Características técnicas del sistema de estación base doméstica
1. Modo de acceso cerrado
Un eNodo B local con modo de acceso cerrado pertenece a un CSG específico, y solo los usuarios que pertenecen a ese CSG pueden acceder al eNodo B local. El nodo de red central MME del sistema de estación base realiza el control de acceso, determina si el usuario es un usuario legal del CSG, si el usuario puede acceder a la estación base doméstica y luego utiliza los recursos de la estación base doméstica si el MME accede. pasa el control, el MME permite el acceso al usuario; de lo contrario, se le negará el acceso al usuario.
2. Modo de acceso abierto
El eNodo B inicial en modo de acceso abierto no tiene un ID de CSG y no pertenece a ningún CSG. Desde la perspectiva del UE, no hay diferencia entre el eNodo B local abierto y las macroceldas ordinarias. Todos los usuarios legales pueden acceder a la celda del eNodo B local abierto sin control de acceso adicional. El despliegue del eNodo B doméstico en modo abierto está completamente controlado por el operador.
3. Modo de acceso híbrido
Las estaciones base domésticas en modo de acceso híbrido tienen las características de las estaciones base domésticas de modo abierto y cerrado. De manera similar al eNodo B local en modo cerrado, el eNodo B local en modo híbrido solo puede pertenecer a un CSG. Los usuarios legales del CSG pueden utilizar los recursos del eNodo B local, pero los usuarios normales fuera del CSG también pueden acceder. La diferencia entre los usuarios suscritos y los usuarios normales es que cuando el eNodo B doméstico en modo híbrido tiene recursos limitados o está sobrecargado, es necesario priorizar los servicios de los usuarios suscritos a CSG. Esto se puede lograr reduciendo la tasa de servicio de los usuarios no suscritos a CSG. usuarios o cambiar a otras celdas. La gestión de la movilidad del eNodo B doméstico se puede dividir en dos tipos: estado inactivo y estado conectado.
En comparación con la función de selección/reselección de macro celdas, la función de selección/reselección de celdas del eNodo B inactivo agrega la función de búsqueda automática del UE. Los criterios de evaluación de las celdas CSG no son exactamente los mismos que los de las celdas CSG. macrocélulas.
Los escenarios para la movilidad del estado de conexión incluyen: traspaso desde el eNodo B local/eNodo B al eNodo B local (traspaso entrante) y traspaso desde el eNodo B local al eNodo B (traspaso saliente). La versión 3GPP R8 no admite movilidad relacionada con CSG en el estado conectado. Solo las versiones 3GPP R9 y superiores pueden admitirla. En comparación con la macrocélula, la celda CSG en el estado conectado requiere que el UE agregue contenido de informes, incluida la verificación de acceso inicial, CGI/TAI, ID de CSG y otra información. Esta información se obtiene ordenando al UE que lea la información del sistema. la celda específica a través del eNodo B. .
1. Estado inactivo
(1) Saliente de la celda CSG a la macro celda
En las versiones R8 y R9 de 3GPP, el estado inactivo La movilidad hacia afuera de UE no es diferente de la reselección de celda ordinaria, es decir, los criterios del proceso para la reselección de UE de una celda CSG a una macro celda son exactamente los mismos que los criterios del proceso para la reselección de UE entre macro celdas, usando la comparación de prioridad de frecuencia y el proceso de clasificación R. .
(2) Reselección (entrante) de macro celda o celda CSG a celda CSG
Movilidad entrante de UE en estado inactivo. Un UE con capacidad CSG puede realizar movilidad a un grupo de usuarios suscritos basándose en el procedimiento de reselección de celda normal o utilizando la función de búsqueda automática. Para la celda de modo mixto en la versión 3GPP R9, cuando el UE es un abonado de la celda de modo mixto, el UE trata la celda como una celda CSG de modo cerrado cuando el UE no es un abonado de la celda híbrida; la UE trata a la célula como una comunidad celular normal.
①Función de búsqueda automática. La reselección de celdas entrantes puede basarse en la función de búsqueda automática del UE. La función de búsqueda automática determina cuándo/dónde busca el UE y no requiere asistencia de red para indicar qué frecuencias son específicas de CSG. Si el UE no pertenece a ningún CSG, la función de búsqueda automática está deshabilitada.
② Contenido de transmisión relacionado con CSG. Las células CSG pueden utilizar las mismas frecuencias que las macrocélulas. En el mismo punto de frecuencia portadora, si existen una celda CSG y una macrocelda al mismo tiempo, la portadora es una portadora híbrida. Para ayudar a la función de búsqueda en el operador híbrido, todas las celdas CSG en el operador híbrido transmiten el rango de identidad de la celda física (rango PCI) en la información del sistema. Estos rangos PCI están reservados por la red para celdas CSG y almacenados en la estación base.
