MR小区搜索cell reselection

Posted 2022-12-15 modem协议笔记

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小区选择和小区重选都是idle态行为，小区重选无非是为了让UE驻留在信号状况最好的小区上，以便之后在connected mode获得更好的体验，小区重选的目标小区也要满足S准则，下面就来具体看下小区重选。​

通过38.331中的状态图，可以看出NR只支持和LTE的inter RAT小区重选,并不涉及其他RAT，通过系统消息包含的信息，SIB2 serving cell reselection info，SIB3 NR intra freq，SIB4 NR inter freq，SIB5 inter RAT E-UTRA，也说明NR只支持LTE和NR间的重选,及协议上规定NR不能重选到3g和2g。

作为中介的LTE，小区重选就比较全面，可以到任何RAT，其与小区重选有关的系统消息如下，SIB3 common cell-reselection info；SIB4 intra-freq cell info；SIB5 inter freq cell info；SIB6 inter -rat (UTRA)cell info；SIB7 INTER-RAT(GERAN) cell info；SIB8 inter rat(CMDA 2000) info；SIB24 NR cell info。

另外在切换过程,R15仅仅支持NR 到LTE的切换，但是R16支持了rat utra-fdd,这个修改主要是为了VONR到WCDMA的voice;某些运营商可能NR有IMS但没有VONR，本来可以通过EPSFB进行，但是又没开VOLTE，这样就可以直接到WCDMA进行voice，具体可以看R2-2001693。   

扯远了，回到cell reselection过程。

Priority

首先说优先级问题，在小区重选过程中要用到NR freq或者inter RAT LTE 的优先级信息，优先级信息一般可以通过系统消息/RRCRelease/从其他RAT中带过来。系统消息中的NR freq或者inter RAT freq 可能没有带priority信息(cellReselectionPriority)，这时候这些没有优先级的freq不在小区重选的评估范围；如果dedicated 信令中有带freq的优先级信息，那要忽略系统消息中对应的优先级信息，以dedicated信令的信息为准。

如果UE收到一个携带deprioritisationReq字段的RRCRelease消息，并且在T325超时之前，不管UE驻留在哪种RAT下，UE 都会认为以下NR频点的重选优先级是最低的(看具体配置了，可能配置成如下情况)：

1 UE 当前频点；

2 和UE之前可能存储的NR频点（之前UE可能收到一个携带deprioritisationReq字段的RRCRelease消息）；

3 所有NR频点，也就是说整个NR频点的重选优先级都是最低的。

当NAS 请求执行一个PLMN选择的时候，UE必须删除存储的deprioritisationReq信息；一旦优先级有变化，UE就应该尽快搜寻一个更高优先级的小区进行重选。

如果RRCRelease携带deprioritisationReq字段，则UE：

1 启动或重启T325 =deprioritisationTimer；

2 保存deprioritisationReq字段，直到T325超时

deprioritisationReq：指示是否当前的频点或整个RAT(NR)的优先级都被de-prioritised，注意这里可以在配置指定的frequency或整个NR。

deprioritisationTimer:指定一个Timer，也就是T325.

通过上图可以看出 T325 一旦启动或重启，就不会停止，除非超时；收到携带deprioritisationReq字段的RRCRelease T325就会开启，当超时 对应的NR频点就恢复原有的优先级。

满足以下条件时，UE就要删除dedicate 信令提供的priority信息：

1 当UE 进入一个不同的RRC 状态

2 当T320 超时，若有的话；

3 当NAS 请求执行一个PLMN 选择；

4 UE收到RRCRelease没带cellReselectionPriorities

UE不会考虑将在黑名单list中的小区作为小区重选候选小区；当发生inter-RAT小区选择/重选时，UE应该继承前RAT配置的专用优先级和可能存在的remaining validity timer(比如T320)。

下面就开始看cell re selection具体的内容。

Measurement rules for cell re-selection

如果当前服务小区满足Srxlev > SIntraSearchP and Squal > SIntraSearchQ，UE可能就不去执行intra-freq测量，否则就要进行intra-freq测量。

NR freq或inter RAT freq的重选优先级高于当前NR freq时，UE就要对高优先级的NR freq或inter RAT freq进行测量；

对于重选优先级<=当前NR freq的NR inter freq及重选优先级小于当前NR freq的inter RAT freq,如果服务小区满足Srxlev > SnonIntraSearchP and Squal > SnonIntraSearchQ，UE就可能否不会对上述freq进行测量；否则就要对上述freq进行测量。

