《移动通信网络优化》课件-11 接入时延成功率优化

接入时延/成功率优化课程目标：掌握初始接入的触发条件和终端状态变迁；了解初始接入的3个阶段；掌握ERAB建立过程；掌握随机接入信令流程和触发条件；了解接入时延问题分析方法。接入过程

处于IDLE状态的UE高层发起attachrequest或ServiceRequest触发物理层初始随机接入，建立RRC连接，再通过初始直传建立传输NAS消息的信令连接，最后建立E-RAB的过程称为接入过程。空闲态连接态开机驻留流程连接建立及重配置流程数据传输流程测量切换流程UE状态迁移当存在RRC连接时，UE处于RRC连接状态，否则为RRCIDLE状态TS36.3314.2各系统状态转移图UE状态状态行为RRC_IDLEPLMN选择NAS配置的DRX过程系统信息广播和寻呼邻小区测量小区重选的移动性UE获取1个TA区内的唯一标识eNodeB内无终端上下文RRC_CONNECTED网络侧有UE的上下文信息网络侧知道UE所处小区网络和终端可以传输数据网络控制终端的移动性邻小区测量存在RRC连接:UE可以从网络侧收发数据

监听共享信道上指示控制授权的控制信令

UE可以上报信道质量给网络侧

UE可以根据网络配置进行DRXRRC信令消息RadioBearerSetup（无线承载建立）RadioBearerRelease（无线承载释放）RadioBearerReconfiguration（无线承载重配置）TransportChannelReconfiguration（传输信道重配置）TransportFormatCombinationControl（传输格式组合控制）PhysicalChannelReconfiguration（物理信道重配置）MeasurementControl（测量控制）RRCConnectionReconfiguration（RRC连接重配置）RRC信令简化初始接入过程阶段1：消息1～5随机接入过程，建立RRC连接；阶段2：消息6~9初始直传建立S1连接，完成这些过程即标志着NASsignallingconnection建立完成，见3GPP协议24.301；消息10~12UECapabilityEnquiry过程；消息13~14安全模式控制过程；阶段3：消息15~17RRCConnectionReconfiguation，E-RAB建立过程；接入过程时延构成(1)RRC连接阶段（随机接入过程），从RrcConnectionRequest到RrcConnectionSetupComplete

(2)与核心网交互阶段，从RrcConnectionSetupComplete到RrcConnectionReconfiguration(3)RRC连接重配阶段，从RrcConnectionReconfiguration到RrcConnectionReconfigurationCompleteRRC连接重配阶段E-RAB建立过程，SRB/DRBRRC连接重配阶段每种SRB可承载信令内容见附录NAS消息种类见附录根据承载内容分类NAS消息其他承载方式数据承载为DRB，通过eNB为其分配的PDSCH来承载信令承载通过SRB，LTE中有三类SRBSRB0：承载RRC消息，映射到CCCH信道SRB1：承载RRC消息，也可承载NAS消息，映射到DCCH信道SRB2：承载NAS消息，映射到DCCH信道UE的RRC连接未建立时，由SRB0承载RRC信令；SRB2未建立时，由SRB1承载NAS信令由于带宽增加，数据传输性能增强，LTE的RRC消息的数据携带能力显著提升；因此LTE中所有NAS消息可填充在RRC消息中携带传输，进一步精简了信令流程NAS消息通过四条RRC消息传递：ULInformationTransfer和DLInformationTransfer

（由SRB2承载，SRB2未建立时由

SRB1承载）RRCConnectionSetupComplete

和RRCConnectionReconfiguration

（由SRB1承载）RRCConnectionSetupComplete（只携带NAS的初始直传消息）接入过程时延分析案例UE侧接入次数T1_UUT2_UUT3_UU合计福冈8468.2492.34.35564.8F75637.4351.63.6392.6(1)RRC连接阶段UE侧的时延受Msg1的影响很大,多发一次Msg1,延时就多20ms,受MSG1重发影响,该段的接入时延均值在68.2ms,而F7的数据少有Msg1重发,平均时延在37.4ms(2)与核心网交互阶段福冈基站侧在520.4ms左右,其中S1口时延占68%;UE侧的时延是492.3ms；而F7的基站侧时延无法统计,UE侧时延只有351.6ms,差距140ms.(3)RRC连接重配阶段该过程时延比较稳定,时延在4.35ms左右,F7的该段平均时延仅用3.6ms,两者差异较小案例总结接入时延问题的分析和定位主要来自测试数据的统计和详细信令的分析.可以运用EXCEL分段筛选出需要分析切换关键信令,计算出每段的时延情况.建议信令分段方法:(1)RRC建立过程，(2)与核心网交互的初始直传和安全模式控制过程，(3)RRC重配建立E-RAB的过程。在第1阶段中需要注意MSG1是否有重发，每次重发的间隔情况,MSG1消息的内容是否正确，终端发射功率是否正常，UE是否收到MSG2,需要查看PDCCH的调度，对应的PDSCH是否收到，CRC通过情况，MCS的调度情况以及MSG2解调正确与否；在第2阶段中包含有和核心网的信令交互,需要考虑和核心网之间传输的时延。随机接入关键参数前导码Preamble，每个小区64个，划分为GroupA，GroupB，专用。

