空闲模式下的UE

空闲模式下的UE

概述
当UE开机后或在漫游中，它的首要任务就是找到网络并和网络取得联系。只有这样，才能获得网络的服务。因此，空闲模式下UE的行为对于UE是至关重要的。那么，UE是如何完成这个功能的呢？本节就来讲解这个过程。
UE在空闲模式下的行为可以细分为PLMN选择和重选，小区的选择和重选和位置登记。这三个过程之间的关系如下图所示。

图6-6 空闲模式下的UE
当UE开机后，首先应该选择一个PLMN。当选中了一个PLMN后，就开始选择属于这个PLMN的小区。当找到这样的一个小区后，从系统信息（广播）中就可以知道临近小区（neighboring cell）的信息，这样，UE就可以在所有这些小区中选择一个信号最好的小区，驻留下来。紧接着，UE就会发起位置登记过程（attach or location update）。成功后，UE就驻留在这个小区中了。驻留的作用有4个：
 使UE可以接收PLMN广播的系统信息。
 可以在小区内发起随机接入过程。
 可以接收网络的寻呼。
 可以接收小区广播业务。
当UE驻留在小区中，并登记成功后，随着UE的移动，当前小区和临近小区的信号强度都在不断变化。UE就要选择一个最合适的小区，这就是小区重选过程。这个最合适的小区不一定是当前信号最好的小区，为什么呢？因为，比如UE处在一个小区的边缘，又在这两个小区之间来回走，恰好这两个小区又是属于不同的LA或者RA。这样，UE就要不停的发起位置更新，即浪费了网络资源，又浪费的UE的能量。因此，在所有小区中重选哪个小区是有一定规则的，这个规则会在后面详细描述。
当UE重选小区，选择了另外一个小区后，发现这个小区属于另外一个LA 或者RA，UE就要发起位置更新过程，使网络获得最新的UE的位置信息。UE通过系统广播信息中的SIB1发现 LA或者RA的变化。
如果位置登记或者更新不成功，比如当网络拒绝UE时。或者当前的PLMN出了覆盖区，UE可以进行PLMN重选，以选择另外一个可用的PLMN。
6.3.2  PLMN选择和重选
PLMN选择和重选的目的是选择一个可用的（就是能提供正常业务的），最好的PLMN。UE通过什么来达到这一目的呢？UE会维护一个PLMN列表，这些列表将PLMN按照优先级排列，然后从高优先级向下搜索，找到的自然是最高优先级的PLMN。另外，PLMN选择和重选的模式有两种，自动和手动。简而言之，自动选网就是UE按照PLMN的优先级顺序自动的选择一个PLMN，手动选网呢，将当前的所有可用网络呈现给用户，将权利给用户， 由用户选择一个PLMN。
6.3.3  小区选择和重选
当PLMN选定之后，就要进行小区选择，目的是选择一个属于这个PLMN的信号最好的小区。
首先，如果UE存有这个PLMN的一些相关信息，比如频率，扰码等。UE就会首先使用这些信息进行小区搜索（Stored information cell selection）。这样就可以较快的找到网络。因为，大多数情况，UE都是在同一个地点关机和开机，比如晚上关机，早晨开机等等。这些信息保存在SIM卡中或者在手机的non-volatile memory中。
1. 小区选择
小区选择的过程大致如下：
1） 小区搜索
小区搜索的目的是找到一个小区，尽管它可能不属于选择的PLMN的。小区搜索的步骤如下（当然，首先要锁定一个频率）：
 通过primary SCH，UE获得时隙同步。时隙同步后，就要进行帧同步。帧同步是使用secondary SCH的同步码实现的。这一过程同时也确定了这个小区的扰码组。然后， UE通过对扰码组中的每一个扰码在CPICH上相关，直到找到相关结果最大的一个。这就确定了主扰码。
显然，如果UE已经知道这个小区的一些信息，比如使用哪个频率，甚至主扰码，上述步骤就可以大大加速。
2） 读广播信道
UE从上述1）的步骤c中获得了PCCPCH的扰码，而PCCPCH的信道码是已知的，在整个UTRAN中是唯一的。UE就可以读广播信道的信息了。
 读到MIB后，UE就可以判断当前找到的PLMN是否就是要找的PLMN，因为在MIB中有PLMN identity域，如果是， UE就根据MIB中包含的其他SIB的调度信息（scheduling information），找到其他的SIB并获得其内容。如果不是，UE只好再找下一个频率，又要从头开始这个过程（从小区搜索开始）。
 如果当前PLMN是UE要找的PLMN，UE读SIB3，取得“Cell selection and re-selection info”，通过获取这些信息，UE计算是否满足小区驻留标准。如果满足，则UE认为此小区即为一个suitable cell。驻留下来，并读其他所需要的系统信息，随后UE将发起位置登记过程。
如果不满足上述条件，UE读SIB11，获取邻区消息，这样UE就可以算出并判断邻区是否满足小区选择驻留标准。
如果UE发现了任何一个邻区满足小区驻留标准，UE就驻留在此小区中，并读其他所需要的系统信息，随后UE将发起位置登记过程。
如果UE发现没有一个小区满足小区驻留标准。UE就认为没有覆盖，就会继续PLMN选择和重选过程。
 2. 小区重选
UE在空闲模式下，要随时监测当前小区和邻区的信号质量，以选择一个最好的小区提供服务。这就是小区重选过程（cell reselection）。如果在Treselection时间内，小区重选条件得到满足，UE就选择这个小区， 驻留下来，读它的广播消息。 小区重选结束。
 3. 离开连接模式的小区选择
当UE从连接模式回到空闲模式时，要做小区选择，以找一个合适的小区（suitable cell）。这个选择过程和普通的小区选择过程是一样的。不过此时候选小区就是连接模式时用到的小区。如果在这些小区中找不到合适的小区，应该使用stored information cell selection。
6.3.4  位置登记
这些过程请参见MM，GMM的过程。