TD―SCDMA多模終端出服務區(qū)技術的研究

摘要：出服務區(qū)技術是TD—SCDMA多模終端連接模式下移動性管理的重要內(nèi)容之一，對出服務區(qū)過程的研究具有重要意義。針對此，首先對出服務區(qū)的相關過程進行分析，然后在此基礎上對FACH/PCH狀態(tài)下的出服務區(qū)流程進行設計。

0 引言

出服務區(qū)技術是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(xiàn)服務小區(qū)不可用情況后，終端對后續(xù)信令連接的保持、恢復或釋放的處理過程。出服務區(qū)技術是連接模式下UE實現(xiàn)移動性管理的重要內(nèi)容之一，如何高效地實現(xiàn)業(yè)務的連續(xù)性，以為用戶提供無縫的應用服務，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區(qū)功能進行研究，首先介紹UE的基本工作模式，然后對出服務區(qū)的相關過程進行分析，最后對出服務區(qū)功能進行設計和實現(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之間無連接，UTRAN內(nèi)沒有此UE的任何信息，UE僅由非接入層標識符來定義;

(2)連接模式：當UE建立RRC連接之后，UE從空閑模式進入連接模式。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、測量和移動性管理任務，以及發(fā)生狀態(tài)轉移時的動作。

連接模式下的狀態(tài)劃分及任務如下：

(1)CELL_DCH狀態(tài)：在上行和下行給UE分配了一個專用物理信道，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)聽一個下行FACH信道，可通過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)下無任何上行活動。

2 出服務區(qū)過程

在PCH或FACH狀態(tài)下，測量發(fā)現(xiàn)當前服務區(qū)的S0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“出服務區(qū)”。在12/4 s的定時器超時之前，UE將啟動對包括服務小區(qū)在內(nèi)的所有鄰小區(qū)的測量，并根據(jù)測量結果嘗試駐留到合適的小區(qū)，以恢復資源，保持連接。在12/4 s的定時器超時之后，UE將啟動盲搜過程，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。從服務小區(qū)的質量變差到最終的連接釋放，根據(jù)UE處理方式的變化，可以對出服務區(qū)過程進行階段劃分。

2.1 PCH狀態(tài)下出服務區(qū)過程分析

根據(jù)協(xié)議25.123中關于出服務區(qū)的相關描述，在PCH狀態(tài)下從服務小區(qū)的質量變差到最終的連接釋放，可以劃分如下三個階段，如圖1所示。

階段一：從檢測到服務小區(qū)不可用到開啟所有鄰近小區(qū)的測量的NDRX周期。在本階段，不調整測量范圍，保持對服務小區(qū)的監(jiān)控，目的是給服務小區(qū)NDRX周期的時間長度的機會以恢復信號;

階段二：從開啟所有鄰近小區(qū)測量開始的12 s時間。本階段，調整測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)以機會，盡快尋找到一個適合的鄰近小區(qū)駐留，以恢復資源，保持連接;

階段三：從開啟盲搜到T307定時器超時。本階段將嘗試駐留的小區(qū)范圍擴大到盲搜小區(qū)，希望能夠從盲搜小區(qū)中尋找到一個適合小區(qū)駐留，以恢復資源，保持連接;否則，無法回服務區(qū)，釋放連接。

2.2 FACH狀態(tài)下出服務區(qū)過程分析

同PCH狀態(tài)，根據(jù)協(xié)議25.123中關于出服務區(qū)的相關描述，在FACH狀態(tài)下從服務小區(qū)的質量變差到最終的釋放連接，可以劃分如下三個階段，如圖2所示。

階段一：從檢測到服務小區(qū)S0開始的5個測量周期(1 000 ms)。在本階段，保持對服務小區(qū)的監(jiān)控，目的是給予服務小區(qū)5個測量周期的時間長度的機會以恢復信號;

階段二：從服務小區(qū)不可用開始的4 s時間。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)以機會，盡快尋找到一個適合的鄰近小區(qū)駐留，以恢復資源，保持連接;

