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1、4、5G切换时延和中断时间介绍NR切换时延之前,先回顾下LTE的切换时延。在蜂窝系统,切换的定义是由于当前服务小区的覆盖变差,为了保持UE上下文的正常传输,需要从源小区更换到目标小区,以达到UE会话的继续。在LTE,UE切换是在ecm-connected状态下,必须的步骤如下: 切换准备包括对源小区的决定(考虑到某些UE特定区域限制的UE和eNB测量的控制和评估)和对目标小区的资源准备(步骤1到步骤6) 切换执行步骤涉及命令UE使用新的无线资源(步骤7至步骤11) 移交完成步骤包括释放(旧)源小区上的资源(步骤12至步骤18)UEServing GatewayandSyncon啰 to new
2、 cell UEcatuatespre- alocated UL grant if Pglded m RRCMowed0* jA0WQH3uxUJjBPUCHco060 0 JOPUnLTE切换时延切换时延是一个系统性能,从UE收到源小区的切换命令(也就是RRCConnectionReconfiguration中的mobiIityControlInfo)到发送RRCConnectionReconfigurationCOmPICte到目标小区的这个过程,也就是整个执行阶段。下面讨论一下各步骤在切换延迟中的作用,这些包括与切换执行相关的所有步骤(7到11)Step7:RRConnectionRec
3、onfigurationIncl.mobiIityControlInfo:在该步骤中,UE接收具有必要参数(即,新C-RNTI、目标CNB安全算法标识符、可选专用RACH前导码、目标eNBSIBs等)的rrcconnectiOnreconformation消息,并由源CNB命令执行HOoRRC过程延迟包括rrcconnectionreconformation中的mobi1itycontrolIinfo以及相关的重新配置,包括LayCr2reset/reconfiguration重置MAC层给所有的RB重建或重配置PDCP和RLC 激活完整性保护和RRC消息加密 层3重配(比如:测量配置)在LT
4、E中,协议规定的最大切换时延是15msStep8:SNStatusTranSfer:源eNB发送SNSTATUSTRANSFER消息给目标eNB以传送E-RABs的上行链路PDCPSN接收器状态和下行链路PDCPSN发送器状态(即:对于RLCAM),为了PDCP状态保持适用。因为这是CNB到eNB的信令,与空口无关,并且可以与步骤9并行进行下面,可以将此步骤的延迟贡献视为可忽略的总切换延迟。Step9:Synchronization;收到切换命令之后(含有mobiHtyControllnfo的RRCConnectiOnReconfiguration),UE将执行下面步骤:物理层同步和重新配置
5、开始与目标PCeII的DL同步。 重新配置物理层通过RACH访问目标小区(如果mobi1Itycontrol1info中指示了专用RACH前导码,则遵循无争用过程;如果未指示专用前导码,则遵循基于争用过程)层2重新配置安全密钥更新:UE派生目标eNB特定密钥并配置要在目标小区中使用的选定安全算法。当UE接收到表示切换的RRC消息时,UE应准备好在包含RRC命令的最后TTI结束后的DhaM阳秒内开始新的上行链路PRACH信道的传输,其中Dhand.是RRC过程延迟和uinterruptiontime,的总和。中断时间被定义为包含旧PDSCH上的RRC命令的最后TTI结束与UE开始传输新PRACH
6、之间的时间,不包括RRC过程延迟。中断时间包括: 目标小区搜索 用于射频/基带重新调谐的UE处理时间,导出目标CNB特定密钥,配置要在目标小区中使用的安全算法 与RACH过程相关(获取RACH机会的不确定性延迟,随后是PRACH前导码传输)Step9.1:Targetcellsearch:在大多数情况下,目标小区是根据UE测量报告来选择的,可以假设为“已知”,由这一步骤引起的延迟可以被认为是0msStep9.2:UEprocessingtimeforRF/basebandre-tuning,securityupdate:虽然准确的值可以根据不同的参数而显著地变化,但是对于这个SI,认为UE处理
7、时间(对于RF/基带重新调谐,导出目标cNB特定密钥,配置用于目标小区的安全算法)为20msStep9.3:DelaytoacquirefirstavailablePRACHintargeteNB:考虑到PRACH每5个子帧可用的典型RACH配置,此步骤的最小延迟为0.5ms,典型延迟为2.5msStep9.4PRACHpreambletransmission:步骤9中的最后一个延迟元素是PRACH前导码传输所需的1个子帧,即1msStep10:ULAllocation+TAforUE:目标eNB以IJL分配和定时提前来响应。这与来自目标eNB的RAR相对应。假设LTEFDD并且子帧号是连续编
8、号的,则如果UE在子帧n中发送RACH前导码,则CNB可以在子帧n+3中早发送RARo假设该步骤不包括授权解码和/或TA延迟,则该步骤的最小延迟为3ms,典型/平均延迟为5msoStep11:UEsendsRRCConnectionReconfigurationComplete:当UE成功地访问了目标小区时,UE发送rrcconnectionreconfigationcomplete消息(ORNTD以确认切换,并尽可能地向目标eNB发送上行链路缓冲器状态报告,以指示UE的切换过程已完成。目标eNB验证rrcconnectionreconfigationcompIete消息中发送的C-RNTI。
