LTE切换信令流程

LTE根本切换流程

2015/08/04

关德健学习目标掌握LTE切换的过程加深对切换流程的理解2024/3/192切换的定义当正在使用网络效劳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效劳的质量，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。切换的目的切换种类切换分为三种1.站内切换2.站间X2口切换3.站间S1口切换2024/3/194切换步骤切换分为三步：1切换准备2切换执行3切换完成2024/3/195切换的触发原因覆盖负载业务基于覆盖的切换：用来保证移动期间业务的连续性，这是切换的最根本作用，每种通信制式都类似；基于负载的切换：考虑到实际环境中由于用户及业务分布不均匀，导致有的小区负载很重，但周边小区负载较轻，这时就可以通过基于负载的切换，把业务分担到周边负载较轻的小区，实现负荷的分担。这一点和UMTS有些不同，在UMTS中，根本不用同频负载平衡功能，更多的是通过异系统和异频负载均衡来进行负荷分担。当然，在存在异频和异系统情况下，LTE也可以支持异频异系统的负荷分担功能。基于业务的切换：假设UMTS和LTE共存，为了保证LTE系统为高速率数据业务效劳，可以采用基于业务切换的功能，把语音用户切换到UMTS网络。这个功能在UMTS中也支持，可以把语音用户切换到GSM，而UMTS主要提供数据业务功能。2024/3/196LTE切换上报的方式LTE中的切换是硬切换。LTE中没有“空闲切换”、“接入切换”，与之对应的是“小区重选”。LTE切换时需要UE上报测量的结果〔包括RSRP，RSRQ等〕，而上报又分为周期性上报和事件触发的上报。

周期性上报由基站配置，UE直接上报测量的结果。事件触发的上报又分为同频系统的事件和异频系统间的事件2024/3/197LTE切换事件系统内：1.

事件A1，效劳小区好于绝对门限；这个事件可以用来关闭某些小区间的测量。

关闭异拼异系统测量。2.

事件A2，效劳小区差于绝对门限；这个事件可以用来开启某些小区间的测量，因为这个事件发生后可能发生切换等操作。

开启异拼异系统测量3.

事件A3，邻居小区好于效劳小区；这个事件发生可以用来决定UE是否切换到邻居小区。

4.

事件A4，邻居小区好于绝对门限；

5.

事件A5，效劳小区差于一个绝对门限且邻小区好于一个绝对门限；这个事件也可以用来支持切换。系统间：1.事件B1(InterRATneighbourbecomesbetterthanthreshold)：表示异系统邻区质量高于一定门限，满足此条件事件被上报时，源eNodeB启动异系统切换请求；类似于UMTS的3C事件。2.事件B2(Servingbecomesworsethanthreshold1andinterRATneighbourbecomesbetterthanthreshold2)：表示效劳小区质量低于一定门限并且异系统邻区质量高于一定门限。2024/3/198触发随机接入的场景UE初始接入UE无线链路失败的重建立切换上行数据到达，上行失步下行数据到达，上行失步定位关于RA-RNTI和C-RNTI的区别C-RNTI:小区无线网络临时标识，由基站分配给UE的一个动态标识，唯一标识了一个小区空口下的UE，只有处于连接态下的UE，C-RNTI才有效。〔T-RNTI是临时的C-RNTI，连接态建立后T-RNTI会晋升为正式的C-RNTI〕GUTI:在网络中唯一标识UE，可以减少IMSI、IMEI等用户私有参数暴露在网络传输中。GUTI由核心网分配的一个动态标识。只有在EPC注册同时附着MME的UE，GUTI才有效。存储在UE和MME中。在attachaccept,TAUaccept,RAUaccept等消息中带给UE。第一次attach时UE携带IMSI，而之后MME会将IMSI和GUTI进行一个对应，以后就一直用GUTI，通过attachaccept带给UE。在同一个MME下,GUTI与M-TMSI一致。RA-RNTI:接入用-无线网络临时标识，收端UE知道自己之前Preamble的发送位置，通过计算可以检测PDCCH上是否有自己对应的RA-RNTI；有，那么说明接入被响应。〔一条MSG2可以响应多个MSG1，利用RA-RNTI找UE〕切换过程中的非竞争性随机接入定时器T304

