LTE 切换信令详解切换信令详解供学习参考2013内容l切换含义和目的l切换分类l切换判决准备l切换步骤l切换信令lLTE切换过程中的数据切换切换含义和目的l当正在使用网络服务的用户从一个小区移动到另一个小区，或由于无线传输业务负荷量调整、激活操作维护、设备故障等原因，为了保证通信的连续性和服务的质量，系统要将该用户与原小区的通信链路转换到新的小区上，这个过程就是切换。内容l切换含义和目的l切换分类l切换判决准备l切换步骤l切换信令lLTE切换过程中的数据切换切换分类lE-UTRAN系统内切换站内切换p该切换不涉及S1、X2接口站间切换p基于X2接口的切换两基站间配置了X2接口，且传输正常p基于S1接口的切换两基站没有配置X2接口或X2接口故障两基站跨MMEl跨RAT切换切换到UTRAN系统切换到GERAN系统内容l切换含义和目的l切换分类l切换判决准备l切换步骤l切换信令lLTE切换过程中的数据切换切换判决准备l切换判决准备 -测控及测报基站根据不同的需要利用移动性管理算法给UE下发不同种类的测量任务，在RRC重配消息中携带measConfig信元给UE下发测量配置。UE收到配置后，对测量对象实施测量，并用测量上报标准进行结果评估，当评估测量结果满足上报标准后向基站发送相应的测量报告 基站通过终端上报的测量报告决策是否执行切换MEASUREMENTmeasConfig包含以下内容：l测量对象：l报告配置报告标准：该标准触发UE发送一条测量报告。这可以是周期性或者单一事件的描述。报告格式：在测量报告中UE包含的量以及相关的信息（例如报告小区的数量）l测量标识l数量配置l测量间隔UE进行测量的周期MEASCONFIG主要IE：measObject：测量对象reportConfig：报告配置measID：测量标识quantityConfig：数量配置s-measure：服务小区测量门限EVENTl系统内：Event1A:对比门限条件服务变好Event2A:对比门限条件服务变差Event3A:邻区比服务区更佳Event4A:邻区比门限更佳Event5A:服务区比threshold1变差而邻区比threshold2更佳l系统间：EventB1:（RAT外邻区比门限更佳）EventB2:（服务区比threshold1变差而RAT外邻区比threshold2更佳）测量报告lmeasurementReport主要IE： - measID：测量标识 - measResultServCell：服务小区测量结果 - measResultNeighCell：邻小区测量结果内容l切换含义和目的l切换分类l切换判决准备l切换步骤l切换信令lLTE切换过程中的数据切换切换步骤l切换步骤切换准备：目标网络完成资源预留切换执行：源基站通知UE执行切换；UE在目标基站上连接完成切换完成：源基站释放资源、链路，删除用户信息切换命令(1)lRrcConnectionReconfiguration消息中包含IEmobilityControlInfotargetPhysCellId：目标小区的物理小区IDcarrierFreq：载频(如果没包含此IE，则认为目标小区处在当前的频率上）t304：T304定时器newUE-Identity：新的UE标识切换命令(2)lMobilityFromEUTRACommand消息中包含的主要IE：-purpose (“handover” or “cell change order”) - targetRAT-Type (“utran”、“geran” 、“cdma2000-1XRTT、“cdma2000-HRPD”)切换，即，MobilityFromEUTRACommand消息包含目标小区内已经分配给UE的无线资源；小区变换命令，即，MobilityFromEUTRACommand消息包含有助于接入目标小区和/或在目标小区内连接建立的信息，例如systemInformation，小区变换命令只适用于GERAN和增强的CS回退到CDMA2000-1xRTT。内容l切换含义和目的l切换分类l切换判决准备l切换步骤l切换信令lLTE切换过程中的数据切换同一ENB内的切换UEeNBMeasurementreportRrcconnectionreconfigurationRrcconnectionreconfigurationcomplete站间基于X2接口的切换源eNB目标eNBMMEUE1、Measurementreport2、Handoverrequest3、HandoverrequestACK4、RRCconnectionreconfiguration6、RRCconnectionreconfigurationcomplete7、Pathswitchrequest10、PathswitchrequestACK11、UEcontextrelease5、SNStatusTransferSourceS-GW8、MODIFYBEARERREQUEST9、MODIFYBEARERRESPONSE站间基于X2接口的切换1.UE按照测量配置上报measurementreport，源eNB根据报告进行判决，判决发生eNB间切换。2.源eNB发送handoverrequest消息给目标eNB，请求目标eNB进行切换准备。3.目标小区资源准备成功后，向源eNB发送handoverrequestACK消息，指示目标eNB切换准备工作已经完成。4.源eNB发送携带了IE mobilityControlInfo 的RRC连接重配消息给UE，命令UE执行切换。5.