階段三：從開啟盲搜到T307定時器超時。本階段將嘗試駐留的小區(qū)范圍擴大到盲搜小區(qū)，希望能夠從盲搜小區(qū)中尋找到一個適合小區(qū)駐留，以恢復資源，保持連接;否則，無法回服務區(qū)，釋放連接。

3 出服務區(qū)過程流程設計

在出服務區(qū)功能設計過程中，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，分階段實現(xiàn)FACFL/PCH狀態(tài)下的出服務區(qū)功能，而在此過程中，各階段的躍遷將通過定時器控制實現(xiàn)。

3.1 定時器設計

為實現(xiàn)對出服務區(qū)過程中各階段躍遷的控制，將設計定時器t_serveCellInvalid和t_ncellInvalid分別對FACH狀態(tài)下第一階段和FACH /PCH狀態(tài)下的第二階段進行監(jiān)控，定時器的基本信息如表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，當服務小區(qū)的S0后，UE在NDRX周期內(nèi)持續(xù)監(jiān)控服務小區(qū)，如果在此期間服務小區(qū)的質量恢復，則UE繼續(xù)在當前小區(qū)駐留，并保持連接;否則，當服務小區(qū)不可用時，UE啟動對包括其他模式小區(qū)在內(nèi)的所有鄰小區(qū)的測量，同時定時器t_ncellInvalid開啟，如果上報的測量結果中存在S>0的鄰小區(qū)，此時根據(jù)小區(qū)重選的優(yōu)先級準則，分別構造三個模式(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)起原因為小區(qū)重選的小區(qū)更新過程并恢復連接;否則，若UE無法在任意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，若對所有的ITE/GGE小區(qū)重選均失敗，則返回TDS模，若定時器t_ncellInvalid未超時，UE將繼續(xù)對所有的鄰小區(qū)進行測量，一旦發(fā)現(xiàn)滿足條件的小區(qū)，立即發(fā)起重選過程，并嘗試在這一小區(qū)上駐留，該流程如圖3所示。

當定時器t_ncellInvalid時，若UE仍然無法找到合適的小區(qū)駐留，則認為UE出服務區(qū)，此時UE將發(fā)起盲搜過程，同時依次開啟T305和T307定時器。如果在T307超時前，找到了合適的小區(qū)駐留，則在新的小區(qū)上發(fā)起原因為重新進入服務區(qū)的小區(qū)更新過程并恢復連接。如果T307超時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)下流程設計

在FACH狀態(tài)下，當服務小區(qū)的S0后，定時器t_serveCellInvalid開啟，并持續(xù)監(jiān)控服務小區(qū)，如果在此期間服務小區(qū)的質量恢復，則UE繼續(xù)在當前小區(qū)駐留，并保持連接;否則，當定時器t_serveCellInvalid超時后，UE啟動對包括其他模式(FACH狀態(tài)下不對LTE小區(qū)進行測量)小區(qū)在內(nèi)的所有鄰小區(qū)的測量，同時開啟定時器t_ncellInvalid，根據(jù)測量結果，若鄰小區(qū)中存在S>0的小區(qū)，此時根據(jù)小區(qū)重選的R準則，分別構造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)起依次原因為小區(qū)重選的小區(qū)更新過程并恢復連接;否則，若UE無法在任意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;若對所有的GGE小區(qū)重選均失敗，則返回TDS模，繼續(xù)對所有的鄰小區(qū)進行測量，一旦發(fā)現(xiàn)滿足條件的小區(qū)，立即發(fā)起重選過程，并嘗試在這一小區(qū)上駐留，該流程如圖5所示。

當定時器t_ncellInvalid超時后，如果UE仍然無法找到合適的小區(qū)駐留，則UE出服務區(qū)，在FACH狀態(tài)下，其后續(xù)處理與PCH狀態(tài)下UE出服務區(qū)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工作模式下出服務區(qū)技術進行研究，并重點對PCH和FACH狀態(tài)下的出服務區(qū)功能進行了流程設計，在對本方案進行實現(xiàn)和測試后，可以看出它能很好地按照協(xié)議要求實現(xiàn)對信令連接的保持、恢復或釋放的處理。