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“走进通信:4G手机跟基站是如何“交流”的”

来源:民生财经杂志作者:金家骏更新时间:2022-05-31 06:48:05阅读:

本篇文章3301字,读完约8分钟

【科技在线】

科学技术进步的直接体现是,更多的东西开始简单化、扁平化,能够一步到位的事件,决不能二步分解来做。 就我们日常生活中经常采用的手机而言,拨号通话、网络连接等操作,只要动手就可以了; 但是,隐藏在手指下的是通信技术进步的直接体现。 今天,我将简单谈谈在lte时代手机和基站是如何交流的。 (本文以tdd-lte互联网为例进行证明。

lte的互联网体系结构

在这之前,让我们先了解一下lte的互联网体系结构。 lte的互联网架构优势是全ip、扁平化,整个td-lte系统是核心网( epc,演进数据包核心)、接入网) enodeb )、客户端设备) ue。

这张图我见过大家好几次,lte互联网体系结构保持原样,普通客户一看就知道一点。 与umts相比,由于nodeb和rnc融合到了网络元素enodeb中,td-lte的iub接口变少了。 x2接口类似于iur接口,而s1接口类似于iu接口。 这些接口可以理解为两个模块之间的新闻交流渠道。

我们通常把epc以外的部分称为e-utran (进化的umts陆地无线接入网)。 也就是说,lte中的移动通信无线网络也可以将这一部分称为无线端。 手机和基站的业务交流在这里进行,通过epc的合作解决,共同进行一次又一次的手机业务。

这里需要知道一些专业术语的名称。

由EPC:Mme、s-gw、p-gw构成的核心网络

enodeb :网元,我们可以把它理解为基站;

mme :负责信令解决部分

s-gw :负责本地互联网客户数据解决部分

p-gw :负责解决客户的数据包和其他互联网

s1接口: enodeb和epc之间的接口,可以理解为连接通道(下同) )

x2接口: enodeb之间的接口

uu接口: enodeb和ue之间的接口

enodeb和epc之间的业务负责人不同。 具体情况如下图所示,在此不做详细介绍。

在了解了lte互联网架构和各个系统构成之后,我们来谈谈手机是如何与基站进行交流的吧。

在此,我们将介绍接通手机电源的加入流程,以及空空闲状态、业务状态和nodeb与epc之间的沟通流程,即重新选择和切换这两个业务流程。 这两个业务流程比较简单容易理解。 其他业务连接在本文中不做介绍,但如果有“lte基本原理”、“lte信令详细信息”等有趣的东西可以浏览相关资料。

访问网络

重新打开我们的手机后,sim卡的标志显示需要一段时间。 也就是说,整个lte终端开机加入的过程只有几秒钟,对客户来说,简单的手机信号标志会从x变为正常显示,但这简单的背面却有一个不简单的过程。

接通lte终端电源后,主要任务是找到互联网,与互联网取得联系,获得互联网服务。 由于基站成千上万,要从现有设备中找到合适的信号,需要一点妙招。

首先终端进行plmn的选择,这个过程实际上首先是小区(虽然在以前的复制中叙述了小区的概念,但基站的一个扇区被称为一个小区,lte的一个小区包含小区id、pci、中心频带、主频、tac等很多新闻)

接下来需要进行小区搜索。 小区搜索的主要目的如下。

使小区、频率和码元同步(下行同步) )。

取得系统帧定时、即下行帧的开始位置

明确单元格的物理层标识( PCI )

这一步意味着终端获得周边基站信号的大致位置后,需要通过一系列操作明确信号好的小区为常驻小区,一旦常驻成功,你的手机就可以正常上网。

除了小区搜索之外,终端为了支持移动性,总是搜索相邻小区,取得同步,估计该小区信号的接收质量( rsrp ),决定是否进行小区的重新选择(如果终端处于rrc_idle状态)。

这里需要注意的是,接通终端电源时,不知道小区系统的带宽大小,只知道自己支持的带宽和带宽。 该终端以可能存在lte小区的几个中心频率接收信号( pss、主同步信号),以接收信号强度评价小区是否可能存在于该频率附近,如果终端上残留有上次切断电源时的频率和载波新闻,则终端的 如果没有发现一致的新闻,终端需要在分配给lte系统的频带范围内进行全频带扫描,发现信号强的频率进行尝试。

这个试错的过程就是我们所说的小区搜索。 这个过程是为了让手机很快找到可以驻留的小区,很快就可以连接到互联网。

到这里,lte终端终于可以正常开机上网了。 那么,在采用手机的过程中,与基站的互动情况如何呢?

