LTE信令流程——切换

作者:神秘网友 发布时间:2020-06-23 09:24:35

LTE信令流程——切换

LTE信令流程——切换

切换

切换是由基站发起的,不同于小区重选,小区重选是由UE发起的。

基站利用移动性管理算法给UE下发测量任务,在RRC重配置消息中携带MeasConfig信元给UE下发测量配置

切换有三种场景:

  • 同一基站内不同小区的切换
  • 不同基站间基于X2的切换(MME不变)
  • 不同基站间基于S1的切换(MME/SGW可能改变)

1. 同一基站内不同小区的切换

连接态的UE在一个基站的不同小区之间移动

LTE信令流程——切换

  1. UE上报合适的测量报告(Measure Reports),触发基站切换
  2. 基站下发切换命令给UE,即下发带有Mobility ControlInfo信元的RRC重配置消息(RRC Connection Reconfiguration),该信元标识此条消息为切换命令
  3. UE接收到Mobility ControlInfo信元后,采用消息中携带的配置接入目标小区,接入成功后在目标小区上报重配置完成信息(RRC Connection Configuration Complete),切换成功
  4. 基站收到切换成功的消息后,按照新小区的配置给UE重新下发测量配置,即带有Measurement Control信元的RRC重配置消息
  5. UE接收到新的测量配置后,回复RRC Connection Configuration Complete

2. 不同基站间基于X2的切换

连接态的UE在不同基站覆盖区之间移

LTE信令流程——切换LTE信令流程——切换

—切换准备—

  1. 当UE进入RRC连接态后,eNodeB通过RRC Connection Reconfiguration消息给UE下发测量控制消息(Measure Control),该消息携带测量ID、邻区列表、测量量、测量报告量以及报告模式等
  2. UE收到测量控制消息后进行测量,满足报告标准时进行测量上报
  3. 源eNodeB判决是否满足测量标准,若满足,发送Handover Request消息给目标eNOdeB,请求目标基站在目标小区给UE分配资源,并触发源eNodeB和目标eNodeB之间的X2逻辑链路的建立,用于转发源eNodeB缓存的用户数据以及相关信令
  4. 目标基站接收到切换消息会进行准入判断,如果允许此UE切换,会在目标小区给该UE分配包含临时标识等的无线资源,并向目标基站发送 Handover Request Acknowledge 指示,切换准备成功;同时,完成基站间X2逻辑通道的建立

—切换执行—

  1. 源基站通过RCC Connection Reconfiguration消息给UE发送切换命令,该消息携带目标小区给UE分配的资源信息,并停止发送下行数据;如果存在需要转发的 E-RAB 承载,则源基站启动转发流程,发送 SN Status Transfer 消息,回传缓存的数据给目标eNodeB

—切换完成—

  1. UE收到RCC Connection Reconfiguration消息后,按照切换命令的信息在目标基站发起随机接入过程(RA Preamble & RA Response),接入成功后会发送RCC Connection Reconfiguration Complete消息给目标基站
  2. 目标基站接收到完成消息后,向MME发送 Path Switch Request 消息,请求核心网切换用户面路径,将 S1-U接口 从 SGW-源基站 切换到 SGW-目标基站
  3. MME发送Modify Bear Request 消息给SGW,要求SGW切换用户面路径,SGW将S1-U接口从源eNodeB切换至目标eNodeB,并回复Modify Bear Response消息。至此,下行数据的路径为:SGW -> 目标eNodeB -> UE。SGW回复Path Switch Request Acknowledge消息给MME,表示S1-U接口已经切换成功
  4. 目标基站接收到Path Switch Request Acknowledge消息后,向源基站发送UE Connection Release消息,指示源基站删除用户,切换成功;源基站不会立即释放用户,等本端数据转发完再本地释放

3. 不同基站间基于S1的切换

连接态的UE在不同基站覆盖区之间移动,并且基站之间不存在X2接口

LTE信令流程——切换

—切换准备—

  1. 当UE进入RRC连接态后,eNodeB通过RRC Connection Reconfiguration消息给UE下发测量控制消息(Measure Control),该消息携带测量ID、邻区列表、测量量、测量报告量以及报告模式等
  2. UE收到测量控制消息后进行测量,满足报告标准时进行测量上报
  3. 源eNodeB判决是否满足测量标准,若满足,发送Handover Required消息给MME,该消息携带切换所需信息:MME UE S1AP ID、eNB UE S1AP ID、Handover type设置为IntraLTE、Intral-LTE HO Information ListRequest等。若在切换过程涉及两个不同的MME,该消息可通过MME侧的路由功能转发给目标基站的MME
  4. 目标eNodeB从目标MME收到 Handover Request消息后,开始做切换准备,如:为该用户在新小区建立新的SAE承载
  5. 目标eNodeB首先会进行准入控制,根据EPS承载的QoS信息进行准入控制。目标eNodeB根据EPS承载的QoS为用户分配资源,并且为用户预留一个C-RNTI以及一个RACH导码
  6. 目标小区根据EPS承载相关信息,在完成L1/L2层配置后向目标MME发送Handover Request Acknowledge消息,并通过路由功能转发给源MME

—切换执行—

  1. 源MME从接收到的Handover Request Acknowledge消息中提取切换必要的信息(如new C-RNTI、目标eNodeB加密算法参数、SIB等),作为Handover Command消息的重点部分,并发送给源eNodeB

  2. 源eNodeB收到源MME发送的Handover Command消息(S1-AP消息)说明目标eNodeB已经做好切换准备,因此源eNodeB需要向UE发送Handover Command消息(RRC消息),通知UE进行切换。同时,源eNodeB也需要做出对应动作

  3. 源eNodeB产生并向UE发送Handover Command消息(RRC消息),并负责完成对消息必要的完整性保护以及加密

  4. 源eNodeB向源MME发送的eNodeB SN Status Transfer消息(S1-AP消息),告知SAE承载的上行PDCP SN接收状态和下行PDCP SN接收状态

  5. 源MME转发给目标MME后,目标MME向目标eNodeB发送MME SN Status Transfer消息(S1-AP消息),该消息与eNodeB SN Status Transfer消息结构及功能相同

—切换完成—

  1. UE收到Handover Command消息后,向目标eNodeB执行上行同步流程,通过RACH接入目标小区

  2. 当UE成功接入目标小区后,UE向目标小区发送RRC Connection Reconfiguration Complete消息(应包含C-RNTI),指示目标eNodeB已经完成切换流程。目标eNodeB完成对C-RNTI的校验后,就可以向UE发送数据报文了

  3. 目标小区接收到RRC Connection Reconfiguration Complete消息后向MME发送Handover Notify(TAI+ECGI)消息,告知MME该用户的服务小区改变了,需要改变用户面下行的(eNodeB端的)GTP-U到SGW的隧道终点(GTP TEID)

  4. MME向SGW发送Modify Bearer Request消息,SGW切换下行数据路径到目标侧

  5. SGW向MME发送一条Modify Bearer Response(携带发送上行数据需要的SGW IP和TEID)消息

  6. 如果满足TAU触发的条件,那么UE会触发一次TAU过程

  7. 切换完成后,MME知道该用户已经切换到目标eNodeB,释放UE在源eNodeB的S1接口资源

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