源eNB发送SNStatusTransfer给目标eNB，对于PDCPSN和HFN状态被保存的每一个eRAB，传递上行PDCP-SN和HFN的接收状态，下行PDCP-SN和HFN的发送状态。6.当UE接入到目标小区时，向目标小区发送RRCConnectionReconfigurationComplete。向目标eNB指示UE切换已经成功。7.目标eNB发送Pathswitchrequest消息给MME，通知MMEUE的接入小区已经改变。请求更新业务数据通道的节点地址。8.MME发送MODIFYBEARERREQUEST消息给源S-GW9.源S-GW返回MODIFYBEARERRESPONSE消息给MME10.MME返回Pathswitchrequest的确认消息PathswitchrequestACK给目标eNB。表示 可以在新的SAE承载上进行业务通信。11.目标eNB发送UEcontextrelease消息给源eNB，通知源eNB已经 切换成功，触发源eNB释放资源。HANDOVER REQUEST主要IE：UE-X2AP-IDECGIGUMMEICause：原因UE-contextInformation：UE上下文信息UE-HistoryInformation：UE历史信息TraceActivation：UE-CONTEXTINFORMATIONHANDOVER REQUEST ACKSN STATUS TRANSFERl对于PDCPSN和HFN状态被保存的每一个SAE承载，在X2接口切换时，从源eNB到目标eNB传送上行PDCP-SN和HFN的接收状态，下行PDCP-SN和HFN的发送状态 。PATH SWITCH REQUESTl路径转换请求的目的是请求将下行GTP隧道转换到新的GTP隧道终结点。UE上下文释放MME内的切换l目标eNodeB向MME发送PathSwitchRequest消息通知终端已改变了Cell，MME决定是否改变业务网关。SGW不更新MME向业务网关发送MODIFYBEARERREQEUST消息，业务网关将用户位置信息通过MODIFYBEARERREQEUST消息传递给给PDN网关。SGW更新MME向目标业务网关发送CreateBearerRequest建立新的承载。MME向源业务网关发送DeleteBearerRequest释放原有的承载。站间S1接口的切换（MME内）UEMME目标eNB源eNBMeasurementreportHandoverrequiredHandoverrequestHandoverrequestACKHandovercommandRRCconnectionreconfigurationeNBStatusTransferMMEStatusTransferRRCconnectionreconfigurationcompleteHandoverNotifyUEContextreleaseUEcontextreleasecompleteENB侧信令l源eNB侧的信令l目标eNB侧的信令站间S1接口的切换（MME间）UE源MME目标eNB源eNB目标MME1、Measurementreport2、Handoverrequired3、Forwardrelocationrequest4、Handoverrequest5、HandoverrequestACK6、Forwardrelocationrequestresponse7、Handovercommand8、RRCconnectionreconfiguration9、eNBStatusTransfer11、MMEStatusTransfer11、RRCconnectionreconfigurationcomplete12、HandoverNotify10、PDCPStatusTransfer13、Forwardrelocationrequestcomplete14、ForwardrelocationrequestcompleteACK15、UEContextreleasecommand16、UEContextreleasecommpeleHANDOVER PREPARATIONl切换准备的目的是经过EPC，请求目的端准备切换资源HANDOVER REQUIREDHANDOVER RESOURCE ALLOCTIONl切换资源分配的目的是在目标eNB为切换的UE预留资源成功操作失败操作HANDOVER NOTIFYl切换通知的目的是通知MME，UE已经到达目标小区，S1切换已经成功完成。l主要IE：MME UE S1AP IDeNB UE S1AP IDE-UTRAN CGI：包括PLMNID和 CELLIDTAI：包括PLMNID和 TACHANDOVER CANCELLATIONl切换取消过程的目的是使源eNB取消正在进行的切换。l条件：源eNB仍没有触发执行Uu口的切换过程。已经触发执行切换后，UE返回源eNB，并通过向eNB传送RRC消息指明UE将源eNB视为服务eNB。PS系统间切换(TO UTRAN)UESGSNMMEeNBRNC1、Measurementreport2、Handoverrequired3、ForwardRelocationrequest4、Relocationrequest8、MobilityfromEUTRAcommand7、Handovercommand5、RelocationrequestACK6、ForwardRelocationresponse9、HandovertoUTRANcomplete10、relocationcomplete11、forwardrelocationcomplete12、forwardrelocationcompleteACK13、ReleaseresourcesPS系统间切换(TO UTRAN)1.UE发送Measurementreport给eNB，eNB根据报告内容和RRM信息决定是否执行切换2.