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2014-12-30
发表于 2020-1-9 11:29:00 |显示全部楼层
本帖最后由 yuhuancuc 于 2020-1-9 11:29 编辑

作者订阅号:BOO聊通信
上回给忙碌者的5G基础知识课(十)——NSA下手机是怎么工作的?书说到移动通信工程师李狗蛋买了一部5G手机,刚开机就收到了女朋友“我们分手吧”的微信。



顿时,有些五雷轰顶的李狗蛋,第一反应就是,赶紧骑上自己的电动车就往女朋友王二丫的工作单位直接开去试图挽留,毕竟搞通信的找到女朋友不容易啊。在继续讲述狗蛋的故事前,先让我们学点移动通信知识。


一、5G手机是怎么变态的


上篇文章中我们提到过,移动通信之所以被称为移动通信是因为它是可以支持移动的通信,而移动通信之所以能够移动着通信主要因为它能够支持连接态的切换与空闲态的重选。

连接态与空闲态的概念在上篇文章也简单提到过,在4G网络中,连接态相当于手机与基站有信令连接(这种信令叫做RRC信令),在互相“沟通”,即使没有传输数据,只要在互相传递RRC信令,那就是连接态(RRC CONNECTED)。不过连接态一般情况下都是为了传输数据才连接上的。

而空闲态(RRC IDLE),则相当于手机与基站无话可说,之间没有任何的信息交互,在这种状态下,基站压根就不知道手机在哪儿,如果此时有人给你打电话或者发微信,核心网要把这条寻呼消息在一片的基站里下发,才能定位到你的位置。


这一片的基站所组成的一个组织叫做TA(Tracking Area,跟踪区),手机只有移动出TA时才会主动与基站连接上,向核心网报备下自己移动到新的TA辣,要不然核心网都不知道手机在哪个TA下,咋发寻呼消息。


不过,以大家目前对手机成瘾的状态,以及手机安装的APP的数量,手机很难回到空闲态,毕竟就算你不玩儿手机,你手机上的APP也会经常性的主动上报数据,基本不会让手机闲着。


在5G网络中,除了和4G一毛一样的连接态与空闲态外,又多了一个“中间”态,叫做INACTIVE态,其实这个态就是让手机从空闲态到连接态时能更快速一点,所以在基站里保留了一些在空闲态不需要保留的手机信息,其他没啥了。

所以对于5G手机来说,基本就是在三个态之间来回变态,其中主要是在连接态下待着,所以后面我们也主要讲讲连接态的移动性。



二、切换的几种事件

上篇文章提到过什么是切换,简单来说,切换就是:

由于无线电波传播范围有限,每个天线发射出去的小区覆盖范围有限,因此手机一旦从一个小区的覆盖范围移动出去,就得有另一个小区接盘,像运动员传递接力棒一样把手机从一个小区接到另一个小区。


而小区咋知道手机移动出自己的覆盖范围了呢?方法就是手机主动上报。

上面提到的RRC信令,主要的一个作用,就是手机通过一种叫做测量报告(MR,Measurement Report)的RRC信令告诉自己的服务小区(就是当前给手机传输数据的小区),大哥,我现在测量到你的信号强度RSRP(RSRP就是信号强度的意思,大家记好啦)是多少,你太弱了,旁边的大哥信号已经比你强了,要不我跟人家混吧。

然后服务小区计算了下,好像隔壁小区(叫做邻区)真的比自己信号强,那我就放手吧。于是乎,把手机转交给了邻区继续服务。


比如,假如李狗蛋拿着一部4G手机,沿着道路向前走,相继路过三个小区,小区1、2、3就会依靠手机通过RRC信令发上来的RSRP,来判断它的位置,进而把它切换到应该服务它的小区上。

而小区判断是不是应该把手机切换走的算法,就被叫做切换事件,不管是LTE还是5G,都主要有7种切换事件,分别是:


