TD―SCDMA多模終端出服務(wù)區技術(shù)的研究

摘要：出服務(wù)區技術(shù)是TD—SCDMA多模終端連接模式下移動(dòng)性管理的重要內容之一，對出服務(wù)區過(guò)程的研究具有重要意義。針對此，首先對出服務(wù)區的相關(guān)過(guò)程進(jìn)行分析，然后在此基礎上對FACH/PCH狀態(tài)下的出服務(wù)區流程進(jìn)行設計。

0 引言

出服務(wù)區技術(shù)是TD—SCDMA多模終端在TD工作模式下，當UE在FACH或PCH狀態(tài)下出現服務(wù)小區不可用情況后，終端對后續信令連接的保持、恢復或釋放的處理過(guò)程。出服務(wù)區技術(shù)是連接模式下UE實(shí)現移動(dòng)性管理的重要內容之一，如何高效地實(shí)現業(yè)務(wù)的連續性，以為用戶(hù)提供無(wú)縫的應用服務(wù)，是設計TD—SCDMA多模終端的重要指標。本文主要針對TD—SCDMA多模終端的TD工作模式下的出服務(wù)區功能進(jìn)行研究，首先介紹UE的基本工作模式，然后對出服務(wù)區的相關(guān)過(guò)程進(jìn)行分析，最后對出服務(wù)區功能進(jìn)行設計和實(shí)現。

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處于待機狀態(tài)，UE與UTRAN之間無(wú)連接，UTRAN內沒(méi)有此UE的任何信息，UE僅由非接入層標識符來(lái)定義;

(2)連接模式：當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(lèi)、測量和移動(dòng)性管理任務(wù)，以及發(fā)生狀態(tài)轉移時(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(zhuān)用物理信道，可以傳輸大量用戶(hù)數據;

(2)CELL_FACH狀態(tài)：沒(méi)有給UE分配專(zhuān)用信道，UE連續監聽(tīng)一個(gè)下行FACH信道，可通過(guò)RACH或FACH信道傳遞少量的數據;

(3)CELL_PCH/URA_PCH狀態(tài)：沒(méi)有為UE分配專(zhuān)用信道，UE使用非連續接收(DRX)技術(shù)監聽(tīng)PICH和BCH，其區別在于范圍不同，在這兩種狀態(tài)下無(wú)任何上行活動(dòng)。

2 出服務(wù)區過(guò)程

在PCH或FACH狀態(tài)下，測量發(fā)現當前服務(wù)區的S0后，若在12/4.s內都沒(méi)有找到合適的鄰小區駐留，則表示終端已“出服務(wù)區”。在12/4 s的定時(shí)器超時(shí)之前，UE將啟動(dòng)對包括服務(wù)小區在內的所有鄰小區的測量，并根據測量結果嘗試駐留到合適的小區，以恢復資源，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，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)小區的質(zhì)量變差到最終的連接釋放，根據UE處理方式的變化，可以對出服務(wù)區過(guò)程進(jìn)行階段劃分。

2.1 PCH狀態(tài)下出服務(wù)區過(guò)程分析

根據協(xié)議25.123中關(guān)于出服務(wù)區的相關(guān)描述，在PCH狀態(tài)下從服務(wù)小區的質(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：從檢測到服務(wù)小區不可用到開(kāi)啟所有鄰近小區的測量的NDRX周期。在本階段，不調整測量范圍，保持對服務(wù)小區的監控，目的是給服務(wù)小區NDRX周期的時(shí)間長(cháng)度的機會(huì )以恢復信號;

階段二：從開(kāi)啟所有鄰近小區測量開(kāi)始的12 s時(shí)間。本階段，調整測量范圍到所有鄰近小區，嘗試駐留所有可能正常駐留的鄰近小區。目的是希望給予鄰近小區以機會(huì )，盡快尋找到一個(gè)適合的鄰近小區駐留，以恢復資源，保持連接;

階段三：從開(kāi)啟盲搜到T307定時(shí)器超時(shí)。本階段將嘗試駐留的小區范圍擴大到盲搜小區，希望能夠從盲搜小區中尋找到一個(gè)適合小區駐留，以恢復資源，保持連接;否則，無(wú)法回服務(wù)區，釋放連接。

2.2 FACH狀態(tài)下出服務(wù)區過(guò)程分析

同PCH狀態(tài)，根據協(xié)議25.123中關(guān)于出服務(wù)區的相關(guān)描述，在FACH狀態(tài)下從服務(wù)小區的質(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：從檢測到服務(wù)小區S0開(kāi)始的5個(gè)測量周期(1 000 ms)。在本階段，保持對服務(wù)小區的監控，目的是給予服務(wù)小區5個(gè)測量周期的時(shí)間長(cháng)度的機會(huì )以恢復信號;

階段二：從服務(wù)小區不可用開(kāi)始的4 s時(shí)間。本階段，開(kāi)始嘗試駐留所有可能正常駐留的鄰近小區。目的是希望給予鄰近小區以機會(huì )，盡快尋找到一個(gè)適合的鄰近小區駐留，以恢復資源，保持連接;

階段三：從開(kāi)啟盲搜到T307定時(shí)器超時(shí)。本階段將嘗試駐留的小區范圍擴大到盲搜小區，希望能夠從盲搜小區中尋找到一個(gè)適合小區駐留，以恢復資源，保持連接;否則，無(wú)法回服務(wù)區，釋放連接。