源eNB发出消息HandoverRequired（S1APID，Cause,TargetRNCID，SourceeNBID，SourcetoTargetTransparentContainer）传给源MME，请求核心网在目标RNC,SGSN和S-GW建立承载资源。3.源MME发起Handoverresourceallocation流程，向目的SGSN发送消息ForwardRelocationRequest（IMSI,TargetID,MMContext,PDNConnect,MMETunnelEndpointIDforControlPlane,MMEAddressforControlPlane,SourcetoTargetTransparentContainer,RANCause,）4.目标SGSN发送消息RelocationRequest（UEID,Cause,CNDomainIndication,SourcetoTargetTransparentContainer），请求目标RNC建立无线网络资源（RABs）5.目标RNC分配资源并向目标SGSN发送消息RelocationRequestAcknowledge（TargettoSourceTransparentContainer,RABssetuplist,RABsfailedtosetuplist）返回应用参数。6.目的SGSN向源MME发送消息ForwardRelocationResponse（Cause，SGSNTunnelEndpointIDforControlPlane,SGSNAddressforControlPlane,TargettoSourceTransparentContainer,RABsetupinformation）。7.源MME向源eNB发送消息HandoverCommand（TargettoSourceTransparentContainer,BearersSubjecttoDataForwardingList），通知eNB切换准备阶段完成。8.源eNB通过消息HOfromE-UTRANCommand向UE发送切换到目标的指令，准备阶段目标RNC建立的无线参数在该消息中透传到UE。PS系统间切换(TO UTRAN)9.UE接入到目标小区，向RNC发送HandovertoUTRANcomplete消息完成UE切换10.如果和UE交互RNC-ID+S-RNTI成功，目标RNC发送消息RelocationComplete通知目标SGSN,UE从E-UTRAN到RNC的切换完成。收到消息后，SGSN准备从目标RNC接收数据，并将收到的数据包直接传递到S-GW。11.目标SGSN在获知UE已经在目标侧接入后，向源MME发送消息ForwardRelocationComplete（ISRActivated,S-GWchanged）通知切换完成。12.MME收到ForwardRelocationComplete消息后，返回一条确认消息ForwardRelocationCompleteACK。13.至此，整个切换已成功，释放源eNB侧与UE上下文相关的资源。CS系统间切换（TO GERAN)CS域系统间切换（TO GERAN)CS域系统间切换（TO UTRAN)内容l切换含义和目的l切换分类l切换判决准备l切换步骤l切换信令lLTE 切换过程中的数据切换LTE 切换过程中的数据切换l根据无线承载（radiobearer）的QoS要求的不同，可分为以下两种切换：无缝切换：应用于对于时间延迟有严格要求，而对误包率（丢包率）具有相对容忍度的一些应用（比如语音）。无缝切换主要应用于控制面的无线承载（SRB）以及用户数据面RLCUM模式的无线承载。无损切换：主要用于RLC AM模式的无线承载，典型的例子如FTP下载，PDCPSDU传输的丢失可能对上层协议（TCP）的吞吐量有较大的影响，相反，对于时间延迟不象实时应用那样敏感。无缝切换l下行数据处理：下行数据处理：源eNB将以下数据转发给目标eNB1.尚未进行传输的PDCPSDU2.经S1接口转发下来尚未进行PDCP处理的下行数据已经完成PDCPSDU传输的下行数据，则无需转发给目标eNB。已经进行了部分PDCPSDU的传输，但尚存部分RLCPDU的数据，源eNB会将剩余的RLCPDU丢弃，这部分PDCPSDU的数据将会丢失。目标eNB侧，会将PDCP的SN和HFN重新置为零。同时，目标eNB在传输经由S1接口的下行数据之前，会优先传输源eNB通过X2接口转发过来的下行数据。（SGW在将下行通道切换到目标eNB之前会向源eNB发送“EndMarker”数据包。源eNodeB会将此数据包转发给目标eNB。目标eNB据此可以获知源eNB转发数据的结束。）无缝切换l上行的PDCPSDU数据处理对于已经在源eNodeB中完成传输的数据，UE不会在目标eNodeB中重新发送。相反，在目标eNodeB中，UE将传输那些尚未在源eNodeB中传输的PDCPSDU数据。源eNodeB将所有接收到的PDCPSDU上行数据转发给SGW，其中可能包括有失序的PDCPSDU。对于无法组装成PDCPSDU的部分RLCPDU，源eNodeB将把他们丢弃。也就是说，源eNodeB并不将上行数据的RLC上下文转发给目标eNodeB，这部分对应的PDCPSDU上行数据将会丢失。无损切换l上行数据处理无损切换l下行数据处理Thank you