2事件的进入或离开条件时，触发RRC组装测量报告。测量报告主要包括了服务小区和邻小区的测量ID以及测量值。Inter-RAT测量报告的触发条件有B1事件和B2事件。B1事件：即Inter-RAT邻小区的信号质量好过某一门限B1事件进入条件： 式（1.5）B1事件离开条件： 式（1.6）B2事件：即当前服务小区的信号质量比门限1差，Inter-RAT邻小区的信号质量比门限2好。B2事件进入条件： 式（1.7） 式（1.8）B2事件离开条件： 式（1.9） 式（1.10）参数说明：Mn ：Inter-RAT邻小区的测量结果；单位db或dbmOfn ：measObject所关联的Inter-RAT频点的offsetFreq；单位dbHys ：该事件的迟滞值参数，目的是为了限制事件触发的报告个数；单位dbThresh ：是这个事件的门限参数，与Mn单位相同。 Inter-RAT切换的基本过程上节中已经对Inter-RAT切换的测量进行了分析，当终端组装了测量报告发送到网络之后，网络会进行判决，如果满足Inter-RAT切换的条件便会通知终端进行切换。下面分别针对TD-LTE到其它RAT的切换过程和其它RAT到TD-LTE的切换过程进行分析。1TD-LTE到其它RAT的切换过程图1.4 从E-UTRAN切换到其它RAT的过程如图1.4所示，TD-LTE到其它RAT的切换过程的目的是让处于RRC_CONNECTED状态下的终端移动到使用另一种无线接入技术（RAT）的小区。该过程只有在接入层安全功能被激活，并且SRB2和至少一个DRB的已经建立而没有被挂起的情况下才能进行15。UE在TD-LTE模式下的Inter-RAT切换流程如下：1) 终端向源eNodeB上报测量报告，作为对网络发起的测量过程的响应。2) 源eNodeB收到来自终端的测量报告后，源eNodeB将会请求目标RAN节点为Inter-RAT切换做好相关准备。源eNodeB将会提供可用的Inter-RAT UE能力信息以及当前已经建立的承载的信息，以此作为handover preparation request的一部分。3) 源eNodeB向终端发送MobilityFromEUTRACommand消息，如果其携带的目的是handover，该消息就包含了从目标RAN接收到的Inter-RAT消息。4) 终端收到来自网络的MobilityFromEUTRACommand消息后，它会向上层转发来自E-UTRAN的NAS安全参数，按照目标RAT的规范，使用已经为终端分配好的目标小区的资源，接入到Inter-RAT消息中所指示的目标小区。5) 如果成功接入目标RAT的小区则发送Inter-RAT切换完成到TD-LTE其它RAT的切换。2.其它RAT切换到TD-LTE的切换过程图1.5 从其它RAT切换到E-UTRAN的过程其它RAT切换到TD-LTE的切换过程旨在，在网络的控制下，将UE和另一种无线接入网络（例如GERAN或UTRAN）之间的连接转移到一条到E-UTRAN上，如图3.5所示。对于终端从其它RAT切换到E-UTRA的情况，无线链路的切换过程是通过RRC连接重配置来完成的。在发起其它RAT到TD-LTE的切换过程之前，在TD-SCDMA侧，UE必须处于完整性保护激活状态。在TD-SCDMA/GSM至TD-LTE切换过程中，在E-UTRAN侧，需要激活加密功能，如果在TD-SCDMA/GSM模式中未激活加密功能，则使用空加密算法；另外，需要建立SRB1、SRB2和至少一个DRB，即对应于默认EPS承载的DRB。当完成了准备工作之后，eNodeB通过其它RAT的接入网发送RRCConnectionReconfiguration消息给终端16。UE处于TD-LTE模式的情况下，收到切换命令后，将进行如下流程：1) 对物理层和MAC层使用默认的物理信道配置、SPS配置和MAC配置信息，同时根据mobilityControlInfo中携带的T304定时器长度信息开启T304定时器；2) 根据RRCConnectionReconfiguration中mobilityControlInfo信元中指定的频点和物理小区标识进行目标小区的下行同步；3) 在目标小区上应用mobilityControlInfo中配置的dl-Bandwidth和ul-Bandwidth作为上下行带宽信息，以newUE-identity的值进行C-RNTI配置，以及公共无线资源配置信息等；4) 