LTE切换信令过程Word文档格式.docx

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如果目标eNodeB在切换准备阶段，没有任意一个SAEbearer准入成功或者有其他错误发生，那么目标eNodeB应该发送HANDOVERPREPARATIONFAILURE消息到源eNodeB。

这个消息应该包含Cause信元并且对其赋值说明相应的失败理由〔如图2所示〕。

图1切换准备，成功流程

图2切换准备，失败流程

（2）X2接口UE上下文释放

释放资源的流程是目标eNodeB通知源eNodeB释放UE在源eNodeB的控制面的上下文资源可以释放了。

成功流程如图3所示。

图3UE上下文释放流程

释放资源的流程是目标eNodeB发起的。

通过发送UECONTEXTRELEASE消息，目标eNodeB通知源eNodeB切换成功，并且触发释放资源的流程。

UECONTEXTRELEASE消息携带UE在源eNodeB的ID〔OldeNodeBUEX2APID〕，当源eNodeB收到该消息后，可以释放与该UE相关的控制面承载的资源。

如果一直到定时器TX2RELOCoverall超时，源eNodeB都没有被触发进展释放资源的流程，那么eNodeB应该自动释放UE在eNodeB上相关的所有的资源并且向MME请求释放UE在MME上的相关上下文。

如果在收到UECONTEXTRELEASE消息或者定时器TX2RELOCoverall超时之前UE回到源eNodeB，那么源eNodeB停止定时器TX2RELOCoverall并继续后续流程。

（3）切换取消

该流程是源eNodeB向目标eNodeB发送的消息，指示目标eNodeB取消一个正在进展的切换，如图4所示。

切换取消流程通过源eNodeB发送HANDOVERCANCEL消息触发。

源eNodeB应该给出一个合理的HANDOVERCANCEL的原因。

收到HANDOVERCANCEL消息后，目标eNodeB应该移除所有相关的UE的上下文信息，并且释放先前在切换准备流程中为UE所保存的资源。

如果某个eNodeB收到一个HANDOVERCANCEL消息，其中包含的上下文信息在本eNodeB并不存在，那么eNodeB获略此消息。

图4切换取消流程

S1接口切换相关信令

S1接口切换相关信令

当UE从一个eNodeB的小区切换的另一个eNodeB的小区时，源端和目标端的eNodeB会通过S1接口同MME发生一系列的信令交互配合切换成功完成，下面将进展详细说明。

（1）S1接口切换准备

S1接口切换准备流程的作用是源eNodeB侧判决需要发起切换，并准备向目标侧进展切换，通过MME请求目标侧eNodeB准备相关切换资源分配，如图5所示。

图5S1接口切换准备，成功流程

源eNodeB使用HANDOVERREQUIRED消息触发切换准备流程，该消息由源eNodeB发往所属的MME。

当切换准备过程完毕，包括目标侧完成资源分配，MME会用HANDOVERCOMMAND作为响应消息发往源eNodeB，通知切换准备流程成功。

而如果存在任何的SAEBearer没有权限切换到目标侧，那么该SAEBearer就需要在HANDOVERCOMMAND消息中由信元SAEBearerstoReleaseList中给出。

如果目标侧没有能力承受任何一个切换入的SAEBearer，或者切换准备过程中存在错误，MME将会向源eNodeB发送HANDOVERPREPARATIONFAILURE消息，并在消息中携带适当的原因值，如图6所示。

图6S1接口切换准备，失败流程

（2）S1接口切换资源分配

切换资源分配流程是MME用来通知目标eNodeB为切换入的UE分配与预留资源，包括建立该UE的通信上下文，如图7所示。

图7S1接口切换资源分配，成功流程

MME通过向目标eNodeB发送HANDOVERREQUEST消息触发本流程。

在目标eNodeB为UE分配好所有必须的SAE承载资源后，目标eNodeB向MME发送HANDOVERREQUESTACKNOWLEDGE消息。

该消息中应该将目标小区为SAE承载所分配的资源信息填写在SAEBearersAdmittedList信元中。

对于未分配的SAE承载资源，需要填写在SAEBearersFailedtoSetupList信元中。

如果目标eNodeB没有能力承受任何一个切换入的SAEBearer或在切换准入过程中发生失败，那么需要通过向MME发送包含特定原因值的HANDOVERREQUESTFAILURE消息告知MME切换资源分配失败，如图8所示。

