TD-LTE切换过程介绍

1、一.TD-LT 舔统的切换技术1.TD-LT 助换概述作为 TD-SCDM 颇进技术的 TD-LTE （统， 可以采用快速硬切换方法实现不同频段之间以及各系统间的切换， 从而更好地实现地域覆盖和无缝切换， 并且实现与现有 3GPP 和非 3GPP的兼容。 软切换由于设备复杂度高、 定时难度大， 会带来较高处理能力的需求， 因而未被采用。核心网的设计也发生了相应的改变，增加了系统架构演进（SAE 和 3GP 琳块，实现了 LTE 系统与 3GPPW 非 3GPP 系统切换的兼容。切换过程都会被分为 4 个步骤：测量、上报、判决和执行。接收功率、误比特率和链路距离都能够作为测量标准从而进行理论上的

2、估计和相应的处理。TD-LTE 系统的切换是 UE 辅助的硬切换， 他和 FDD-LT 映切换的最大区别在于： 在 TD-LTE导频信号是在一个特殊的时隙上进行传输，而 FDD-LTE 系统中导频信道则占用一整个帧长度，所以基于导频信道的测量标准对于 TD-LT 既说并不是那么精确。 所以又 t 于 TD-LTE 勺测量，还需要结合信道质量、UE 的位置和导频信号强度来进行。2 .切换类型在连接模式下的 E-UTRAN 内切换是终端辅助网络控制的切换。切换主要分成切换准备、切换执行和切换完成 3 个部分，详细说明见后。其中 eNB 包括以下几种切换：a.基于无线质量的切换通常进行此类切换的原因

3、是： UE 的测量报告显示出存在比当前服务小区信道质量更好的邻小区。b.基于无线接入技术覆盖的切换此类切换是在 UE 丢失当前无线接入技术（RAT 覆盖从而连接到其他 RAT 的情况下产生的。例如，一个 UE 远离了城市区域从而丢失 TD-LTE盖，网络就会切换到 UE 检测到的质量次好的 RAT 如通用移动通信系统（UMTS 域者全球移动通信系统（GSM）。cSt 于负载情况的切换此类切换用于当一个给定小区过载时，尽量平衡属于同一操作者的不同 RAT 间的负载状况。例如，如果当一个 TD-LT 曰、区非常拥挤，一些用户就需要转移到相邻 TD-LTE小区或是相邻 UMTS 小区中。3 .切换过

4、程a.切换准备：源 eNB 根据漫游限制配置 UE 的测量报告，UE 根据预定的测量规则发送报告； 源 eNB 根据报告及 RRM 信息决定 UE 是否需要切换。 当需要切换时， 源 eNB 向目标 eNB发送切换请求；目标 eNB 根据收到的 QoS 信息执行接纳控制，并返回至 ACKb.切换执行：源 eNB 向 UE 发送切换指令，UE 接到后进行切换并同步到目标 eNB;网络对同步进行响应，当 UE 成功接入目标 eNB 后，向目标 eNB 发送切换确认消息。c.切换完成：MME 向 S-GW 发送用户面更新请求，用户面切换下行路径到目标侧；目标eNB 通知源 eNB 释放原先占用的资源

5、。切换过程完成。4 .切换判决标准切换测量在切换算法中占有着重要的地位，UE 的测量报告对 eNB 的切换决策具有关键作用，在 LTE 标准中定义的切换测量和判决的相应标准为：a.参考信号接收功率（RSRP）即对于需要考虑的小区，在需要考虑的测量频带上，承载小区专属参考信号的电磁波干扰（RE 功率贡献（以 W 为单位）的线性平均值。b.切换滞后差值(HOM):即当前服务小区与相邻小区的 RSRPS 值，该值可根据通信环境不同而自行设定，具大小决定了切换时延长短。c.触发时长(TTT):即在此段时间内必须持续满足某一 HOM 条件才能进行切换判决，TTT可以有效防止切换中“乒乓效应”的发生。下面