En la misma PLMN, el UE puede guardar el último rango PCI recibido durante hasta 24 horas. Este rango se utiliza para ayudar al UE a volver a seleccionar automáticamente una celda CSG. El uso específico de estos rangos PCI por parte de la UE depende de su propia implementación.
③ Reglas especiales de reelección del CSG. Si el UE detecta una celda CSG en un punto de frecuencia diferente, y la celda tiene la mejor calidad de señal en este punto de frecuencia, y el UE pertenece al grupo cerrado de usuarios de la celda, el UE puede ignorar la clasificación y reselección de prioridad de frecuencia normal. reglas. Vuelva a seleccionar directamente a esta comunidad.
(3) Selección manual de CSG
Para unidades CSG/híbridas disponibles, se admite la función de selección manual.
La función de selección manual de CSG permite a los usuarios seleccionar un CSG para acceder. En la selección manual de CSG, el UE puede escanear todas las bandas de frecuencia soportadas basándose en la solicitud del usuario y mostrar al usuario el ID de CSG descubierto que pertenece a la PLMN registrada o el nombre del eNodo B local asociado (si lo transmite la célula CSG). Cuando el usuario selecciona un CSG, el UE filtrará el registro de ubicación de origen entre las celdas disponibles con el mismo CSG. Si la celda seleccionada es la celda CSG contratada del UE, el UE puede permanecer en esta celda.
En el proceso de selección manual de CSG, el UE puede registrar la ubicación de la celda cuyo ID de CSG no está en la lista de CSG disponibles en el lado del UE de la celda. El registro de ubicación del UE en la celda iniciará el proceso de actualización del área de seguimiento. Una vez que el lado de la red pasa el CSG para el grupo de usuarios suscritos del UE, el UE podrá permanecer en la celda y agregar el ID de CSG seleccionado a la lista de CSG disponibles.
2. Estado de la conexión
(1) El cambio saliente de la celda CSG a la macro celda
El cambio saliente del estado de la conexión es diferente al de las celdas 3PGR8 normales. La diferencia entre traspasos, es decir, el proceso de informe de parámetros de estado de conexión, el método de evaluación de traspasos y el proceso de traspasos siguen todas las mismas directrices de proceso que el traspaso de UE entre macrocélulas.
(2) Traspaso a la celda CSG (entrante)
①Características de la interfaz aérea
La movilidad entrante del estado de la conexión se basa en el proceso normal de informe de medición. Para conocer las especificaciones del informe de medición normal, consulte la Sección 7.2.3 de este libro. Después de recibir el mensaje de indicación de proximidad y el mensaje de informe de medición informado por el UE, el eNodo B selecciona una celda que cumple con los requisitos y la envía al UE para leer la información del sistema. En el sistema 3GPP R9, el número de puntos de frecuencia y celdas requeridos por el eNodo B para leer la información del sistema cada vez es igual a 1. La movilidad entrante requiere que el eNodo B emita un comando, y el UE no leerá la información del sistema utilizada para la movilidad entrante hasta que reciba el comando. El proceso de activación de la conmutación se muestra en la Figura 5?20.
El proceso específico se explica a continuación.
A. Informar de información de indicación de proximidad. Las células CSG visitadas previamente por el UE se retendrán en el propio UE para formar una lista de información de huellas dactilares. Cuando el UE detecta una huella digital en una lista de coincidencia de células, informará una indicación de proximidad a la red para notificar al nodo B de la proximidad del UE; a la inversa, cuando el UE detecte que la huella digital coincidente no cumple con los requisitos, también lo hará; informar una notificación de mensaje El UE del eNodo B está muy lejos.
El mensaje de indicación de proximidad no solo activa el UE para leer la información del sistema en la celda donde está configurada la medición, sino que también se utiliza para solicitar al eNodo B que configure la medición entre frecuencias pública para frecuencias entre frecuencias no configuradas. puntos para iniciar el informe de medición normal de puntos entre frecuencias.
B.eNode B configura el UE para leer información del sistema celular. El eNodo B sólo inicia el proceso de lectura entrante de información del sistema para células cuya tecnología de acceso inalámbrico relevante y calidad de señal cumplan con los requisitos en el punto de frecuencia transportado en el mensaje de indicación de proximidad. Esta restricción puede reducir la medición de celdas que no pertenecen a todos los grupos cerrados de usuarios del UE, ahorrando la propia carga de señalización de la interfaz aérea y de energía del UE.
