UE在LTE系統(tǒng)內(nèi)的移動性分為空閑態(tài)的移動性和激活態(tài)的移動性�？臻e態(tài)UE已在網(wǎng)絡(luò)上完成注冊，一般執(zhí)行兩個流程：小區(qū)重選和尋呼消息監(jiān)聽流程。當UE處于激活態(tài)時，eNodeB會在網(wǎng)絡(luò)控制和UE輔助下對UE執(zhí)行切換。
圖1.移動性管理分類
花開兩朵，各表一枝。我們先說切換流程。
當正在使用網(wǎng)絡(luò)服務的UE從一個小區(qū)移動到另一個小區(qū)，或由于無線傳輸業(yè)務負荷量調(diào)整、激活操作維護、設(shè)備故障燈原因，為了保證通信的連續(xù)性和服務的質(zhì)量，系統(tǒng)要將用戶與原小區(qū)的通信鏈路轉(zhuǎn)移到新的小區(qū)上，這個過程就是切換。
切換的四個不同階段包括如圖2所示：
圖2. LTE系統(tǒng)內(nèi)切換的四個階段
1）測量和報告階段：UE對鄰區(qū)進行測量，并將結(jié)果報告給服務eNodeB，eNodeB判斷是否滿足切換條件；
2）準備切換階段：當eNodeB判斷目前所有的切換條件都滿足時，就開始為UE選擇目標eNodeB。選擇目標eNodeB的過程可能觸發(fā)eNodeB之間的信令交換；
3）切換執(zhí)行階段：目的eNodeB選定后，當前eNodeB就會告知UE何時執(zhí)行切換，以及其他一些接入目的eNodeB時需要得到的消息。因為UE和目的eNodeB之間沒有建立，所以UE會采用隨機接入流程來接入目的eNodeB (參見《LTE隨機接入過程》)；
4）切換完成階段：源基站釋放資源、鏈路，刪除用戶信息。
當UE從原小區(qū)逐漸靠近目標小區(qū)時，原小區(qū)的RSRP逐漸降低，目標小區(qū)RSRP逐漸升高。LTE系統(tǒng)內(nèi)切過程如圖3.所示。
圖3. LTE系統(tǒng)內(nèi)切換示意圖
根據(jù)切換的源小區(qū)和目標小區(qū)的不同，切換的信令流程也不一樣，由此可以分為三種類型的切換：1）站內(nèi)切換；2）X2的切換；3）S1的切換。一般來說X2切換的優(yōu)先級高于S1切換。圖4.展示了基站之間的S1接口
圖4. LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與接口
這三種切換分別表示：
站內(nèi)切換：當UE所在的源小區(qū)和要切換的目標小區(qū)同屬一個eNodeB時，發(fā)生eNodeB內(nèi)切換。eNodeB內(nèi)切換是各種情形中最為簡單的一種，因為切換過程中不涉及eNodeB與eNodeB之間的信息交互，也就是X2、S1接口上沒有信令操作，只是在一個eNodeB內(nèi)的兩個小區(qū)之間進行資源配置，所以基站在內(nèi)部進行判決，并且不需要向核心網(wǎng)申請更換數(shù)據(jù)傳輸路徑。
X2切換：當UE所在的源小區(qū)和要切換的目標小區(qū)不屬于同一eNodeB時，發(fā)生eNodeB間切換，eNodeB間切換流程復雜，需要加入X2和S1接口的信令操作。X2切換的前提條件是目標基站和源基站配置了X2鏈路，且鏈路可用。
S1切換：S1切換流程與X2切換類似，只不過所有的站間交互信令及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)都需要通過S1口到核心網(wǎng)進行轉(zhuǎn)發(fā)，時延比X2口略大。協(xié)議36.300中規(guī)定eNodeB間切換一般都要通過X2接口進行，但當源eNodeB和目標eNodeB之間不存在X2接口，或者源eNodeB嘗試通過X2接口切換，但被目標eNodeB拒絕，則會觸發(fā)S1接口的eNodeB間切換。
這三種類型的切換信令流程如下圖5~7所示：
5.站內(nèi)切換
6.X2切換
7. S1切換
由于接口的不同，上述的三個切換信令流程不同，但是他們都滿足上文所說的切換的四個階段。
圖8.LTE系統(tǒng)內(nèi)切換的不同階段的異同
我們可以總結(jié)一些相同點和不同點，我們把相同的信令用藍框圈起來，不同的信令用紅框圈起來。
相同點：三類切換中測量和報告階段和切換執(zhí)行階段是相同的，因為這兩個階段不涉及到源eNodeB和目標eNodeB之間的通信，所以雖然不同形式的切換的接口不同，但是這三個階段的信令是一樣的。
不同點：與之對應的是涉及到源eNodeB和目標eNodeB之間的通信準備切換階段、切換完成階段階段，信令是不一樣的。
