5G高速移动性

目前在LTE中，空闲和连接模式移动性都基于UE 下行测量。对于连接态模式，将测量结果报告给网络，网络随后命令UE在需要时执行切换。在空闲模式下，UE自主地改变小区，而不需要与网络交互。

在所考虑的场景下，NR的关键特征或KPI是可靠性/可用性和用户体验。这些KPI受空闲模式和连接模式下的小区更改延迟的影响很大，通常需要将其最小化。长小区切换时间可能会影响UE寻呼接收，并且在连接模式下，长切换时间可能会影响网络调度UE的能力。

因此，最小化切换时间是有益的，但通常在UE侧或网络侧都是有代价的。例如，一种简单的方法是，网络不会在连接模式下使用DRX，这显然会增加UE功耗。在空闲模式下，网络可以使用最短的寻呼周期——即使引入较短的周期也可能被认为是简单的解决方案。同样，这可能会对UE功耗产生负面影响。

小区变化潜伏期不是与实际移动性流程相关的唯一因素。时延还受到来自UE侧的小区检测和测量过程的延迟的显著影响。这些延迟显然取决于多个因素，如小区同步信号设计、必要测量信号的设计以及最终UE性能延迟。此外，整体移动性和要求也可能会影响。在NR的上下文中，重要的是要考虑与波束相关的程序，以支持两种不同结构的单波束和多波束部署。

以下两幅图说明了LTE中采用的基本设计方法。图1说明了寻呼接收的预期LTE空闲操作——了解到寻呼周期和“DRX”周期是对齐的（相同）。在LTE中，测量和小区检测过程的调度留给UE实现，但是假设这些与其他RX活动（例如寻呼检测）一起完成似乎是可行的

图2说明了C-DRX和同步PDCCH监控要求（持续时间）以及小区检测和测量要求。在空闲模式的情况下，测量的详细调度留给UE。

LTE需求的设计是为了实现这种同步操作，并在实现中使用这种同步部署。即，UE寻呼和PDCCH监控需求（C-DRX）以及UE小区检测和测量需求根据考虑的RX活动周期进行扩展。类似的方法应作为NR的起点，以实现良好的UE节能机会。应当注意，上述过程本身并不影响eNB功耗，除非作为基线，LTE中的eNB预期将连续发送下行同步和参考信号。NR还应在早期阶段考虑基站功耗。

以下结果显示了UE在高速条件下以及在应用此类解决方案时在C-DRX中的模拟结果。假设速度为350km/h，不同的负载条件和0（无DRX）、160、320和640ms的不同C-DRX循环。考虑两个不同的UE假设，以评估影响从1）小区检测延迟和2）测量延迟：

1） 小区检测延迟为1，测量延迟为2个DRX/测量周期

2） 小区检测延迟为5，测量延迟为3个DRX/测量周期

在图3中，可以看到每秒每个呼叫的成功切换次数和每次成功切换的乒乓次数。

可以看出，当延迟较短、负载较低且DRX较短时，成功切换的数量确实随着UE小区检测和测量性能而略有变化。原因是在这种情况下，乒乓切换的数量也在增加。

在图4中，将中断时间显示为DRX、小区检测和测量延迟以及负载的函数。正如预期的那样，当在小区检测和测量中具有最长的UE延迟并结合长DRX时，中断时间最长。

 在图5中，展示了相同场景的UE中断部分。在最坏的情况下，中断时间为4%，而在其他情况下，可以将此时间保持在1%以下。应注意的是，由于这是高速情况，因此未使用任何测量阈值。

所以，小区检测延迟和测量延迟对整体切换性能起着重要作用。较长的小区检测和测量延迟会增加中断时间（在中等负载下）。

此外，实际的小区切换时间，即寻呼接收或接入流程可能之前任何必要的SIB读取所需的时间，将增加到总中断时间中。

众所周知，至少减少测量延迟的一种方法是增加测量带宽。如何提高小区检测延迟取决于同步设计。

在上行移动性方面，人们需要考虑上行移动性是针对所有状态还是受限于某些状态。例如，众所周知，LTE空闲模式移动性仅基于下行测量和UE自主小区变化。在现有下行过程之外添加UE 上行传输只会增加UE功耗，因为UE在任何情况下都需要能够与下行同步。在NR上下文中，这也意味着与波束同步，至少在多波束部署的情况下是如此。此外，上行移动性将增加对eNB侧的要求。eNB将必须监听空闲模式UE上行移动信令。例如，在高速情况下，每列高速列车最多可容纳1000名乘客。保持容量和处理来自同时改变小区/区域的1000个设备的上行移动性信号可能成为容量瓶颈。

在下图中，每次发送上行移动性信号时，所看到的上行移动性所必需的，说明了UE和eNB活动。

当UE进入需要UE发送上行移动性信号的新小区/区域时，UE将首先需要与小区下行信号同步。根据所考虑的部署，这也可能意味着建立与基站下行波束的某种关联。通常，这之后是UE读取接入小区所需的sib。还可以认为，这是不需要的，并且UE将不需要来自小区/区域的任何附加或很少的信息。一旦获得所需的信息，并且UE充分同步以满足上行发射精度，UE将发射上行移动性信号。注意，特别是在不能假设互易性的场景中，UE将需要发送该信息，以便它可以被基站中的适当波束接收。在上行传输之后，UE将被要求在下行中监听一段时间，以便能够接收潜在eNB应答。上行信号可能需要特定于UE。因此，在空闲状态或类似状态下，基于上行的移动性所能带来的好处在收益方面可能值得怀疑。

在非活动（空闲）以外的其他状态下，例如激活状态，上行移动性可能会带来好处。假设处于激活状态的UE无论如何都在持续地发送和接收将可能的基于上行移动性的信号添加到其他上行业务的额外负担可能相当小。这种上行信号可以通过网络进行移动，也可以以不同的方式使用。