1、A1事件:手机上报的服务小区的RSRP高于一个门限,主要用于服务小区知道自己很强,然后进而可以告诉手机你就憋测量别的小区的信号强度了,费电。

2、A2事件:手机上报的服务小区的RSRP低于一个门限,主要用于服务小区知道自己很弱,然后进而可以告诉手机你还是测测别的小区的信号强度吧,我已经带不动你了。

3、A3事件:手机上报的邻区RSRP高于服务小区的RSRP,主要用于服务小区知道自己已经比别的大哥弱了,该放手了,这是最主要的切换事件。

4、A4事件:手机上报的邻区的RSRP高于一个门限,相当于邻区不和服务小区比强度了,只要邻区大于某个强度,即使它小于服务小区,服务小区也得放手,主要用于邻区级别更高(比如是一个更好的频段),我们更想让手机切换过去。

5、A5事件:手机上报的邻区的RSRP高于一个门限,而且服务小区的RSRP还低于一个门限,相当于设置了两个障碍,不想让手机切换走,主要用于服务小区的级别更高,邻区级别比较低。

6、B1/B2事件:B1就等于A4,B2就等于A5,唯一的区别就是,这时邻区和服务小区不是一个系统的,比如服务小区是4G,邻区是5G。

三、让我们回到李狗蛋的故事

讲了这么多姿势,该继续回到李狗蛋的悲惨命运辣。

假设李狗蛋坐在电瓶车上,一边抹着眼泪,一边用自己的5G手机在知乎上搜索:如何挽留一段逝去的爱情,这时他沿着1-2-3-4-5-6这样的路线行走。


假设,蓝色的基站是4G的锚点基站,橙色的基站是5G基站,由于5G的频段更高,因此覆盖范围更小,蓝色的覆盖范围是4G的,橙色的是5G的。由于在NSA下,锚点站更重要,因此被叫做主站,而5G站必须借助锚点站才能接入5G网络,因此被叫做辅站。

首先在位置1,李狗蛋的手机在4G锚点小区的覆盖范围内,却没在5G小区的覆盖范围,于是乎,李狗蛋完全在使用4G上网。

接着到了位置2,手机进入了5G小区1的覆盖范围,这时5G手机会上报B1事件,锚点小区发现5G小区的RSRP高于一定门限,于是乎进行了辅站添加过程,李狗蛋的5G手机接入了5G网络。

到了位置3,李狗蛋的手机依然在5G小区1的覆盖范围,但是锚点小区2的信号强度高于了锚点小区1,于是乎手机向锚点小区1上报了A3事件,完成了锚点切换。

到了位置4,锚点小区2的强度依然很强,但5G小区1的强度低于了一定门限,手机上报了A2事件,锚点小区进行了辅站删除流程,5G手机又只能在4G上网了。

到了位置5,一样一样的,手机进入了5G小区2的覆盖范围,于是乎手机上报B1,进行了辅站添加。

最后到了位置6,依然是锚点小区2的覆盖范围,但是5G小区3的强度大于了5G小区2,于是手机上报了A3,完成了辅站变更。

经过这一些列眼花缭乱的4、5G移动性流程后,李狗蛋终于抵达了二丫的公司楼下,李狗蛋平复了下心情,好好背了背知乎里如何挽留女友的情话,准备先给二丫打个电话再上去见她。



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2017-4-10
发表于 2020-1-9 13:46:11 |显示全部楼层
写的很好,有一种亲切感,当时网优前台测试,看着测试软件上的一行行信令现在忘得差不多了

点评

yuhuancuc  感谢,欢迎关注我的订阅号,里面文章比较全,BOO聊通信  详情 回复 发表于 2020-1-10 08:32

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2014-12-30
发表于 2020-1-10 08:32:42 |显示全部楼层
科信通信 发表于 2020-1-9 13:46
写的很好,有一种亲切感,当时网优前台测试,看着测试软件上的一行行信令现在忘得差不多了

感谢,欢迎关注我的订阅号,里面文章比较全,BOO聊通信

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发表于 2020-1-10 09:57:39 |显示全部楼层
不错的

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2020-2-12
发表于 2020-2-13 17:30:42 |显示全部楼层
写的好,通俗易懂,学起来轻松

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