LTE切换信令详解.ppt

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1、LTE 切换信令详解,供学习参考 2013,内容,切换含义和目的 切换分类 切换判决准备 切换步骤 切换信令 LTE 切换过程中的数据切换,切换含义和目的,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,切换含义和目的 切换分类 切换判决准备 切换步骤 切换信令 LTE 切换过程中的数据切换,切换分类,E-UTRAN系统内切换 站内切换 该切换不涉及S1、X2接口 站间切换 基于X2接口的切换 两基站间配置了X2接口，且传

2、输正常 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MME 跨RAT切换 切换到UTRAN系统 切换到GERAN系统,内容,切换含义和目的 切换分类 切换判决准备 切换步骤 切换信令 LTE 切换过程中的数据切换,切换判决准备,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,Measurement

3、,measConfig包含以下内容： 测量对象： 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） 测量标识 数量配置 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,event,系统内： Event 1A:对比门限条件服务变好 Event 2A:对比门限条件服务变差 Event 3A:邻区比服务区更

4、佳 Event 4A:邻区比门限更佳 Event 5A:服务区比threshold1变差而邻区比threshold2更佳 系统间： Event B1:（RAT外邻区比门限更佳） Event B2:（服务区比threshold1变差而RAT外邻区比threshold2更佳）,测量报告,measurementReport 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,切换含义和目的 切换分类 切换判决准备 切换步骤 切换信令 LTE 切换过程中的数据切换,切换步骤,切换步骤 切换

5、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),Rrc Connection Reconfiguration消息中包含IE mobilityControlInfo targetPhysCellId：目标小区的物理小区ID carrierFreq：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),Mobility From EUTRA Command消息中包含的主要IE： - purpose (“han

6、dover” or “cell change order”) - targetRAT-Type (“utran”、“geran” 、“cdma2000-1XRTT、“cdma2000-HRPD”) 切换，即， Mobility From EUTRA Command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， Mobility From EUTRA Command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,切换含义和目的 切换分类 切换

7、判决准备 切换步骤 切换信令 LTE 切换过程中的数据切换,同一eNB内的切换,UE,eNB,Measurement report,Rrc connection reconfiguration,Rrc connection reconfiguration complete,站间基于X2接口的切换,源eNB,目标eNB,MME,UE,1、Measurement report,2、Handover request,3、Handover request ACK,4、RRC connection reconfiguration,6、RRC connection reconfiguration comp

8、lete,7、Path switch request,10、Path switch request ACK,11、UE context release,5、SN Status Transfer,Source S-GW,8、 MODIFY BEARER REQUEST,9、 MODIFY BEARER RESPONSE,站间基于X2接口的切换,UE按照测量配置上报measurement report，源eNB根据报告进行判决，判决发生eNB间切换。 源eNB发送handover request消息给目标eNB，请求目标eNB进行切换准备。 目标小区资源准备成功后，向源eNB发送handover

9、request ACK消息，指示目标eNB切换准备工作已经完成。 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。 源eNB发送SN Status Transfer给目标eNB，对于PDCP SN 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。 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。 目标eNB发送Path switch request消息给MME，通知

10、MME UE的接入小区已经改变。请求更新业务数据通道的节点地址。 MME发送MODIFY BEARER REQUEST消息给源S-GW 源S-GW返回MODIFY BEARER RESPONSE消息给MME MME返回Path switch request的确认消息Path switch request ACK给目标eNB。表示 可以在新的SAE承载上进行业务通信。 目标eNB发送UE context release 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-ID ECGI GUMMEI Cause：原因

11、UE-contextInformation：UE上下文信息 UE-HistoryInformation：UE历史信息 TraceActivation：,UE-contextInformation,Handover request ACK,SN Status Transfer,对于PDCP SN 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 Request,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

12、,目标eNode B向MME发送Path Switch Request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MODIFY BEARER REQEUST消息，业务网关将用户位置信息通过MODIFY BEARER REQEUST消息传递给给PDN网关。 SGW更新 MME向目标业务网关发送Create Bearer Request建立新的承载。MME向源业务网关发送Delete Bearer Request释放原有的承载。,站间S1接口的切换（MME内）,UE,MME,目标eNB,源eNB,Measurement report,Handove

13、r required,Handover request,Handover request ACK,Handover command,RRC connection reconfiguration,eNB Status Transfer,MME Status Transfer,RRC connection reconfiguration complete,Handover Notify,UE Context release,UE context release complete,eNB侧信令,源eNB侧的信令 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

