1、引言
用户的移动性是蜂窝通信系统的主要特点。TD-SCDMA系统通过对各种区域的定义来确定移动用户接入系统以及在系统中的位置。当用户在移动过程中,网络需要实时跟踪用户所处的位置区域,因而对这些区域的管理成为移动通信的基础。
2、位置区域的设置
对于各种位置区域的设置是位置管理的前提,按照不同的功能和区域大小,TD-SCDMA定义了4种管理区域,即小区、URA、位置区LA和路由区RA。
这4种类型区域的范围与管理它们的网元直接相关。如图1所示,蜂窝小区是最小的区域,若干小区组成一个URA,它们都由UTRAN管理,URA的大小是根据某段区域业务传输的概率而得到,一般与位置区、路由区没有任何关系,在地理位置上甚至可以重叠,同一小区可以属于不同的URA。位置区和路由区通常设置得范围较大,他们分别包括了对应MSC/VLR和SGSN所管理的一个或多个RNS下的蜂窝小区,路由区小于或等于位置区。
图1 各位置区域关系
2.1 小区
每一个蜂窝覆盖区域定义为一个小区,对应不同的组网方式每个小区被配置一个或多个载频,这些载波是小区为终端提供各种无线信道资源的承载。每个小区对应不同的码组配置。每个码组由1个SYNC-DL码,8个SYNC-UL码,4个Midamble码和4个扰码组成,不同的邻近小区使用不同的码组。码组用于小区标识自身,也被终端开机时在无线接口捕获以建立与对应小区的驻留关系。终端驻留于哪个小区就使用那个小区所提供的无线资源,在某种连接状态下,终端所处的小区位置也能被UTRAN实时记录更新。小区的划分和配置,为无线接入网络提供了最小的位置管理单元,也成为了对无线资源控制和管理的基础。建立与小区的关系也是终端使用网络服务的前提。
2.2 URA(Utran Register Area)
当一次业务结束时通常终端释放RRC连接回到IDLE状态。UTRAN就没有了终端的具体小区位置信息。当马上有业务需要寻呼终端时,网络需要在整个位置区或路由区寻呼终端。如果这种寻呼的发生概率很大,会增大网络寻呼负荷,所以引入URA。该区域的大小处于小区和位置区之间,当没有数据传输但仍然保持会话连接时,终端处于RRC连接的URA-PCH状态,UTRAN在URA范围中识别终端,当有业务需求时,网络在终端所处的URA区域寻呼UE。
2.3 位置区和路由区
位置区和路由区的设置用于终端在核心网中的定位。位置区属于CS域,路由区属于PS域,它们分别由MSC/VLR和SGSN设置管理。终端开机后将位置区和路由区信息登记到核心网的对应网元中,当需要这些位置信息时,如寻呼某个终端时,核心网会读取相应网元中该用户的标识和位置信息确定寻呼的区域范围。
位置区和路由区的设置需要考虑到系统信令负荷能力和寻呼能力,位置区或路由区设置过小,终端移动中跨越位置区和路由区的频率则较大,位置更新的次数过多,将使信道的负荷加大,浪费系统的信道资源,同时也会增加VLR和HLR的负荷。但是,当系统在终端所处的位置区或路由区中所有小区发送寻呼消息,如果位置区或路由区过大,超过系统的寻呼能力,将造成寻呼消息的丢失,使寻呼成功率下降,所以位置区或路由区又不能设得太大。因此,在进行网络规划时,必须在位置区更新或路由区更新频率与系统寻呼能力之间进行权衡。
2.4 不同的区域管理级别
网络针对终端处于不同的位置区域而进行分级管理。处于何种区域级别管理与终端处于何种RRC状态直接相关。在IDLE模式状态下,终端与UTRAN之间的联系是关闭的,对终端的识别只能通过非接入层标识(如IMSI,TIMS,P-TMSI)来完成。此时,终端与系统的关系处于LA/RA等级。处于LA/RA等级时,终端的位置被定位在LA/RA的范围,终端需要通过监听广播消息知道自己所处的位置;在RRC连接模式下,UTRAN分配了一个无线网络临时标识RNTI来作为对终端的标识,UTRAN可通过RRC连接告知终端的位置而无需终端监听广播信道。在连接模式的CELL-DCH,CELL-PCH和CELL-FACH状态下,网络和终端的连接关系处于小区等级;在URA-PCH状态下,网络和终端的关系处于URA等级。当需要寻呼时,UTRAN将检查给定终端的当前连接等级,从而决定寻呼消息是在小区发送还是在URA发送。