UE开机流程

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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，以获得网络的

服务。因此空闲模式下UE 的行为对于UE 是至关重要的。UE 在空闲模式下的行为可以分

为PLMN 选择/重选，小区的选择/重选和位置更新三种。这三个过程之间关系如图4-2-1。

当 UE 开机后，首先应该选择一个PLMN，一般来说，这个PLMN 是用户和运营商签

约时确定的，由运营商指定。当选中了一个PLMN 后，就开始选择属于这个PLMN 的小区，

找到一个这样的符合驻留条件的小区后，UE 就驻留在这个小区，并继续监测小区的系统消

息广播中的该小区的邻小区，从中选择一个信号最好的小区，驻留下来。接着UE 会发起位

置更新过程（Location Update 或者Attach），用以通知网络侧自己的状态，成功后UE 就成

功的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，举例来说，如果一个UE 处在一个小区的边缘，又在这两

个小区间来回走，恰好这两个小区又是属于不同的位置区LA 或路由区RA。这样UE 就要

不停的发起位置更新，既浪费了网络资源，又浪费了UE 的能量。因此在小区中选择哪个小

区是有规则的，这个规则会在后面进行详述。

当 UE 重选小区，选择了另外一个小区后，通过读取该小区的系统信息广播，如果UE

发现这个小区属于另外一个位置区LA 或路由区RA，UE 就要发起位置更新过程，以通知网

络最新的UE 的位置信息。如果Location Update 或者Attach 不成功，UE 就要进行PLMN 重

选。

PLMN 的选择

       PLMN 选择和重选的目的是选择一个可用的（能够提供正常业务的）、最好的PLMN。在UE 中会维护一个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，找到的自然是最高级的可用的PLMN。另外PLMN 选择和重选的模式有两种：自动和手动。自动选择/重选就是UE 按照PLMN 的优先级顺序自动的选择/重选一个PLMN，手动选择/重选就是将当前的所有可用网络呈现给用户，由用户选择一个PLMN。一般情况下都采用自动模式进行PLMN 选择。在 UE 的PLMN 列表中RPLMN（registered PLMN）优先级最高，RPLMN 就是上次UE注册成功的PLMN，在上次注册成功后，UE 将信息保存在了USIM 中。在USIM中，UE记录了位置区识别号LAI (=MCC+MNC+LAC) 或路由区识别号RAI (=LAI+RAC) ，其中MCC＋MNC 就是PLMN。当UE 注册成功后将不会有后续过程，当UE 无法成功注册RPLMN时，UE 将选择EPLMN（equivalent PLMN）作为下一个注册的目标PLMN。上述注册都无法成功时，在 USIM 卡中，有"HPLMN Selector with Access Technology","User Controlled PLMN Selector with Access Technology" 和"Operator Controlled PLMN Selector with Access Technology" 三个数据域，在自动模式下，NAS 将根据下列优先级顺序选择最高优先级的PLMN:

􀂾 HPLMN

􀂾 USIM 卡中"User Controlled PLMN Selector with Access Technology"包括的PLMN, 按照卡中定义的优先级顺序；

􀂾 USIM 卡中"Operator Controlled PLMN Selector with Access Technology"包括的PLMN,

􀂾 按照卡中定义的优先级顺序；

􀂾 其他的高质量接收信号的 PLMN；

􀂾 按照信号质量排序的其他 PLMN；

NAS 将选择后的PLMN ID 通知给RRC，请求RRC 搜索该PLMN。如果终端支持多种无线接入技术，NAS 将选择后的无线接入技术和PLMN ID 一起通知给RRC。如果终端中没有USIM，或者用户选择PLMN 手动选择模式，则NAS 请求RRC 搜索所有可用的PLMN。

小区选择

当 PLMN 选定之后，就要进行小区选择，目的是选择属于这个PLMN 中信号最好的小区。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重搜。这样就可以较快的找到网络，因为大多数情况下，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。

小区选择

RRC 收到NAS 的小区选择请求之后，获取USIM 卡中的Network Parameters 文件。如果该文件中存有小区信息，则RRC 启动存储信息的小区选择过程；如果该文件未包含小区信息或者UE 中无USIM 卡，RRC 将启动初始小区选择过程。

