【科技在線】

科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的直接體現(xiàn)是，更多的東西開(kāi)始簡(jiǎn)單化、扁平化，能夠一步到位的事件，決不能二步分解來(lái)做。 就我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常采用的手機(jī)而言，撥號(hào)通話、網(wǎng)絡(luò)連接等操作，只要?jiǎng)邮志涂梢粤耍?但是，隱藏在手指下的是通信技術(shù)進(jìn)步的直接體現(xiàn)。 今天，我將簡(jiǎn)單談?wù)勗趌te時(shí)代手機(jī)和基站是如何交流的。 (本文以tdd-lte互聯(lián)網(wǎng)為例進(jìn)行證明。

lte的互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)

在這之前，讓我們先了解一下lte的互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)。 lte的互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)優(yōu)勢(shì)是全ip、扁平化，整個(gè)td-lte系統(tǒng)是核心網(wǎng)( epc，演進(jìn)數(shù)據(jù)包核心)、接入網(wǎng)) enodeb )、客戶端設(shè)備) ue。

這張圖我見(jiàn)過(guò)大家好幾次，lte互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)保持原樣，普通客戶一看就知道一點(diǎn)。 與umts相比，由于nodeb和rnc融合到了網(wǎng)絡(luò)元素enodeb中，td-lte的iub接口變少了。 x2接口類(lèi)似于iur接口，而s1接口類(lèi)似于iu接口。 這些接口可以理解為兩個(gè)模塊之間的新聞交流渠道。

我們通常把epc以外的部分稱(chēng)為e-utran (進(jìn)化的umts陸地?zé)o線接入網(wǎng))。 也就是說(shuō)，lte中的移動(dòng)通信無(wú)線網(wǎng)絡(luò)也可以將這一部分稱(chēng)為無(wú)線端。 手機(jī)和基站的業(yè)務(wù)交流在這里進(jìn)行，通過(guò)epc的合作解決，共同進(jìn)行一次又一次的手機(jī)業(yè)務(wù)。

這里需要知道一些專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)的名稱(chēng)。

由EPC:Mme、s-gw、p-gw構(gòu)成的核心網(wǎng)絡(luò)

enodeb :網(wǎng)元，我們可以把它理解為基站；

mme :負(fù)責(zé)信令解決部分

s-gw :負(fù)責(zé)本地互聯(lián)網(wǎng)客戶數(shù)據(jù)解決部分

p-gw :負(fù)責(zé)解決客戶的數(shù)據(jù)包和其他互聯(lián)網(wǎng)

s1接口: enodeb和epc之間的接口，可以理解為連接通道(下同) )

x2接口: enodeb之間的接口

uu接口: enodeb和ue之間的接口

enodeb和epc之間的業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人不同。 具體情況如下圖所示，在此不做詳細(xì)介紹。

在了解了lte互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)和各個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成之后，我們來(lái)談?wù)勈謾C(jī)是如何與基站進(jìn)行交流的吧。

在此，我們將介紹接通手機(jī)電源的加入流程，以及空空閑狀態(tài)、業(yè)務(wù)狀態(tài)和nodeb與epc之間的溝通流程，即重新選擇和切換這兩個(gè)業(yè)務(wù)流程。 這兩個(gè)業(yè)務(wù)流程比較簡(jiǎn)單容易理解。 其他業(yè)務(wù)連接在本文中不做介紹，但如果有“l(fā)te基本原理”、“l(fā)te信令詳細(xì)信息”等有趣的東西可以瀏覽相關(guān)資料。

訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)

重新打開(kāi)我們的手機(jī)后，sim卡的標(biāo)志顯示需要一段時(shí)間。 也就是說(shuō)，整個(gè)lte終端開(kāi)機(jī)加入的過(guò)程只有幾秒鐘，對(duì)客戶來(lái)說(shuō)，簡(jiǎn)單的手機(jī)信號(hào)標(biāo)志會(huì)從x變?yōu)檎ｏ@示，但這簡(jiǎn)單的背面卻有一個(gè)不簡(jiǎn)單的過(guò)程。

接通lte終端電源后，主要任務(wù)是找到互聯(lián)網(wǎng)，與互聯(lián)網(wǎng)取得聯(lián)系，獲得互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。 由于基站成千上萬(wàn)，要從現(xiàn)有設(shè)備中找到合適的信號(hào)，需要一點(diǎn)妙招。