6、介绍 LTE 中的切换算法：UE 监测所有被测小区经过滤波器后的 RSRP 并给服务小区的 eNB 发送测量报告。当下面的条件在给定的 TTT 内持续被满足时，eNB 将对 UE 进行切换。UE 根据他的速度来设定TTT 参数。 RSRPT目标小区的参考信号接收功率， 而 RSRPS!服务小区的参考信号接收功率。RSRPTRSRPS+HOM下图描述了该切换算法的一个重要实例：eNB 使用网络内部程序开始准备将 UE 切换到新的目标小区。假设目标小区总有足够的资源给将要切换过来的 UE。准备时间被建模为一个常数协议延迟， 在图中表示为 P。 准备完成之后， 服务小区在下行向 UE 发送切换命令消

7、息。:.TD-LT 舔统的切换流程/ms在接收到测量报告之后，当前服务的标 eNodeB 找到源 eNodeB 的位置。E-RAB 上下文包括必要的无线网络层（RLN,RadioNetworkLayer）和传输层（TNL,TransportNetworkLayrer 寻址信息以及 E-RAB 的服务质量（QoS,QualityofService）信息等。切换准备信息有一部分是包含于接口消息本身的（例如目标小区标识）接口消息的 RRC 容器（RRCcontainer）中（例如 RRC 上下文）。图例:L3信令L1/L2信令用户数据UE源 eNB目标 eNBMMES-GW1.测量控制分组数据分组数

8、据上行资源分配2.测量上报（3.切换判决）4.切换请求一5.接纳控制下行资源分配6.切换请求ACK-4切换准备7.包含移动性控制信息日勺RRC姓按里驱直消息/,离开源小区并与新小区进行同步一把缓存内正在传输的分组数据传给目标eNB-8.SN状态传输数据前传存储源eNB飞的分组数据.执行切换10.上行资源分配+UE定时.一11.RRC连接重配置完成12.路径转换请求13.用户平面更新请求一结束标识17.UE上下文释放-%.18.释放资源卜面对上图的具体流程进行介绍O步骤步骤步骤步骤结束标识分组数据14.转换下行、数据路径.16.路径转换请求ACK完成1:源 eNodeB 对 UE 进行测量配置，

9、UE 的测量结果将用于辅助源2:UE 根据测量配置，进行测量上报。eNodeB 进行切换判决。3:源 eNodeB 参考 UE 的测量上报结果，根据自身的切换算法，进行切换判决。4：源 eNodeB 向目标 eNodeB 发送切换请求消息，该消息包含切换准备的相关信息，主要有 UE 的 X2 和 S1 信令上下文参考、目标小区标识、密钥 KeNodeB*、RRC 上下文、AS 配置、E-UTRAN无线接入承载（E-RARE-UTRANRadioAccessBearer 上下文等。同时也包含源小区物理层标识和消息鉴权验证码，用于可能的切换失败后的恢复过程。UE 的 X2 和 S1 信令上下文参考

10、可以帮助目,另一部分存在于9同步15.用户平面更新响应切换步骤 5:目标 eNodeB 根据收到的 E-RABQoS!息进行接纳控制，以提高切换的成功率。接纳控制要考虑预留相应的资源、 C-RNT 以及分配专用随机接入 Preamble 码等。 目标小区所使用的 AS 配置可以是完全独立于源小区的完全配置，也可以是在源小区基础之上的增量配置（增量配置是指对相同的部分不进行配置，只通过信令重配不同的部分，UEM 于没有收到的配置，将继续使用原配置）。步骤 6:目标 eNodeB 进行 L1/L2 的切换准备，同时向源 eNodeB 发送切换请求 ACKW 息。该消息中包含一个 RRCcontai

11、ner,具体内容是触发 UE行切换的切换命令。源 eNodeB 切换命令采用透传的方式（不做任何修改），发送给 UE 切换命令中包含新的 C-RNTI 目标 eNodeB 的案例算法标识，有可能还携带随机接入专用Preamble 码、接入参数、系统信息等。如果有必要，切换请求 ACKW 息中还有可能携带 RNL/TNLL 言息， 用于数据前转。 当源 eNodeB 收到切换请求 ACW 肖息或者是向 UE 转发了切换命令之后，就可以开始数据前转了。步骤 7:切换命令（携带了移动性控制信息的 RR3 接重配置消息）是由目标 eNodeB 生成的，通过源 eNodeB 将其透传给 UE。源 eNo