􀂾 初始小区选择过程

在初始小区选择过程中，UE 不需要任何UTRAN 载波的信息，终端根据自身的能力扫描所有的RF 信道以便找到一个合适的小区。在每个载频上，终端只需要搜索最强的小区，一旦找到合适的小区，小区选择过程也就终止了。在初始小区选择过程中，RRC 要求物理层搜索所有的小区，物理层搜索最强的小区并读取该小区的系统信息，RRC 根据该小区的P-CCPCH RSCP 和系统信息内容

来评估该小区是否是合适的小区。如果该小区不是合适小区，RRC 要求物理层搜索次强小区，以此类推，直到找到合适的小区。

􀂾 存储信息的小区选择过程

在存储信息的小区选择过程中，终端存有需要搜索的小区信息列表，小区信息包括频率和扰码信息。终端搜索小区列表中的第一个小区，如果搜索到该小区并且该小区是合适的小区，则终端选择该小区，完成小区选择过程。如果该小区不是合适小区，则搜索小区列表中的下一个小区，以此类推。如果列表中的所有小区都不是合适小区，则启动初始小区选择过程。在存储信息的小区选择过程中，RRC 要求物理层搜索指定小区列表中的小区，物理层在给定的频点上搜索该小区，若搜索到该小区则读取系统信息，RRC 根据该小区的P-CCPCH RSCP 和系统信息内容来评估该小区是否是合适的小区。

􀂾 小区选择评估过程当终端搜索到一个小区并确定了小区的 P-CCPCH 位置后，终端将读取系统信息来判断该小区是否是合适的小区。终端首先寻找主系统信息块(MIB)，根据主系统信息块的内容获取其他系统信息块（SIB）的调度信息。如果在SFN mod 32=0 上未发现MIB, 或者小区没有SIB1, SIB3, SIB5, SIB7 的信息，则认为该小区被禁止，不满足合适小区的要求。终端获取 SIB1 信息，判断SIB1 中的PLMN ID 是否与NAS 选择的PLMN ID 相同，如果不相同，则认为不满足合适小区的要求。判断SIB1 中的LAI 是否属于ForbiddenLA 列表，如果属于，则认为不满足合适小区的要求。在开机时，Forbidden LA 列表为空。

终端获取 SIB3 信息，查看参数“Cell barred”的值是否是“not barred”，如果该值为“barred”, 则认为该小区被禁止，不满足合适小区的要求。终端根据小区选择准则判断是否满足合适小区的要求，小区选择准则为：

Srxlev>0;

Srxlev= Qrxlevmeas-Qrxlevmin-Pcompensation

其中，Srxlev：是指小区选择RX 电平值 (dB)；

Qrxlevmeas：是指测量到的接收电平值，该值为测量到的P-CCPCH RSCP（dBm）

Qrxlevmin：是指该小区的最小需要的接收电平值，该值在SIB3 中参数“Qrxlevmin”

中指示(dBm)；

Pcompensation: max(UE_TXPWR_MAX_RACH – P_MAX, 0) (dB)，

UE_TXPWR_MAX_RACH 是指终端在该小区接入RACH 时的最大发送功率，该值在SIB3 中参数“Maximum allowed UL TX Power”中指示；P_MAX 是指终端最大的RF 输出功率。如果该小区满足合适小区要求，则选择该小区，通知非接入层，由非接入层发起注册过程。如果该小区不满足合适小区要求，则要求物理层搜索次强的小区或小区列表中的其他小区。

驻留小区的条件要求符合小区选择S准则
条件1：Srxlev＞0。
坛+M7^,d r1j)[ q4}
Srxlev计算公式如下：Srxlev=Qrxlevmeas-Qrxlevmin-Pcompensation；
其中，Qrxlevmeas（测量的当前服务小区接收功率）指P-CCPCH信道的RSCP值；
Qrxlevmin为服务小区最小接收功率。该参数从系统广播消息中读出，一般终端读出后需做一定的算术转换；
)e
Pcompensation补偿值，可通过公式计算得到：Pcompensation=max（UE_TXP-WR_MAX _RACH-P_MAX，0）；
其中，UE_TXPWR_MAX_RACH（终端在做随机接入时RACH上的最大发送功率）由系统广播消息发送，一般设置为0；P_MAX是终端的最大标称发射功率，与终端功率。