UE通过S1接口切换时，需要S1接口切换准备和S1接口资源分配两对信令配合使用才能完成源端和目标端的切换准备工作。

图8S1接口切换资源分配，失败流程

（3）S1接口切换完毕通知

S1接口切换完毕通知流程是由目标eNodeB通知MME切换已经完成，如图9所示。

图9S1接口切换完毕通知

当UE切换入目标小区后，目标eNodeB向MME发送HANDOVERNOTIFY消息，指示S1接口此次切换流程成功完成。

（4）S1接口取消

切换取消流程的目的是源eNodeB取消一个正在进展的切换流程。

在切换准备流程中或切换准备流程完毕后，当源eNodeB未能指示UE执行切换动作或者UE在执行切换动作之前又重新把源eNodeB视为服务eNodeB时，源eNodeB可以使用切换取消流程取消息本次切换，如图10所示。

图10S1接口切换取消流程

源eNodeB通过向MME发送HANDOVERCANCEL消息触发本流程。

消息中需要在Cause信元中携带适当的切换取消原因。

在收到HANDOVERCANCEL消息后，MME应该终止进展中的切换准备流程，并释放所有与切换相关的资源，同时向源eNodeB发送HANDOVERCANCELACKNOWLEDEGE消息。

发送和接收到HANDOVERCANCELACKNOWLEDGE消息后，分别在MME和源eNodeB终止本流程。

（5）路径切换请求

路径切换请求的目的是请求将业务数据的通道改变，具体讲就是将源SAEbearers中的GTP节点切换到在目标eNodeB中新建立的SAEbearers的GTP节点，如图11所示。

目标eNodeB能过向MME发送PATHSWITCHREQUEST消息触发本流程。

在MME，将业务传输两端的节点地址更新完成后，MME会向eNodeB发送PATHSWITCHREQUESTACKNOWLEDGE消息完毕本次流程，该消息应该携带节点地址得到更新的SAEbearers列表和未能得到更新的SAEbearers列表，如果所有的SAEbearers都未能更新成功，MME那么向eNodeB发送PATHSWITCHREQUESTFAILURE消息，并在消息中携带适当的原因值，如图12所示。

图11PathSwitch请求，成功流程

图12PathSwitch请求，失败流程

UU接口切换相关信令

UE从一个小区切换到另一个小区，等到目标小区的资源一切准备就绪，会向UE发送空口消息，要求UE执行切换动作，与新小区之间建立无线链路，并释放与源小区之间的无线链路，如图13所示。

图13空口切换，成功流程

UE收到RRCConnectionReconfigration消息，消息中含有IEMobilitycontrolinformation执行此流程。

UE的RRC层识别到此消息为移动性管理的相关信息，对UE的L1、L2进展重配置，重配置完成后，UE会回复RRCConnectionReconfigrationComplete消息。

如果UE重配置失败，向网络侧发送RRCConnectionReconfigrationFailure消息，说明空口切换失败。

如图14所示。

图14空口切换，失败流程

切换流程分析

LTE系统切换

（1） 

eNodeB切换

当UE所在的源小区和要切换的目标小区同属一个eNodeB时，发生eNodeB切换。

eNodeB切换是各种情形中最为简单的一种，因为切换过程中不涉与eNodeB与eNodeB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eNodeB的两个小区之间进展资源配置，其流程图如图15所示。

对其中L3协议层的具体流程分析如下，其中步骤1、2、3、4为切换准备阶段，步骤5、6为切换执行阶段，步骤7为切换完成阶段。

1）eNodeB向UE下发测量控制，通过RRCConnectionReconfigration消息对UE的测量类型进展配置；

2）UE按照eNodeB下发的测量控制在UE的RRC协议端进展测量配置，并向eNodeB发送RRCConnectionReconfigrationComplete消息表示测量配置完成；