12、deB 对这条消息进行必要的加密和完整性保护。当 UE 攵到该消息之后，就会利用该消息中的相关参数发起切换过程。U 环需要等待低层向源 eNodeB 发送的混合自动重传请求（HARQ,HybridAutomaticRepeatreQuest）/自动重传请求（ARQ,AutomaticRepeatreQuest）响应，就可以发起切换过程。步骤 8:源 eNodeB 发送序列号（SN,SequenceNumber）状态传输消息到目标 eNodeB,传送 E-RAB（仅那些需要保留 PDC 玳态的 E-RABI!要执行 SN 犬态的转发，对应于 RLCAM 莫式）的上行 PDCPSNg 收状态和下行

13、 PDCPS 陇送状态。上行 PDCPS 限收状态至少包含了按序接收的最后一个上行 SDU 白PDCPSN 也可能包含以比特映射的形式表示的那些造成接收乱序的丢失的上行 SDU 白SN（如果有这样的SDU的话， 这些SDLK能需要UE&目标小区进行重传） 。 下午PDCPS陇送状态指示了在目标eNodeB应该分配白下一个 SDU 序号。如果没有 E-RAB!要彳送 PDCP 勺状态报告，源 eNodeB 可以省略这条消息。步骤 9:UE 收到切换命令以后，执行与目标小区的同步，如果在切换命令中配置了随机接入专用 Preamble码，则使用非竞争随机接入流程接入目标小区，如果没有配置专用 Pre

14、amble 码，则使用竞争随机接入流程接入目标小区。UE 计算在目标 eNodeB 所需使用的密钥并配置网络选择好的在目标 eNodeB 使用的安全算法，用于切换成功之后与目标 eNodeB 进行通信。步骤 10:网络回复上行资源分配指示和定时提前。步骤 11:当 UE 成功接入目标小区后，UE 发送 RRC 连接重配置完成消息，向目标 eNodeB 确认切换过程完成。如果资源允许，该消息也可能伴随着一个上行缓存状态报告（BSRBufferStatusReport）的改善。目标 eNodeB 通过接收 RRC 连接重配置完成消息，确认切换成功。至此，目标 eNodeB 可以开始向 UE 发送数

15、据。步骤 12：目标 eNodeB 向 MME 发送一个路径转换请求消息来告知 UE 更换了小区。此时空口的切换已经成功完成。步骤 13:MME 向 S-GW 发送用户平面更新请求消息。步骤 14：S-GW 将下行数据路径切换到目标 eNodeB 侧。S-GW 在旧路径上发送一个或多个“endmarker 包”到源 eNodeB,然后就可以释放源 eNodeB 的用户平面资源。步骤 15:S-GW 向 MME 发送用户平面更新响应消息。步骤 16:MME 向目标 eNodeB 发送路径转换请求 ACK 消息。步骤 1216 就完成了路径转换过程，该过程的目的是将用户平面的数据路径从源 eNod

16、eB 转到目标 eNodeB。在 S-GW 转换了下行路径以后，前转路径和新路径的下行包在目标 eNodeB 可能会交替到达。目标 eNodeB 应该首先传递所有的前转数据包给 UE,然后再传递从新路径接收的包。在目标 eNodeB 使用这一方法可以强制性保证正确的传输顺序。为了辅助在目标 eNodeB 的重排功能，S-GW 在 E-RAB 转换路径以后，立即在旧路径发送一个或者多个endmarker 包。endmarker 包”内不含用户数据，由 GTP 头指示。在完成发送含有标志符的包以后，S-GW 不应该在旧路径发送任何数据包。在收到“endmarker 包”以后，如果前转对这个承载是激活的，源 eNodeB 应该将此包发送给目标 eNodeB。在察觉了“endmarker 包”以后，目标 eNodeB 应该丢弃endmar