根据RRCConnectionReconfiguration消息中的配置进行无线承载的建立，至少需要建立SRB1/SRB2和一个DRB；5) 通过SecurityConfigHO参数完成安全模式参数从其他接入模式（TD-SCDMA/GSM）到TD-LTE的映射和激活，RRC将SecurityConfigHO参数递交给NAS层，其中包括加密/完整性保护算法配置和nas-SecurityParamToEUTRA参数；NAS将产生用于NAS加密和完整性保护密钥KNASenc和KNASint，以及AS根密钥KeNB，然后由RRC根据KeNB产生用于信令平面的加密和完整性保护密钥KRRCenc和KRRCenc，以及用于数据平面的加密密钥KUPenc。安全上下文的映射过程由NAS完成。6) 对已经建立的无线承载进行安全性参数配置，切换完成消息将根据这些安全性配置参数进行加密和完整性保护；7) 如果RRCConnectionReconfiguration同时携带了测量配置信息，将根据其配置对物理层进行测量配置；8) 组装RRCConnectionReconfigurationComplete消息，由RRC发送到底层尝试传输到网络端；9) 如果RRCConnectionReconfiguration消息中未配置rlf-TimersAndConstants，UE将使用默认的T310，T311，N310，N311参数进行无线链路监视；10) 如果MAC成功完成随机接入过程，停止定时器T304，如果切换过程失败，包括两种情况：1. RRCConnectionReconfiguration消息非法；2. T304定时器超时。UE将返回发起切换过程的接入模式进行切换失败流程处理。 Inter-RAT切换的随机接入过程在上节中已经对TD-LTE切换到其他RAT的过程和其它RAT切换到TD-LTE的基本过程进行了分析，切换到目标小区是否成功，主要取决于与目标小区是否接入成功，下文主要分析Inter-RAT切换过程中的随机接入过程。Inter-RAT切换过程中的随机接入过程主要分为基于竞争的随机接入过程和非竞争的随机接入过程17。TD-LTE系统中，每个小区的随机接入前导的个数是固定的64个，在基于竞争的随机接入过程中，网络会通过RRCConnectionReconfiguration消息携带的MobilityControlInfo单元中携带随机接入前导通知终端，由于终端是随机的选择一个随机接入前导，此过程中可能出现多个终端同时选择了同样的随机接入前导来进行接入，这就需要通过竞争解决机制来处理以便使终端能够成功接入。在Inter-RAT切换过程中，网络也可以通过RRCConnectionReconfiguration消息携带的MobilityControlInfo单元中配置专有的前导信息。以网络是否为该终端配置一个专用的随机接入前导作为划分随机接入过程是基于竞争的随机接入过程还是非竞争的随机接入过程的依据。非竞争的随机接入过程就是通过网络给终端配置一个专用的随机接入前导来防止选择相同的资源而发生竞争，以此来提高随机接入效率。下文将分别对基于竞争的随机接入过程和非竞争的随机接入过程进行分析:1. 基于竞争的随机接入过程基于竞争的随机接入过程主要分为4步，如下图1.6所示：图1.6基于竞争的随机接入过程步骤1:随机接入资源的选择及随机接入前导的传输Inter-RAT切换过程中的随机接入资源选择包括随机接入前导的选择和用于传输随机接入前导的时频资源的选择，详细流程如图3.7中所示。每个TD-LTE小区随机接入前导的个数是固定的64个，分为两部分，一部分随机接入前导用于基于竞争的随机接入过程，另一部分是作为专用随机接入前导在非竞争接入过程中分配给终端。基于竞争的随机接入过程中使用的非专有随机接入前导可以分为两组，分别是Group A和Group B。它们可以用来指示在步骤3中要发送的层3消息的所需资源的大小。终端选择Group A或者Group B作为其随机接入前导组是根据需要的资源大小同时要满足一定的条件。如果以下两个条件同时满足，那么选择Group B，其余情况选择Group A。1) 条件1：要传输的消息大小（及MAC PDU的大小）大于Group A允许传输的最大消息长度。2) 条件2：满足式3.11中条件 式（1.11）其中，passloss为路损，为终端的最大发射功率，为随机接入前导信号的初始发送功率，为Group B的随机接入前导信号的发送功率偏移值。在选定了随机接入前导组之后，随机选择选定组内的一个随机