Mobility states of a UE

38.304中有关对移动状态进行区分，具体来说就是根据一定时间段内的重选次数的多少，判断所处的状态，然后根据移动状态的不同，对Treselection Qhyst等参数进行相应的scaling,进而对小区重选评估过程形成想要的影响，但是这些Mobility参数在看到的log中都没有配置过，先把截图贴这，遇到再说，这块内容也很好理解。

 

Scaling rules

 

NR Inter-frequency and inter-RAT Cell Reselection criteria

high priority

系统消息中有配置threshServingLowQ且UE在当前小区驻留的话时间超过1s，当满足以下条件时就要重选到高优先级的NR freq或inter RAT freq：

高优先级的NR freq或inter RAT freq在TreselectionRAT内都满足 Squal > ThreshX, HighQ   。

如果系统消息中没有配置threshServingLowQ，当满足在TreselectionRAT内都满足 Srxlev > ThreshX, HighP且在当前小区驻留时间超过1s，就要重选到高优先级的NR freq或inter RAT freq。

 

lower priority

系统消息中有配置threshServingLowQ且UE在当前小区驻留的话时间超过1s，当满足以下条件时就要重选到低优先级的NR freq或inter RAT freq：

当前服务小区  Squal < ThreshServing, LowQ且低优先级的NR freq或inter RAT freq在TreselectionRAT内都满足 Squal > ThreshX, LowQ  ；

如果系统消息中没有配置threshServingLowQ，当服务小区 Srxlev < ThreshServing, LowP 且低优先级freq 满足在TreselectionRAT内都满足 Srxlev > ThreshX, LowP外加UE在当前小区驻留时间超过1s，就要重选到低优先级的NR freq或inter RAT freq。

当多个小区满足小区重选准则时，UE要首先考虑优先级高低，其次要考虑RAT高低决定重选到哪个小区。例如最终满足重选准则的是 5g 小区A(priority=5)，LTE小区B(priority=5)，NR小区C(priority=4)，最终要重选到5G 小区A。

 

Intra-frequency and equal priority inter-frequency Cell Reselection criteria

对于同优先级的freq 应该基于Ranking 准则进行重选，进行Ranking的小区首先要满足S准则，然后分别对serving cell和neighbouring cell计算R值。

Qoffsettemp 来自SIB1中的connEstFailOffset，如果该值缺省，则Qoffsettemp=无穷大，结合公式-Qoffsettemp，负无穷 就是0。

 

在对邻区进行R计算时，Qoffset的取值要分情况；如果邻区是intra freq，UE要看SIB3中是否有配置 Qoffsets,n，有则Qoffset= Qoffsets,n，没有配置 Qoffsets=0。

 如果邻区是inter Freq，要看SIB4中是否有配置 Qoffsets,n和Qoffsetfrequency，有则Qoffsets=Qoffsets,n+Qoffsetfrequency，如果没有配置Qoffsets,n时，Qoffsets=Qoffsetfrequency。

如果小区重选对应的小区有多个 beam，小区的测量要基于cell SSB测量得到：

如果没有配置absThreshSS-BlocksConsolidation或nrofSS-BlocksToAverage或者beam测量值<=absThreshSS-BlocksConsolidation,则

highest beam 测量值作为小区级别的测量值；

否则，就将高于门限absThreshSS-BlocksConsolidation的nrofSS-BlocksToAverage个 beam的线性平均power值作为小区测量值。

 

rangeToBestCell

没有配置rangeToBestCell时，UE就重选到R值最高的小区上即可。

rangeToBestCell对应一个门限，当cell R>rangeToBestCell时，对应的cell会作为highest ranked cell的候选小区。

absThreshSS-BlocksConsolidation对应的是用于highest ranked cell的beam级别测量的最小门限值。

nrofSS-BlocksToAverage指定用于highest ranked cell的beams number。

当配置rangeToBestCell时，某个小区大于absThreshSS-BlocksConsolidation 的beam数最多且其R 值也在rangeToBestCell范围内，那UE就要重选到这个小区。

如果有多个小区满足上面的要求，则要优先重选到R 值最高的小区。

Ranking 准则，新小区R值大于服务小区R值的时间大于Treselection_RAT且UE在目前小区驻留的时间超过1s，UE就要重选至新小区。

 