9、目标CNB现在可以开始向UE发送数据。UE可以在kl=6个子帧之后发送rrcconnectionreconformationcomplete,即此步骤的延迟通常为6msc这包括UE处理延迟(调度授权的解码和定时对齐+UL数据的Ll编码)和RRC连接重新配置的传输完成。切换延迟总结时间如下:Component/StepDescriptionTime(ms)7RRCConnectionReconfigurationIncLmobi1ityControlInfo158SNStatusTransfer09.1Targetcellsearch09.2UEprocessingtimeforRF/baseb
10、andretuning,securityupdate209.3DelaytoacquirefirstavailablePRACHintargeteNB0.5/2.59.4PRCHpreambletransmission110ULAllocation+TAforUE3/511UEsendsRRCConnectionReconfigurationComplete6Minimum/TypicalTotaldelayms45.5/49.5需要注意的是,上述值假定在第一次尝试时成功传输。这可能并不总是正确的,特别是对于信道质量可能降低的切换场景。如果某些步骤需要重新传输,则实际延迟值可能更高。在NR中的
11、切换延迟(和中断时间)是如何的呢?NR切换时延当UE收到RRC消息申请切换,UE应准备好从包含RRC命令的最后TTl的末端开始在DhandoVermSeC内开始新的上行链路PRACH信道的传输。ULRRCPrOCCdUrCdelayRRCDLcommand-IOJ-yRRCULresponseUE每个步骤的时延要求:Proceduretitle:Network-UEUE-NetworkValuemsNotesRRCConnectionControlProceduresRRCreconfigurationRRCneconfigurationRRcHeconfigurationCompIete10
12、RRCreconfiguration(scelladdition/release)FiRCReconfigurationFlRcHeconfigurationCompIete16RRCreconfiguration(SCGestablishment/modification/release)RRCReconfigurationRRcHeconfigurationCompIete16RRCsetupRRCSetUPRRcsetupCompIete10RRCReleaseRRCReIeaseNARRCre-establishmentRRCReestabHshmentFiRcFieestabIish
13、mentCompIete10RRCresumeRRCResumeRRC11esumeComplete6or10值=6适用于仅包括MAC和PHY配置的RRCReSUme消息的情况下支持减少CP延迟的UE,并且该消息不会触发DRX、SPS,配置的授权、CA或MlMO重新配置。此外,UL授权传输RRcResumeCompIete和数据通过DeI格式为0_0的公共搜索空间传输。在这种情况下,RRC过程延迟ms可以超过UL授权的接收,最多7msO对于其他情况,值=IoRRCresume(scelladdition/release)RRCResumeRRCReSUmeCOmPlete16InitialAS
14、securityactivationSecurityModeCommandSecurityModeComplete/SecurityModeFaiIure5OtherproceduresUEassistanceinformationUEAssistanceInformationNAUEcapabilitytransferUECapabiIityEnquiryUECapabilityinformation80CountercheckCountercheckCounterCheckResponse5NR中断时间中断时间是包含旧PDSCH上的RRC命令的最后TTI结束与UE开始传输新PRACH之间的
15、时间,不包括RRC过程延迟。同频或异频切换时命令,中断时间应小于TinterruptTinterrupt-Tsearch+TlU+TProCeSSing+TA+Tmargin11STMCh是当目标小区还不知道UE收到切换命令时候的搜索时间,如果目标小区已经知道UE收到了切换命令,那Ti=Omso如果目标小区是未知的内频小区,目标小区EsIot-2db,则Tsearch=Trsms;如果目标小区是未知的异频小区,且目标小区EsIot-2db,则Tsearch=3*trsms。无论UE是否使用DRX,Tscerch仍应基于非DRX目标小区搜索时间。TA是对目标小区进行精细时间跟踪和获取全时间信息的时间。T=TrsoTPXS加是UE运行处理的时间,最大可以是20msTmargin是为SSB后处理时间,最大也是可以到20msT是在新小区中获取第一个可用PRACH时机时的中断不确定性。TI