C.c.UE lee la información del sistema de las celdas vecinas. Después de que el eNodo B indica al UE que lea la información del sistema de una determinada celda en función de los propósitos entrantes, el UE utiliza un espacio autónomo para leerla e informa la verificación de acceso inicial, CGI, TAI y CSG ID al eNodo B. El autónomo brecha El uso de una brecha diferente de la configuración de la red no está sujeto al control de programación del lado de la red y puede entrar en conflicto con los datos normales de enlace ascendente y descendente, lo cual debe ser resuelto por el propio UE. Siempre que la evaluación de traspaso no se realice con frecuencia, la experiencia del usuario de los servicios de voz en tiempo real no se verá afectada durante el proceso de evaluación de traspaso.
Decisión de transferencia del nodo B. Después de que el nodo B obtiene la información de la celda reportada por el UE, inicialmente comprende si la celda objetivo es la celda contratada del UE a través de la verificación de acceso inicial y otros métodos, y luego realiza las siguientes acciones. Sentencia de entrega y otros procesos.
Después de completar los cuatro pasos anteriores, una vez que la decisión de traspaso del eNodo B sea exitosa, el eNodo B enviará un mensaje de preparación de traspaso a la correspondiente celda del eNodo B de inicio. El proceso de preparación de traspaso posterior y el comportamiento de traspaso son los siguientes. mismos que los del sistema macro.
②Control de acceso
El control de acceso en modo conexión se puede dividir en control de acceso inicial y control de acceso final.
A.Control de acceso inicial. El control de acceso inicial se refiere a determinar si el UE puede acceder a la celda CSG objetivo en la etapa inicial del inicio del traspaso. El control de acceso inicial se implementa en el UE.
Es decir, el UE compara su propia lista de acceso permitido con el identificador CSG medido de la celda objetivo para determinar si el UE puede acceder al CSG al que pertenece la celda objetivo.
B.Control de acceso final. Dado que el UE no es completamente confiable, el lado de la red necesita realizar un control de acceso final basado en el control de acceso inicial. El nodo que implementa el control de acceso final es la MME. La información requerida para el control de acceso (CSG ID y modo de acceso) es proporcionada a la MME por el lado de origen y confirmada por el lado de destino. Si el lado objetivo es una celda CSG de modo mixto, la MME también necesita notificar al lado objetivo la información de membresía del UE, y el lado objetivo puede realizar diferentes controles de QoS en el UE. Si el lado objetivo determina que la información de ID de CSG proporcionada por el lado fuente es incorrecta, el proceso de transferencia se considera fallido cuando el objetivo es una celda CSG cerrada, cuando el objetivo es una celda CSG de modo mixto, el UE puede acceder; , pero debe notificar a la MME su CSG ID correcto.
③Cambiar ruta.
El eNodo B local puede conectarse a la MME a través del GW del eNodo B local. Por lo tanto, durante el proceso de traspaso, se requiere un mecanismo de enrutamiento correspondiente para enrutar la señalización de traspaso al GW del eNodo B local correcto. La versión de 3GPP R9 decidió direccionar el eNodo B GW local a través del mapeo entre el TAI y el identificador del eNodo B local GW (nota: diferentes eNodo B GW local no pueden tener el mismo TAI). La red TD-LTE es un sistema de sincronización de toda la red, que requiere estrictamente que todos los nodos mantengan la sincronización de la interfaz aérea. En una red de despliegue de eNodo B doméstico, existen problemas de sincronización entre los eNodos B domésticos y entre los eNodos B domésticos y las macroestaciones base. Mantener la sincronización en toda la red puede limitar al máximo la interferencia entre las subtramas de enlace ascendente y descendente de celdas adyacentes, lo que favorece la supresión de la interferencia entre celdas y reduce el impacto en la capacidad del sistema. Debido a consideraciones de costo, la selección de hardware clave, como osciladores de cristal, debe ser lo más baja posible. Los candidatos disponibles incluyen: sincronización del sistema de posicionamiento global (GPS), esquemas de sincronización de red basados en IEEE 1588 y esquemas de sincronización de interfaz aérea.