条件2：Squal=Qqualmeas-Qqualmin
也要大于0
Qqualmeas：Measured cell quality value. The quality of the received signal expressed in CPICH Ec/N0，就是测得的EC/NO值；
Qqualmin：Minimum required quality level in the cell，要求的EC/NO值，通过SIB3读取得到

如果满足Srxlev〉0并且Squal〉0，认为该小区满足驻留要求，读取系统消息，进行位置登记。

􀂾 小区初搜过程

小区初搜过程主要包括下列几个过程：频点排序、搜索DwPTS 的大致位置、找到DwPTS 的精确位置、频偏粗调、确定Midamble 码、频偏精调、寻找SYNC 相位确定P-CCPCH 位置。如果高层已经指定搜索的小区频点，则物理层不需要进行频点排序这一步骤，直接根据给定的频点进入DwPTS 搜索这一过程。

位置登记

位置登记(更新)过程是由 HLR，MSC/VLR 等实体之间逻辑配合完成。HLR 记录移动用户当前位置信息和所有用户数据；VLR 记录漫游到由该VLR 控制位置区的移动用户的相关用户数据；MSC 处理移动用户的位置登记进程，与移动用户对话并与HLR，VLR 交互信息。位置登记(更新)包括正常位置更新，周期性位置更新，IMSI Attach。这三类更新的触发条件是不同的。IMSI attach 过程一般发生在开机或重新返回信号覆盖区或SIM 卡被重新插入，同时需要满足以下条件：

1) 在 RRC 接收到的NAS 系统消息中，ATT 标志指示需要IMSI Attach 过程；

2) 更新状态是“UPDATED”；

3) 驻留的LAI 与USIM 中保存的LAI 相同；

在其它所有需要做位置更新的情况下，除了因为周期位置更新定时器 T3212 超时，同时MM 更新状态为“UPDATED”时进行周期位置更新外，其它都是进行正常位置更新。

正常位置登记(更新)

引起移动用户发生正常位置更新的条件是：移动设备开机时以及移动用户发生漫游引起位置改变。

(2) 信令流程说明

􀂾 UE 发送消息 RRC CONNECTION REQUEST，其中 “EstablishmentCause”是 “Registration”；

􀂾 UE 在建立和UTRAN 的RRC 连接后，发起 “位置更新请求”；

􀂾 LOCATION UPDATING REQUEST 根据实际更新类型，设为“Normal location updating”

􀂾 CN 在响应时，如果在 “location updating accept”中，分配新的TMSI 号，UE 需要回应一条消息 TMSI reallocation complete；

周期性位置更新

通过周期性位置更新，PLMN 可以保持追踪移动用户当前的状态，特别是保持长时间可以由PLMN 运营商根据具体话务和用户习惯来设定调整。

(1)    周期性位置更新信令流程图

(2) 信令流程说明

􀂾周期性位置更新过程用户 UE 定期与网络联系，过程的启动由UE 端的定时器T3212 控制。UE 是否需要使用周期性位置更新以及T3212 的时间值（timeout value）在BCCH 的L3-RRC SYSTEM INFORMATION BLOCK 1消息中广播。T3212 超时将触发周期性位置更新过程；

􀂾UE 触发周期性位置更新过程发送消息RRC CONNECTION REQUEST, 其中“Establishment Cause”是“Registration”，通过周期性位置更新过程，PLMN可以保持追踪移动用户当前的状态，特别是保持长时间没有操作的用户与网络的联系UE 发送消息；

􀂾UE 发送初始直传消息location updating request，其中IE location updating type 类型为periodic updating。

IMSI ATTACH

在确保UE 所处的小区的LAC 与关机前相同的前提下，打开UE。

(1)    流程图