下面我們對這四個階段的具體內(nèi)容詳細的說明一下。
第一階段：測量和報告
eNodeB向UE下發(fā)測量控制，通過RRC ConnectionReconfigration消息對UE的測量類型進行配置；
UE按照eNodeB下發(fā)的測量控制在UE的RRC協(xié)議端進行測量配置，并向eNodeB發(fā)送RRC Connection ReconfigrationComplete消息表示測量配置完成；
UE按照測量配置向eNodeB上報測量報告；
eNodeB根據(jù)測量報告進行判決，判決該UE將發(fā)生eNodeB內(nèi)切換（或者eNodeB間切換），在新小區(qū)內(nèi)進行資源準入，資源準入成功后為該UE申請新的空口資源；
在實際的應用中，UE按照測量配置向eNodeB上報測量報告，UE的測量上報機制分為周期性的測量上報和事件性的測量上報，如圖9所示。
圖9.基于不同上報機制的測量上報
圖9.可以看出，基于事件的測量上報可以減少UE的測量上報次數(shù)，同時又能夠保證UE及時切換，這樣可以延長電池的使用時間�；谑录臏y量上報，系統(tǒng)內(nèi)的事件包括A1~A5事件，他們分別是：
A1事件：服務小區(qū)質(zhì)量高于一個絕對門限，用于關(guān)閉正在進行的頻間測量；
A2事件：服務小區(qū)質(zhì)量低于一個絕對門限，用于打開頻間測量；
A3事件：同優(yōu)先級鄰區(qū)比服務小區(qū)質(zhì)量高于一個絕對門限，用于頻內(nèi)/頻間基于覆蓋的切換；
A4事件：鄰區(qū)質(zhì)量高于一個絕對門限，主要用于基于負荷的切換；
A5事件：服務小區(qū)質(zhì)量低于一個絕對門限1，且鄰區(qū)質(zhì)量高于一個絕對門限2，用于頻內(nèi)/頻間基于覆蓋的切換。
通過UE上報的事件內(nèi)容，源eNodeB判斷是否進行切換，至此切換的第一步已全部完成。
第二階段：準備切換階段
這一階段是源eNodeB和目標eNodeB之間的“對話溝通”階段，因為他們之間連接方式不同，所以才會有站內(nèi)切換、X2切換、S1切換。二者之間交換信令的目的都是在新小區(qū)內(nèi)進行資源準入，資源準入成功后為為UE的接入分配空口資源�？梢杂�,幅漫畫10來描述這個過程，目標eNodeB“資源準入成功”后，源eNodeB就可以順利的把UE交給目標eNodeB了。
圖10.準備切換階段漫畫
由于鑒于作者水平有限，同時這一階段的信令在eNodeB之間傳遞，空口上無法接收到該階段的信令，所以本文未添加這階段的信令流程實例分析。
第三階段：切換執(zhí)行階段
源eNodeB將分配的專用接入簽名配置給UE，向UE發(fā)送RRCConnection Reconfigration消息命令指示UE切換指定的小區(qū)；
UE向目標eNodeB發(fā)送RRC Connection Reconfigration Complete消息指示UE已經(jīng)接入新小區(qū)，表示UE已經(jīng)切換成功。同時，切換期間的業(yè)務數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)開始進行；
第四階段：切換完成階段
該階段的主要認識是告知UE已經(jīng)接入新的小區(qū)，并且在新的小區(qū)能夠進行業(yè)務通信，需要釋放在源小區(qū)所占用的資源，目標eNodeB向源eNodeB發(fā)送UECONTEXTRELEASE消息， 源eNodeB釋放該UE的上下文，包括空口資源和SAE bearers資源。
下面，我們通過TEMS Discovery軟件，以一段路測LOG來分析該階段的相關(guān)信令。如圖11.所示
圖11.站內(nèi)切換測試LOG
圖12.站內(nèi)切換測試LOG信令流程
終端UE從基站西二環(huán)北路綠色小區(qū)切換的藍色小區(qū)，UE首先上報A3事件，經(jīng)過eNodeB判斷，下發(fā)RRCConnectionReconfiguration信令，指示UE切換到同頻目標小區(qū)(PCI = 323, 頻點 1650)，切換成功后，UE上報RRCConnectonReconfigurationComplete 信令。由于空口無法獲得切換過程中階段二,四的信令，這兩個階段的信令不做詳細分析。
完
2018/10/14
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