Prach初始发射功率：Pprach=min(Pmax,PL+Po_pre+Δ_preamble+(N_pre-1)*dP_rampup)(1)Po_pre为目标接收功率；(2)Δ_preamble为不同preamble类型功率需求的偏差；(3)N_pre为preamble发送次数(4)dP_rampup为功率递增的步长随机接入从无线侧来看，随机接入过程直接影响接入时延，是我们优化的重点。初始RRC连接建立，当UE从空闲态转到连接态时，UE会发起随机接入。RRC连接重建，当无线链接失败后，UE需要重新建立RRC连接时，UE会发起随机接入。当UE进行切换时，UE会在目标小区发起随机接入。下行数据到达，当UE处于连接态，eNodeB有下行数据需要传输给UE，却发现UE上行失步状态（eNodeB侧维护一个上行定时器，如果上行定时器超时，eNodeB没有收到UE的sounding信号，则eNodeB认为UE上行失步）,eNodeB将控制UE发起随机接入。上行数据到达，当UE处于连接态，UE有上行数据需要传输给eNodeB，却发现自己处于上行失步状态(UE侧维护一个上行定时器，如果上行定时器超时，UE没有收到eNodeB调整TA的命令，则UE认为自己上行失步)，UE将发起随机接入。随机接入过程的竞争解决1234基于竞争的随机接入过程1UE随机选择preamble码发起Msg1：发送Preamble码eNB可以选择64个Preamble码中的部分或全部用于竞争接入Msg1承载于PRACH上Msg2：随机接入响应Msg2由eNB的MAC层组织，并由DL_SCH承载一条Msg2可同时响应多个UE的随机接入请求eNB使用PDCCH调度Msg2，并通过RA-RNTI进行寻址，RA-RNTI由承载Msg1的PRACH时频资源位置确定Msg2包含上行传输定时提前量、为Msg3分配的上行资源、临时C-RNTI等Msg3：第一次调度传输UE在接收Msg2后，在其分配的上行资源上传输Msg3随机接入过程的竞争解决基于竞争的随机接入过程2针对不同的场景，Msg3包含不同的内容初始接入：携带RRC层生成的RRC连接请求(RRCconnectionrequest)，包含UE的S-TMSI或随机数连接重建：携带RRC层生成的RRC连接重建请求(RRCconnectionreEstablishment)，C-RNTI和PCI切换：传输RRC层生成的RRC切换完成消息以及UE的C-RNTI上/下行数据到达：传输UE的C-RNTIMsg4：竞争解决初始接入和连接重建场景切换，上/下行数据到达场景竞争判定Msg4携带成功解调的Msg3消息的拷贝，UE将其与自身在Msg3中发送的高层标识进行比较，两者相同则判定为竞争成功UE如果在PDCCH上接收到调度Msg4的命令，则竞争成功调度Msg4使用由临时C-RNTI加扰的PDCCH调度eNB使用C-RNTI加扰的PDCCH调度Msg4C-RNTIMsg2中下发的临时C-RNTI在竞争成功后升级为UE的C-RNTIUE之前已分配C-RNTI，在Msg3中也将其传给eNB。竞争解决后，临时C-RNTI被收回，继续使用UE原C-RNTI随机接入分类随机接入分为基于冲突的随机接入和基于非冲突的随机接入两个流程。基于冲突的随机接入为UE从基于冲突的随机接入前缀中依照一定算法随机选择一个随机前缀；基于非冲突的随机接入是基站侧通过下行专用信令给UE指派非冲突的随机接入前缀。随机接入问题分析从前台UE侧角度分析竞争的随机接入失败发生在以下三个阶段：(1)MSG1发送后是否收到MSG2；(2)MSG3是否发送成功；(3)MSG4是否正确接收。总结回顾接入时延和成功率是用户业务的最初体验，是重要的考核KPI指标，在网优工作中需要重点关注；初始接入包括RRC建立，NAS信令建立