14、,目标MME,1、Measurement report,2、 Handover required,3、Forward relocation request,4、Handover request,5、Handover request ACK,6、Forward relocation request response,7、 Handover command,8、 RRC connection reconfiguration,9、eNB Status Transfer,11、MME Status Transfer,11、 RRC connection reconfiguration complete

15、,12、Handover Notify,10、PDCP Status Transfer,13、 Forward relocation request complete,14、 Forward relocation request complete ACK,15、UE Context release command,16、UE Context release commpele,Handover preparation,切换准备的目的是经过EPC，请求目的端准备切换资源,Handover required,Handover resource alloction,切换资源分配的目的是在目标eNB为切

16、换的UE预留资源,成功操作,失败操作,Handover notify,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。 主要 IE： MME UE S1AP ID eNB UE S1AP ID E-UTRAN CGI：包括PLMN ID和 CELL ID TAI：包括PLMN ID和 TAC,Handover Cancellation,切换取消过程的目的是使源eNB取消正在进行的切换。 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)

17、,UE,SGSN,MME,eNB,RNC,1、Measurement report,2、Handover required,3、Forward Relocation request,4、Relocation request,8、Mobility from EUTRA command,7、Handover command,5、Relocation request ACK,6、Forward Relocation response,9、Handover to UTRAN complete,10、relocation complete,11、forward relocation complete,1

18、2、forward relocation complete ACK,13、Release resources,PS系统间切换(To UTRAN),UE发送Measurement report给eNB，eNB根据报告内容和RRM信息决定是否执行切换 源eNB发出消息Handover Required（S1 AP ID，Cause, Target RNC ID，Source eNB ID，Source to Target Transparent Container）传给源MME，请求核心网在目标RNC,SGSN和S-GW建立承载资源。 源MME发起Handover resource allocat

19、ion流程，向目的SGSN发送消息Forward Relocation Request（IMSI, Target ID, MM Context, PDN Connect, MME Tunnel Endpoint ID for Control Plane, MME Address for Control Plane, Source to Target Transparent Container, RAN Cause, ） 目标SGSN发送消息Relocation Request（UE ID, Cause, CN Domain Indication, Source to Target Transp

20、arent Container），请求目标RNC建立无线网络资源（RABs） 目标RNC分配资源并向目标SGSN发送消息Relocation Request Acknowledge（Target to Source Transparent Container, RABs setup list, RABs failed to setup list）返回应用参数。 目的SGSN向源MME发送消息Forward Relocation Response（Cause，SGSN Tunnel Endpoint ID for Control Plane, SGSN Address for Control P

21、lane, Target to Source Transparent Container, RAB setup information）。 源MME向源eNB发送消息Handover Command（Target to Source Transparent Container, Bearers Subject to Data Forwarding List），通知eNB切换准备阶段完成。 源eNB通过消息HO from E-UTRAN Command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),UE接入到目标小区，向RN

22、C发送Handover to UTRAN complete消息完成UE切换 如果和UE交互RNC-ID+S-RNTI成功，目标RNC发送消息Relocation Complete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。 目标SGSN在获知UE已经在目标侧接入后，向源MME发送消息Forward Relocation Complete（ISR Activated, S-GW changed）通知切换完成。 MME收到Forward Relocation Complete消息后，返回一条确认消息F

23、orward Relocation Complete ACK。 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,切换含义和目的 切换分类 切换判决准备 切换步骤 切换信令 LTE 切换过程中的数据切换,LTE 切换过程中的数据切换,根据无线承载（radio bearer）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

24、面RLC UM 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，PDCP SDU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,下行数据处理： 源eNB将以下数据转发给目标eNB 尚未进行传输的PDCP SDU 经S1接口转发下来尚未进行PDCP处理的下行数据 已经完成PDCP SDU传输的下行数据， 则无需转发给目标eNB。 已经进行了部分PDCP SDU的传输，但尚存部分RLC PDU的数据，源eNB会将剩余的RLC PDU丢弃，这部分PDCP SDU的数据将会丢失。 目标eNB侧，会将PD

25、CP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“End Marker ”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,上行的PDCP SDU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PDCP SDU数据 。源eNodeB将所有接收到的PDCP SDU上行数据转发给SGW，其中可能包括有失序的PDCP SDU。对于无法组装成PDCP SDU的部分RLC PDU ，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PDCP SDU上行数据将会丢失。,无损切换,上行数据处理,无损切换,下行数据处理,Thank you,