1.Sincronización GPS
Como sistema de cronometraje por satélite, el GPS requiere una antena para recibir señales de satélite. Para garantizar el funcionamiento normal del receptor GPS, se requiere que la antena tenga una buena vista del cielo y garantice que el receptor pueda recibir señales efectivas de más de tres satélites al mismo tiempo. Para sistemas de cobertura en interiores e implementaciones domésticas de eNode B en áreas densamente pobladas, es difícil garantizar que el receptor pueda recibir señales efectivas de más de tres satélites al mismo tiempo. Además, dado que la antena y el receptor están conectados mediante cables de radiofrecuencia (RF), las pérdidas en los cables limitarán la distancia entre el receptor y la antena, lo que aumentará el costo de las implementaciones domésticas del eNodo B.
2. Sincronización de red basada en IEEE 1588.
El protocolo IEEE 1588 es un protocolo de sincronización horaria precisa, y 1588v2 es su versión mejorada y optimizada para telecomunicaciones. IEEE 1588v2 calcula el desplazamiento de tiempo y el tiempo de permanencia introducidos por los dispositivos de red intermedios a través de la transmisión de mensajes entre dispositivos maestros y esclavos, reduciendo así el impacto del almacenamiento y reenvío en los paquetes de temporización y logrando una sincronización precisa de los relojes y horas maestro y esclavo. En una red real, la información de sincronización entre los nodos maestro y esclavo puede pasar a través de múltiples nodos, lo que requiere que cada nodo de la red tenga la función de medir/calibrar rutas y retrasos, es decir, cada nodo debe admitir la característica 1588v2. 1588v2 requiere soporte de hardware adicional.
3. Sincronización de la interfaz aérea
El principio de sincronización de la interfaz aérea del eNodo B doméstico TDD es relativamente simple, es decir, se basa en la detección del propio dispositivo eNodo B doméstico sin introducción. otras fuentes de señales de sincronización funcionan, ajustan la sincronización recibiendo señales de enlace descendente de células adyacentes y mantienen la precisión de la sincronización basándose en actualizaciones periódicas u otros medios. Cuando el eNodo B local está en un entorno relativamente cerrado y no puede recibir la señal de la macro estación base, sólo necesita lograr la sincronización entre las áreas cerradas del eNodo B local cuando el eNodo B local está dentro de la cobertura de la macro estación base; , la estación base del eNodo B doméstico debe sincronizarse con la macro estación base y su eNodo B doméstico adyacente. El principal problema de este método es cómo determinar el objeto de referencia para la sincronización, es decir, seleccionar la estación base con el precisión de sincronización más precisa entre muchas estaciones base vecinas para la sincronización. Esto es necesario que estos grupos de dispositivos sincronizados tengan características de autoorganización. Existen dos soluciones de sincronización de interfaz aérea para el estándar 3GPP R9 dw pts TDD Home e nodo B, que consisten en utilizar el GP largo del intervalo de tiempo piloto de enlace descendente para obtener la sincronización y utilizar el servicio de multidifusión de transmisión multimedia en una red de frecuencia única (MBSFN, Servicio multicast de difusión multimedia en red monofrecuencia) La subtrama monitoriza la señal de sincronización de la estación base de referencia.
Análisis de interferencias
Con la introducción de la nueva familia de nodos eNode B, la situación de interferencias en la red ha cambiado. Además de la interferencia entre las macrocélulas originales, también ha aumentado la interferencia entre el eNodo B local y la macrocélula y entre el eNodo B local y la célula del eNodo B local. A continuación se muestra un breve análisis del nuevo escenario de interferencia.
El nuevo escenario de interferencia es el siguiente.
(1) Interferencia del UE (macro UE) conectado a la macro estación base: Cuando el MUE está ubicado en el borde de la celda de la macro estación base, transmitirá con mayor potencia debido a la influencia de control de potencia. Si hay un eNodo B local cerca del MUE, el eNodo B local recibirá una fuerte interferencia. Esta interferencia es particularmente prominente en las células CSG.
(2) La interferencia del UE (HUE, Home UE) conectado al eNodo B doméstico a la macro estación base: dado que la distancia entre el HUE y el eNodo B doméstico es generalmente corta, su potencia de transmisión Generalmente es pequeño y el HUE tiene una pared entre él y la estación base macro, por lo que la interferencia a la estación base macro será menor.
(3) Interferencia de las estaciones base macro a Hue: debido a la alta potencia de transmisión de las estaciones base macro, Hue recibirá una gran interferencia cuando se ubique cerca de las estaciones base macro.
(4) Interferencia del eNodo B local al MUE: Cuando el MUE está ubicado cerca del eNodo B local, sufrirá un cierto grado de interferencia. Esta interferencia fue evidente en las células CSG.