Cells with cell reservations, access restrictions or unsuitable for normal camping

如果某些小于由于SIB 消息中的IE cellBarred/cellReservedForOperatorUse/cellReservedForOtherUse/cellReservedForFutureUse等原因导致被bar，这些cell也不能作为小区重选的候选小区。

如果基于优先级重选准则的highest rank cell或best cell是intra freq或inter freq，由于处于5GS forbidden TA for roaming list中或PLMN不是RPLMN的EPLMN,这些cell在300s内不能作为候选小区；如果inter RAT因为处于forbidden TA for roaming list或因为PLMN不是RPLMN的EPLMN，那inter RAT cell在300s内不能作为候选小区。

UE处于any cell selection状态时，所有的限制都要移除；如果是因为NR触发UE redirect 到其他Freq，对应的限制也应该移除。

虽然协议上小区重选过程规定的很详细，但是实网中会遇到ping-pong重选的场景，两个小区配置的重选参数和实际信号状况，会导致UE在两个小区间不断的发生重选，最明显的后果就是耗电会增加，用户体验也不好，因而芯片厂会针对这种情况，提前根据参数预测是否会有ping-pong重选场景，进而有效避免该场景。

另外如开头所述，系统消息中的NR freq或者inter RAT freq没有带cellReselectionPriority的话，UE不会把这些没有优先级的freq作为小区重选的候选小区，直接忽略。

 

最后以2个NR重选的例子结尾。

此例只涉及intra freq，所以只考虑Ranking 准则即可。先整理下计算Rank 相关的参数。

log中没有配置rangeToBestCell，故在发生小区重选时，直接选到R值最高的小区上即可。

Qoffsettemp 来自SIB1中的connEstFailOffset，SIB1中没有配置该值，则Qoffsettemp=无穷大，结合公式-Qoffsettemp，负无穷 就是0。

Qhyst=4dB，Qoffset(SIB3)=q-offsetcell=0dB。

则公式简化如下

Rs=Qmeas,s+4

Rn=Qmeas,n      

t-ReselectionNR =1s

Qmeas 对应RSRP value。

serving cell 504990/15 RSRP=-92.711  Rs=-92.711+4=-88.711

邻区504990/8  RSRP=-83.438  Rn=-83.438  

此时Rn>Rs

serving cell 504990/15 RSRP=-92.977  Rs=-92.977+4=-88.977

邻区504990/8  RSRP=-83.242  Rn=-83.242  

此时Rn>Rs  t-ReselectionNR =1s 持续时间超过了1s，且邻区是满足S准则的，接下来就触发intra freq 小区重选，UE重选到了邻区504990/8上。

​

高优先级异频重选

SIB2 服务小区重选参数threshServingLowP 3, cellReselectionPriority 6, cellReselectionSubPriority oDot2

服务小区6+0.2=6.2；SIB4 inter freq 510990 重选优先级7+0.2=7.2，属于高优先级小区重选，对于高优先级小区，UE在收到对应参数时就要开始测量。

SIB2中没有配置 threshServingLowQ，则高优先级小区需要在TreselectionRAT内满足 Srxlev > ThreshX, HighP且在当前小区驻留时间超过1s，就要重选到高优先级的NR freq或inter RAT freq。

ThreshX, HighP取自SIB4中的threshX-HighP= 8

Srxlev的计算来自S准则

Srxlev = Qrxlevmeas – (Qrxlevmin + Qrxlevminoffset )– Pcompensation - Qoffsettemp

高优先级小区的参数来自SIB4，SIB4中没有配置Qrxlevminoffset

Qoffsettemp 来自SIB1中的connEstFailOffset，SIB1中没有配置该值，则Qoffsettemp=无穷大，结合公式-Qoffsettemp，负无穷 就是0。

Pcompensation=0，最后Srxlev = Qrxlevmeas – Qrxlevmin= Qrxlevmeas+120。

 t-ReselectionNR =1s

​

连续2次的测量显示Srxlev = Qrxlevmeas – Qrxlevmin= Qrxlevmeas+120>threshX-HighP= 8  且持续时间超过 t-ReselectionNR =1s，

Srxlev = Qrxlevmeas +120>0

Squal = Qqualmeas +19>0

邻区是满足S准则的，接下来就触发intra freq 小区重选，UE重选到了邻区510990/237上。