3 出服務(wù)區過(guò)程流程設計

在出服務(wù)區功能設計過(guò)程中，將按照2.1和2.2所述，根據FACH/PCH狀態(tài)下的階段劃分情況，分階段實(shí)現FACFL/PCH狀態(tài)下的出服務(wù)區功能，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。

3.1 定時(shí)器設計

為實(shí)現對出服務(wù)區過(guò)程中各階段躍遷的控制，將設計定時(shí)器t_serveCellInvalid和t_ncellInvalid分別對FACH狀態(tài)下第一階段和FACH /PCH狀態(tài)下的第二階段進(jìn)行監控，定時(shí)器的基本信息如表1所示。

3.2 流程設計

3.2.1 PCH狀態(tài)下流程設計

在PCH狀態(tài)下，當服務(wù)小區的S0后，UE在NDRX周期內持續監控服務(wù)小區，如果在此期間服務(wù)小區的質(zhì)量恢復，則UE繼續在當前小區駐留，并保持連接;否則，當服務(wù)小區不可用時(shí)，UE啟動(dòng)對包括其他模式小區在內的所有鄰小區的測量，同時(shí)定時(shí)器t_ncellInvalid開(kāi)啟，如果上報的測量結果中存在S>0的鄰小區，此時(shí)根據小區重選的優(yōu)先級準則，分別構造三個(gè)模式(TDS/GGE/LTE)的候選小區列表。UE將首先嘗試在TDS模式下的鄰小區駐留，按照TDS下的候選小區列表依次嘗試在這些小區上駐留，如果在某一TDS小區上成功駐留，將發(fā)起原因為小區重選的小區更新過(guò)程并恢復連接;否則，若UE無(wú)法在任意TDS小區上成功駐留，則依次嘗試在LTE/GGE的候選小區上駐留，若成功在LTE/GGE小區上駐留，將去激活TDS模式;否則，若對所有的ITE/GGE小區重選均失敗，則返回TDS模，若定時(shí)器t_ncellInvalid未超時(shí)，UE將繼續對所有的鄰小區進(jìn)行測量，一旦發(fā)現滿(mǎn)足條件的小區，立即發(fā)起重選過(guò)程，并嘗試在這一小區上駐留，該流程如圖3所示。

當定時(shí)器t_ncellInvalid時(shí)，若UE仍然無(wú)法找到合適的小區駐留，則認為UE出服務(wù)區，此時(shí)UE將發(fā)起盲搜過(guò)程，同時(shí)依次開(kāi)啟T305和T307定時(shí)器。如果在T307超時(shí)前，找到了合適的小區駐留，則在新的小區上發(fā)起原因為重新進(jìn)入服務(wù)區的小區更新過(guò)程并恢復連接。如果T307超時(shí)仍找不到合適的小區駐留，則丟失覆蓋，釋放連接，并返回空閑。UE出服務(wù)區后丟失覆蓋流程如圖4所示。

3.2，2 FACH狀態(tài)下流程設計

在FACH狀態(tài)下，當服務(wù)小區的S0后，定時(shí)器t_serveCellInvalid開(kāi)啟，并持續監控服務(wù)小區，如果在此期間服務(wù)小區的質(zhì)量恢復，則UE繼續在當前小區駐留，并保持連接;否則，當定時(shí)器t_serveCellInvalid超時(shí)后，UE啟動(dòng)對包括其他模式(FACH狀態(tài)下不對LTE小區進(jìn)行測量)小區在內的所有鄰小區的測量，同時(shí)開(kāi)啟定時(shí)器t_ncellInvalid，根據測量結果，若鄰小區中存在S>0的小區，此時(shí)根據小區重選的R準則，分別構造TDS/GGE模式下的候選小區列表。UE將首先嘗試TDS模式下的鄰小區駐留，按照TDS下的候選小區列表依次嘗試在這些小區上駐留，如果在某一TDS小區上成功駐留，將發(fā)起依次原因為小區重選的小區更新過(guò)程并恢復連接;否則，若UE無(wú)法在任意TDS小區上成功駐留，則依次嘗試在GGE的候選小區上駐留，若成功地在GGE小區上駐留，將去激活TDS模式;若對所有的GGE小區重選均失敗，則返回TDS模，繼續對所有的鄰小區進(jìn)行測量，一旦發(fā)現滿(mǎn)足條件的小區，立即發(fā)起重選過(guò)程，并嘗試在這一小區上駐留，該流程如圖5所示。

當定時(shí)器t_ncellInvalid超時(shí)后，如果UE仍然無(wú)法找到合適的小區駐留，則UE出服務(wù)區，在FACH狀態(tài)下，其后續處理與PCH狀態(tài)下UE出服務(wù)區的處理相似，在此不再做詳細描述。

4 結論

本文在TD_SCDMA和TD-LTE高層協(xié)議的基礎上，對TD工作模式下出服務(wù)區技術(shù)進(jìn)行研究，并重點(diǎn)對PCH和FACH狀態(tài)下的出服務(wù)區功能進(jìn)行了流程設計，在對本方案進(jìn)行實(shí)現和測試后，可以看出它能很好地按照協(xié)議要求實(shí)現對信令連接的保持、恢復或釋放的處理。