首先終端進(jìn)行plmn的選擇，這個(gè)過(guò)程實(shí)際上首先是小區(qū)(雖然在以前的復(fù)制中敘述了小區(qū)的概念，但基站的一個(gè)扇區(qū)被稱(chēng)為一個(gè)小區(qū)，lte的一個(gè)小區(qū)包含小區(qū)id、pci、中心頻帶、主頻、tac等很多新聞)

接下來(lái)需要進(jìn)行小區(qū)搜索。 小區(qū)搜索的主要目的如下。

使小區(qū)、頻率和碼元同步(下行同步) )。

取得系統(tǒng)幀定時(shí)、即下行幀的開(kāi)始位置

明確單元格的物理層標(biāo)識(shí)( PCI )

這一步意味著終端獲得周邊基站信號(hào)的大致位置后，需要通過(guò)一系列操作明確信號(hào)好的小區(qū)為常駐小區(qū)，一旦常駐成功，你的手機(jī)就可以正常上網(wǎng)。

除了小區(qū)搜索之外，終端為了支持移動(dòng)性，總是搜索相鄰小區(qū)，取得同步，估計(jì)該小區(qū)信號(hào)的接收質(zhì)量( rsrp )，決定是否進(jìn)行小區(qū)的重新選擇(如果終端處于rrc_idle狀態(tài))。

這里需要注意的是，接通終端電源時(shí)，不知道小區(qū)系統(tǒng)的帶寬大小，只知道自己支持的帶寬和帶寬。 該終端以可能存在lte小區(qū)的幾個(gè)中心頻率接收信號(hào)( pss、主同步信號(hào))，以接收信號(hào)強(qiáng)度評(píng)價(jià)小區(qū)是否可能存在于該頻率附近，如果終端上殘留有上次切斷電源時(shí)的頻率和載波新聞，則終端的 如果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)一致的新聞，終端需要在分配給lte系統(tǒng)的頻帶范圍內(nèi)進(jìn)行全頻帶掃描，發(fā)現(xiàn)信號(hào)強(qiáng)的頻率進(jìn)行嘗試。

這個(gè)試錯(cuò)的過(guò)程就是我們所說(shuō)的小區(qū)搜索。 這個(gè)過(guò)程是為了讓手機(jī)很快找到可以駐留的小區(qū)，很快就可以連接到互聯(lián)網(wǎng)。

到這里，lte終端終于可以正常開(kāi)機(jī)上網(wǎng)了。 那么，在采用手機(jī)的過(guò)程中，與基站的互動(dòng)情況如何呢？

重新選擇和切換

開(kāi)車(chē)或坐車(chē)時(shí)，手機(jī)安靜地躺著，但并不意味著手機(jī)沒(méi)有工作。 其實(shí)，只要你的手機(jī)接通電源，不打開(kāi)流量開(kāi)關(guān)也沒(méi)時(shí)間，反而在努力工作。

重新選擇和切換，正如筆者在之前的文案中簡(jiǎn)單提到的，你的手機(jī)空處于空閑狀態(tài)( rrc_idle )時(shí)發(fā)生的小區(qū)新聞變化稱(chēng)為重新選擇。 你的手機(jī)處于連接狀態(tài)( rrc_connected )時(shí)，發(fā)生的小區(qū)新聞變化稱(chēng)為切換。

首先重視選擇吧。

lte小區(qū)重選是指終端在/(/k0/)空閑模式下監(jiān)視附近地區(qū)和當(dāng)前小區(qū)的信號(hào)質(zhì)量，選擇好的小區(qū)提供服務(wù)信號(hào)的過(guò)程。 其中包括但不提及s標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)選判決標(biāo)準(zhǔn)。

所謂重新選擇，就是只要周?chē)蟹弦蟮男^(qū)，你的手機(jī)就會(huì)自動(dòng)重新選擇為信號(hào)好的小區(qū)。 這個(gè)過(guò)程不需要核心網(wǎng)的參與。 如果我們的手機(jī)連接了互聯(lián)網(wǎng)，和基站的交互會(huì)是什么樣的呢？