3）UE按照测量配置向eNodeB上报测量报告；

4）eNodeB根据测量报告进展判决，判决该UE将发生eNodeB切换，在新小区进展资源准入，资源准入成功后为该UE申请新的空口资源；

5）资源申请成功后eNodeB向UE发送RRCConnectionReconfigration消息，指示UE发起切换动作；

6）UE接入新小区后eNodeB发送RRCConnectionReconfigrationComplete消息指示UE已经接入新小区；

7）eNodeB收到重配置完成消息后，释放该UE在源小区占用的资源。

图15eNodeB切换

（2） 

通过X2的eNodeB间切换

当UE所在的源小区和要切换的目标小区不属于同一eNodeB时，发生eNodeB间切换，eNodeB间切换流程复杂，需要参加X2和S1接口的信令操作，其流程图如图16所示，对其中L3的信令分析如下，其中步骤1、2、3、4、5、6、7为切换准备阶段，步骤8、9为切换执行阶段，步骤10、11、12、13为切换完成阶段：

1）源eNodeB向UE下发测量控制，通过RRCConnectionReconfigration消息对UE的测量类型进展配置；

4）源eNodeB根据测量报告进展判决，判决该UE发生eNodeB间切换；

5）源eNodeB向目标eNodeB发生HANDOVERREQUEST消息，指示目标eNodeB进展切换准备；

6）目标小区进展资源准入，为UE的接入分配空口资源和业务的SAE承载资源；

7）目标小区资源准入成功后，向源eNodeB发送HANDOVERREQUESTACKNOWLEDGE消息，指示切换准备工作完成；

8）源eNodeB向UE发送RRCConnectionReconfigration消息命令UE执行切换动作；

9）UE向目标eNodeB发送RRCConnectionReconfigrationComplete消息指示UE已经接入新小区；

10）目标eNodeB向MME发送PATHSWITCHREQUEST消息请求，请求MME更新业务数据通道的节点地址；

11）MME成功更新数据通道节点地址，向目标eNodeB发送PATHSWITCHREQUESTACKNOWLEDGE消息，表示可以在新的SAEbearers上进展业务通信；

12）UE已经接入新的小区，并且在新的小区能够进展业务通信，需要释放在源小区所占用的资源，目标eNodeB向源eNodeB发送UECONTEXTRELEASE消息；

13）源eNodeB释放该UE的上下文，包括空口资源和SAEbearers资源。

图16基于X2的eNodeB间切换

（3） 

通过S1的eNodeB间切换

协议36.300中规定eNodeB间切换一般都要通过X2接口进展，但当如下条件中的任何一个成立时那么会触发S1接口的eNodeB间切换：

〔1〕源eNodeB和目标eNodeB之间不存在X2接口；

〔2〕源eNodeB尝试通过X2接口切换，但被目标eNodeB拒绝。

从第二章介绍的LTE网络结构来看，可以把两个eNodeB与MME之间的S1接口连同MME实体看做是一个逻辑X2接口。

相比拟于通过X2接口的流程，通过S1接口切换的流程在切换准备过程和切换完成过程有所不同，其流程图17所示，其中步骤1到9为切换准备过程，步骤10、11为切换执行过程，步骤12到16为切换完成过程。

图17基于S1的eNodeB间切换

对其中不同于图16的分析如下：

1）切换准备过程改为首先由源eNodeB向MME发送切换准备请求，MME既而向eNodeB发送切换请求进展资源分配，最后再由MME通知源eNodeB切换准备完成；

2）由于切换准备过程中MME的参与，所以在源eNodeB释放资源的之前通知MME切换动作即将完成。

LTE与异系统之间的切换

E-UTRAN的系统间切换可以采用GERAN与UTRAN系统间切换一样的原那么。

E-UTRAN的系统间切换可以采用以下的原那么。

（1）系统间切换是源接入系统网络控制的。

源接入系统决定启动切换准备并按目标系统要求的格式提供必要的信息。

也就是说，源系统去适配目标系统。

真正的切换执行过程由源系统控制。

（2）系统间切换是一种后向切换，也就是说，目标3GPP接入系统中的无线资源在UE收到从源系统切换到目标系统的切换命令前已经准备就绪。

（3）为实现后向切换，当接入网〔RAN〕级接口不可用时，将使用核心网〔CN〕级控制接口。

异系统切换的情形发生在UE在LTE小区与非LTE小区之间的切换，切换过程中设计到的信令流主要集中在核心网。

以UE从UTRAN切换到E-UTRAN为例说明，UE所在的RNC向UTRAN的SGSN发送切换请求，SGSN需要与LTE的MME之间进展消息交互，为业务在E-UTRAN上创建承载，同时需要UE具备双模功能，使UE的空口切换到E-UTRAN上来，最后再由MME通知SGSN释放源UTRAN上的业务承载。