LTE切换信令流程

1、LTE基本切换流程 2015/08/04 关德健关德健学习目标 掌握LTE切换的过程 加深对切换流程的理解2022-6-5切换信令流程2切换的定义 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。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2022-6-5切换信令流程4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2022-6-5切换信令流程5切换的触发原因覆盖负载业务基于覆盖的

2、切换：用来保证移动期间业务的连续性，这是切换的最基本作用，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，基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服务，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UMT

3、S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。2022-6-5切换信令流程6LTE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2022-6-5切换信令流程7LTE切换事件 系统内：1. 事件A1，服务小区好于绝对门限；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，服务小区差

4、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，邻居小区好于服务小区；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，服务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(Inter RAT neighbour becomes better than threshold)：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(Servi

5、ng becomes worse than threshold1 and inter RAT neighbour becomes better than threshold2)：表示服务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。2022-6-5切换信令流程8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-RN

6、TI，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attach accept, TAU accept, RAU accept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

7、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，则说明接入被响应。（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

8、连接重建过程。 T300系列定时器还有T300和T3012022-6-5切换信令流程12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2022-6-5切换信令流程13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

9、申请更换数据传输路径。2022-6-5切换信令流程14UE 源小区 目标小区Measurement ReportHO decision 目标小区准入RRC Connection ReconfigurationRRC Connection Reconfiguration CompleteRELEASE RESOURCERRC Connection ReconfigurationRRC Connection Reconfiguration Complete2.站间站间X2口切换口切换1.到是切换准备2. 到是切换执行3. 到是切换完成2022-6-5切换信令流程15UE 源EnodeB 目标Eno

10、deB MMEMeasurement ReportHO decision handover requesthandover request acknowledgeRRC Connection Reconfiguration RRC Connection Reconfigration Complete path switch requestpath switch request acknowledgeRELEASE RESOURCE UE context release启动T304定时器目标小区准入RRC Connection Reconfiguration RRC Connection Rec

11、onfigration Complete SN status transfer MSG2 MSG13.站间站间S1口切换口切换1.到是切换准备2. 到是切换执行3. 到是切换完成2022-6-5切换信令流程16UE 源EnodeB 目标EnodeB MMEMeasurement ReportHO decision handover requesthandover request acknowledgeRRC Connection Reconfiguration RRC Connection Reconfigration Completepath switch requestpath switc

12、h request acknowledgeRELEASE RESOURCEhandover requiredhandover command handover notifyUE context release cmd UE context release complete 目标小区准入RRC Connection Reconfiguration RRC Connection Reconfigration CompleteMSG1MSG2MME status transferEnodeb status transfer非竞争性随机接入X2口切换和S1口切换的比较 ENDB(源) UE MME E

13、NDB(目) ENDB(源) UE MME ENDB(目) X2S1S1UUUUS1S1Handover Request是可以直接通过X2口发送给目标ENDB的Handover Request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口切换的比较站间站间X2口切换口切换站间站间S1口切换口切换2022-6-5切换信令流程18从上面对比图可以明显看出，S1接口切换信令比X2接口切换信令少3条。判决切换对比：S1接口切换需要2条信令，多出eNB1向MME发送handover Require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e

14、NB2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RRC Connection Reconfiguration 信令算为切换开始，到RRC Connection Reconfiguration Complete信令为切换完成。由上面对比图可以发现，S1接口切换中，eNB1向eNB2发送Status transfer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Status t

15、ransfer消息，而S1中eNB1需要先向MME发送Status transfer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别。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。2022-6-5切换信令流程19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-HysMs+Off Mn-MsHys+Off A3事件的定义：邻区比服务小区大Hys+Off