在此之前，需要簡(jiǎn)要介紹切換的基本概念切換的過(guò)程。 分為切換測(cè)量、切換判決、切換執(zhí)行三個(gè)階段。 如果同一基站內(nèi)的切換，即信號(hào)的提取、訪問(wèn)是同一基站下屬的不同小區(qū)，則切換的過(guò)程很簡(jiǎn)單，整個(gè)過(guò)程不需要核心網(wǎng)的參與，源小區(qū)和目標(biāo)小區(qū)的資源新聞都在enodeb進(jìn)行

ue :在嗎，兄弟，cell-1信號(hào)有點(diǎn)弱，我想切換到cell-1 (毫秒，測(cè)量報(bào)告流程)

enodeb :讓我看一下。 ()仔細(xì)檢查符合條件)、cell-2、請(qǐng)準(zhǔn)備。 ue切換到那邊。

enodeb:ue，我發(fā)送了重新配置rrc連接的消息。 準(zhǔn)備好了。 切換

ue :收到了。 切換完畢。 rrc連接重新配置完成。 請(qǐng)查收。

enodeb :是的，收到了。 請(qǐng)先釋放源單元格資源，然后再在cell-2上

ue :好的。

cell-2 :收到了UE

駐地切換在lte切換中很簡(jiǎn)單，不僅常見(jiàn)于駐地切換，也常見(jiàn)于駐地切換。 遇到不同方式的互聯(lián)網(wǎng)終端時(shí)，還會(huì)進(jìn)行系統(tǒng)間切換等。

當(dāng)ue從一個(gè)enodeb小區(qū)切換到另一個(gè)enodeb小區(qū)時(shí)，兩個(gè)enodeb通過(guò)x2接口進(jìn)行一系列信令交互切換。 具體如下所述

ue :你有兄弟姐妹嗎？ 我想切換到其他enodeb單元格，請(qǐng)讓目標(biāo)enodeb做好準(zhǔn)備。 (請(qǐng)切換請(qǐng)求，在目標(biāo)端建立與mme的信令承載。 ）

mme :很好。 讓我看看。 可以切換。 請(qǐng)準(zhǔn)備目標(biāo)電子節(jié)點(diǎn)

目標(biāo)電子節(jié)點(diǎn):是

來(lái)源enodeb :是的，我也準(zhǔn)備一下。 我決定時(shí)間。 (設(shè)置計(jì)時(shí)器，等待目標(biāo)方的響應(yīng)。 ）

來(lái)源enodeb :兄弟，這邊準(zhǔn)備切換了((開(kāi)始切換請(qǐng)求) ) )。

目標(biāo)enodeb :收到了兄弟。 請(qǐng)切換

來(lái)源enodeb :好的，我先關(guān)閉我前面的定時(shí)，再?zèng)Q定時(shí)間(結(jié)束切換準(zhǔn)備過(guò)程) )。

目標(biāo)enodeb :這里一切正常(反饋給handover preparation failure ) )。

ME :太好了。 ue已切換

來(lái)源enodeb :收到

目標(biāo)enodeb :收到它后，馬上釋放那邊的資源

來(lái)源enodeb :是的，已經(jīng)發(fā)行了

ue :有合作愉快的兄弟嗎？ (下一個(gè)輪回)

實(shí)際切換過(guò)程涉及的信令、節(jié)點(diǎn)其實(shí)相當(dāng)多，為了便于理解，可以將終端、基站端以及核心網(wǎng)看成三個(gè)部門(mén)，有業(yè)務(wù)連接時(shí)，需要相互報(bào)告。 類(lèi)似于我們申請(qǐng)清算時(shí)需要向你的領(lǐng)導(dǎo)報(bào)告。 你的領(lǐng)導(dǎo)將進(jìn)行初步批準(zhǔn)和你的信息表達(dá)確認(rèn)，再由你的領(lǐng)導(dǎo)和他的領(lǐng)導(dǎo)確認(rèn)，然后財(cái)務(wù)部統(tǒng)一批準(zhǔn)，撥款。

總結(jié):

運(yùn)營(yíng)商互聯(lián)網(wǎng)本身是比較多和復(fù)雜的東西，但互聯(lián)網(wǎng)也是有趣的事件。 如果大家對(duì)lte和5g感興趣的話，我們?cè)谙乱黄陌钢姓務(wù)勂渌R(shí)點(diǎn)吧。 例如，你知道的投訴的真正流程是什么嗎？ 投訴的解決速度和你顧客的星級(jí)有直接關(guān)系嗎？ 或者說(shuō)，為什么運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備公司喜歡把互聯(lián)網(wǎng)的速度表示為mbps而不是mb/s呢？