重新选择和切换

开车或坐车时,手机安静地躺着,但并不意味着手机没有工作。 其实,只要你的手机接通电源,不打开流量开关也没时间,反而在努力工作。

重新选择和切换,正如笔者在之前的文案中简单提到的,你的手机空处于空闲状态( rrc_idle )时发生的小区新闻变化称为重新选择。 你的手机处于连接状态( rrc_connected )时,发生的小区新闻变化称为切换。

首先重视选择吧。

lte小区重选是指终端在/(/k0/)空闲模式下监视附近地区和当前小区的信号质量,选择好的小区提供服务信号的过程。 其中包括但不提及s标准的补选判决标准。

所谓重新选择,就是只要周围有符合要求的小区,你的手机就会自动重新选择为信号好的小区。 这个过程不需要核心网的参与。 如果我们的手机连接了互联网,和基站的交互会是什么样的呢?

在此之前,需要简要介绍切换的基本概念切换的过程。 分为切换测量、切换判决、切换执行三个阶段。 如果同一基站内的切换,即信号的提取、访问是同一基站下属的不同小区,则切换的过程很简单,整个过程不需要核心网的参与,源小区和目标小区的资源新闻都在enodeb进行

ue :在吗,兄弟,cell-1信号有点弱,我想切换到cell-1 (毫秒,测量报告流程)

enodeb :让我看一下。 ()仔细检查符合条件)、cell-2、请准备。 ue切换到那边。

enodeb:ue,我发送了重新配置rrc连接的消息。 准备好了。 切换

ue :收到了。 切换完毕。 rrc连接重新配置完成。 请查收。

enodeb :是的,收到了。 请先释放源单元格资源,然后再在cell-2上

ue :好的。

cell-2 :收到了UE

驻地切换在lte切换中很简单,不仅常见于驻地切换,也常见于驻地切换。 遇到不同方式的互联网终端时,还会进行系统间切换等。

当ue从一个enodeb小区切换到另一个enodeb小区时,两个enodeb通过x2接口进行一系列信令交互切换。 具体如下所述

ue :你有兄弟姐妹吗? 我想切换到其他enodeb单元格,请让目标enodeb做好准备。 (请切换请求,在目标端建立与mme的信令承载。 )

mme :很好。 让我看看。 可以切换。 请准备目标电子节点

目标电子节点:是

来源enodeb :是的,我也准备一下。 我决定时间。 (设置计时器,等待目标方的响应。 )

来源enodeb :兄弟,这边准备切换了((开始切换请求) ) )。

目标enodeb :收到了兄弟。 请切换

来源enodeb :好的,我先关闭我前面的定时,再决定时间(结束切换准备过程) )。

目标enodeb :这里一切正常(反馈给handover preparation failure ) )。

ME :太好了。 ue已切换

来源enodeb :收到

目标enodeb :收到它后,马上释放那边的资源

来源enodeb :是的,已经发行了

ue :有合作愉快的兄弟吗? (下一个轮回)

实际切换过程涉及的信令、节点其实相当多,为了便于理解,可以将终端、基站端以及核心网看成三个部门,有业务连接时,需要相互报告。 类似于我们申请清算时需要向你的领导报告。 你的领导将进行初步批准和你的信息表达确认,再由你的领导和他的领导确认,然后财务部统一批准,拨款。

总结:

运营商互联网本身是比较多和复杂的东西,但互联网也是有趣的事件。 如果大家对lte和5g感兴趣的话,我们在下一篇文案中谈谈其他知识点吧。 例如,你知道的投诉的真正流程是什么吗? 投诉的解决速度和你顾客的星级有直接关系吗? 或者说,为什么运营商和设备公司喜欢把互联网的速度表示为mbps而不是mb/s呢?

标题:“走进通信:4G手机跟基站是如何“交流”的”

地址:http://www.mnscw.cn/cjxw/17549.html

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