(5) Interferencia de las macro estaciones base al eNodo B local: Esta interferencia solo existe cuando la celda del sistema TDD no está sincronizada. Dado que la potencia de transmisión de las macroestaciones base es muy alta, una vez que se produce la interferencia, el impacto será más grave.
(6)6) Interferencia desde el eNodo B local a la macro estación base: esta interferencia solo ocurre cuando las celdas del sistema TDD no están sincronizadas. Aunque la potencia de transmisión del eNodo B doméstico es baja, la densidad de implementación puede ser alta, por lo que una vez que ocurra, el impacto será más grave.
(7)7) Interferencia MUE en tono: Esta interferencia sólo existe cuando las células no están sincronizadas en el sistema TDD. Para la escena en la que MUE y Hue están en la misma habitación de la celda CSG, la interferencia será más grave.
(8) Interferencia de tono a MUE: Esta interferencia solo existe cuando las celdas del sistema TDD no están sincronizadas. Para la escena en la que MUE y Hue están en la misma habitación de la celda CSG, la interferencia será más grave.
(9) Interferencia de HUE al eNodo B local: cuando la ubicación de HUE es adyacente a la ubicación del eNodo B local, la interferencia será mayor cuando el número de células del eNodo B local sea grande y concentrado. , la interferencia será más grave. Por lo tanto, para escenarios de edificios de apartamentos con una alta densidad de implementación del Nodo B del Hogar E, la interferencia será más grave.
(10) Interferencia de la casa y del nodo B en el tono: similar a la interferencia anterior, la interferencia será más grave para la escena del edificio de apartamentos.
(11) Interferencia del eNodo B local: Esta interferencia sólo existe cuando la celda del sistema TDD no está sincronizada. En el caso de los edificios de apartamentos, la interferencia será más grave.
(12)Interferencia HUE a HUE: Esta interferencia sólo existe cuando la celda del sistema TDD no está sincronizada. En el caso de los edificios de apartamentos, la interferencia será más grave.
Como se mencionó anteriormente, se requiere una sincronización estricta entre el eNodo B doméstico y la macro estación base y entre el eNodo B doméstico y el eNodo B doméstico, por lo que los escenarios de interferencia 5, 6, 7, 8, 11 y 12 solo están en Ocurre cuando falla el mecanismo de sincronización y la probabilidad de que ocurra es muy baja. Por lo tanto, los esquemas de control de interferencia pertinentes están dirigidos principalmente a los escenarios de interferencia 1 y 12.
Seguridad del sistema
Al igual que el sistema LTE, la seguridad del eNodo B doméstico también se divide en los siguientes cinco niveles.
(1) Seguridad de la capa de acceso del eNodo B doméstico (1): el acceso aquí no se refiere al acceso a la interfaz aérea, sino que se refiere a la seguridad del acceso del eNodo B doméstico a la red del operador, incluida Autenticación del eNodo B doméstico con la red (autenticación del dispositivo), establecimiento de un canal seguro entre el eNodo B doméstico y SeGW, mecanismo de autorización y bloqueo de ubicación del eNodo B doméstico, etc.
(2) Seguridad a nivel de red (ii): Comunicación segura entre SEGW y CN.
(3) Seguridad a nivel empresarial del eNodo B doméstico (3): comunicación segura entre el eNodo B doméstico y entidades relacionadas con el negocio/servidores comerciales en el CN, como la descarga de software y datos de configuración del Servidor OAM, etc. Debería ser seguro.
(4) Nivel de seguridad de control de acceso de UE (iv): el eNodo B inicial y CN implementan el mecanismo de seguridad para el control de acceso de UE.
(5) Nivel de seguridad de acceso UE (V): Igual que la macrocelda, se proporciona una descripción detallada en la Sección 4.7 de este libro.
La seguridad relacionada con el eNodo B del hogar incluye los siguientes tres aspectos.
(1) Autenticación del dispositivo eNode B doméstico: requerida; use EAP-AKA (Acuerdo de clave y autenticación de protocolo de autenticación extensible) o método de certificado, método de autenticación EAP-AKA del dispositivo eNode B doméstico. El proceso de certificación es el siguiente. la documentación [13]. El proceso de autenticación basado en el certificado IKEv2 (Internet Key Exchange) sigue el documento [14], y el procesamiento y formato del certificado sigue el documento [15].
(2) Autenticación del host del eNodo B local: Opcional; se refiere a la autenticación del host del eNodo B local, como la autenticación de la tarjeta SIM que contiene información del usuario. La autenticación de host solo utiliza el modo EAP-AKA.
(3) Autenticación UE en el eNodo B local: no hay diferencia con la autenticación UE en estaciones base macro tradicionales.