等待切换成功定时器：T304

定时器含义：在“E-UTRAN内切换”和“切换入E-UTRAN的系统间切换”的情况下，UE在收到带有“mobilityControlInfo”的RRC连接重配置消息时启动定时器，在完成新小区的随机接入后停止定时器；定时器超时后UE需恢复原小区配置并发起RRC重建请求。用于系统内切换，该值设置过大会导致切换失败无法及时回退并发起RRC连接重建过程。T300系列定时器还有T300和T3012024/3/1912切换，重选，重定向，FR的区别3G联机LTE联机2G联机LTE联机3G待机LTE待机2G待机2024/3/1913异系统切换重定向FR重选切换FR，也可以理解为重定向切换信令流程1.站内切换当UE所在的源小区和要切换的目标小区同属一个eNB时，发生eNB内切换。eNB内切换是各种情形中最为简单的一种，因为切换过程中不涉及eNB与eNB之间的信息交互，也就是X2、S1接口上没有信令操作，只是在一个eNB内的两个小区之间进行资源配置，所以基站在内部进行判决，并且不需要向核心网申请更换数据传输路径。2024/3/1914UE

源小区目标小区MeasurementReportHOdecision目标小区准入RRCConnectionReconfigurationRRCConnectionReconfigurationCompleteRELEASERESOURCERRCConnectionReconfigurationRRCConnectionReconfigurationComplete2.站间X2口切换1.①到⑤是切换准备2.⑥到⑩是切换执行3.⑪到⑬是切换完成2024/3/1915UE源EnodeB目标EnodeBMMEMeasurementReportHOdecisionhandoverrequesthandoverrequestacknowledgeRRCConnectionReconfigurationRRCConnectionReconfigrationCompletepathswitchrequestpathswitchrequestacknowledgeRELEASERESOURCEUEcontextrelease启动T304定时器目标小区准入RRCConnectionReconfigurationRRCConnectionReconfigrationCompleteSNstatustransferMSG2MSG13.站间S1口切换1.①到⑥是切换准备2.⑦到⑫是切换执行3.⑬到⑰是切换完成2024/3/1916UE源EnodeB目标EnodeBMMEMeasurementReportHOdecisionhandoverrequesthandoverrequestacknowledgeRRCConnectionReconfigurationRRCConnectionReconfigrationCompletepathswitchrequestpathswitchrequestacknowledgeRELEASERESOURCEhandoverrequiredhandovercommandhandovernotifyUEcontextreleasecmdUEcontextreleasecomplete目标小区准入RRCConnectionReconfigurationRRCConnectionReconfigrationCompleteMSG1MSG2MMEstatustransferEnodebstatustransfer非竞争性随机接入X2口切换和S1口切换的比较ENDB(源)UEMMEENDB(目)ENDB(源)UEMMEENDB(目)X2S1S1UUUUS1S1HandoverRequest是可以直接通过X2口发送给目标ENDB的HandoverRequest只能通过MME转发给目标ENDB了，因为没有X2口相连X2口切换和S1口切换的比较站间X2口切换站间S1口切换2024/3/1918从上面比照图可以明显看出，S1接口切换信令比X2接口切换信令少3条。判决切换比照：S1接口切换需要2条信令，多出eNB1向MME发送handoverRequire消息。而X2接口切换只需要1条信令就能完成。资源分配阶段：S1接口切换中MME向eNB2发送切换请求消息，eNB2回复MME切换请求ACK消息，之后MME再向eNB1下发切换命令，经过3条信令。而X2接口切换中，eNB1直接向eNB2发送切换请求消息，eNB2回复eNB1切换请求ACK消息。只经过2条信令。切换完成过程：如果从RRCConnectionReconfiguration信令算为切换开始，到RRCConnectionReconfigurationComplete信令为切换完成。由上面比照图可以发现，S1接口切换中，eNB1向eNB2发送Statustransfer消息要比在X2接口切换中多1条信令。即，X2中eNB1直接向eNB2发送Statustransfer消息，而S1中eNB1需要先向MME发送Statustransfer消息，然后MME再向eNB2发送该消息。UE删除实例过程：该过程虽然内容不尽相同，但经过3条信令。在时延上没有太大差异。根据以上分析可以发现：总体上，S1接口切换要比X2接口切换信令更复杂，信令流程更长，直接导致在时延上的劣势。所以在条件允许的情况下，我们应该尽量选择X2切换，以提高用户感知度，降低切换失败发生的概率。2024/3/1919切换过程中的参数同频A3(2dB)异频A4(A1:-105;A2:-109)门限T304定时器MS-MS大于偏置加上迟滞A3事件触发的判决公式Mn-Hys>Ms+OffMn-Ms>