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-LTE切换归纳
作为TD-SCDMA演进技术的TD-LTE系统,可以采纳快速硬切换方法实现不一样频段之间以及各系统间的切换,从而更好地实现地域覆盖和无缝切换,而且实现与现有3GPP和非3GPP的兼容。软切换因为设备复杂度高、准时难度大,会带来较高办理能力的需求,因此未被采纳。核心网的设计也发生了相应的改
变,增添了系统架构演进(SAE)和3GPP模块,实现了LTE系统与3GPP和非3GPP系统切换的兼容。
切换过程都会被分为4个步骤:丈量、上报、判决和执行。接收功率、误比特率和链路距离都可以作为丈量标准从而进行理论上的预计和相应的办理。TD-LTE系统的切换是UE辅助的硬切换,他和FDD-LTE硬切换的最大差别在于:在TD-LTE中导频信号是在一个特别的时隙长进行传输,而FDD-LTE系统中导频
信道则占用一整个帧长度,因此基于导频信道的丈量标准对于TD-LTE来说其实不是那么精确。因此对于TD-LTE的丈量,还需要结合信道质量、UE的地址和导频信号强度来进行。
在连接模式下的E-UTRAN内切换是终端辅助网络控制的切换。切换主要分成切换准备、切换执行和切换完成3个部分,详细说明见后。此中eNB包含以下几种切换:
平时进行此类切换的原由是:UE的丈量报告显示出存在比当前服务小区信道质量更好的邻小区。
此类切换是在UE扔掉当前无线接入技术(RAT)覆盖从而连接到其余RAT的状况下产生的。比方,一个UE远离了城市地域从而扔掉TD-LTE覆盖,网络就会切换到UE检测到的质量次好的RAT,如通用挪动通讯系统(UMTS)也许全世界挪动通讯系统(GSM)。
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此类切换用于当一个给定小区过载时,尽量均衡属于同一操作者的不一样
RAT间的负载状况。比方,假如当一个TD-LTE小区特别拥堵,一些用户就需要
转移到相邻TD-LTE小区或是相邻UMTS小区中。
:源eNB依据游览限制配置UE的丈量报告,UE依据预约的丈量规则发送报告;源eNB依据报告及RRM信息决定UE能否需要切换。当需要切换时,源eNB向目标eNB发送切换央求;目标eNB依据收到的QoS信息执行采纳控制,并返回至ACK。
:源eNB向UE发送切换指令,UE接到后进行切换并同步到目
eNB;网络对同步进行响应,当UE成功接入目标eNB后,向目标eNB发送切换确认信息。
:MME向S-GW发送用户面更新央求,用户面切换下行路径到目标侧;目标eNB通知源eNB开释原来占用的资源。切换过程完成。
切换丈量在切换算法中据有侧重要的地位,UE的丈量报告对eNB的切换决策拥有要点作用,在LTE标准中定义的切换丈量和判决的相应标准为:
(RSRP):即对于需要考虑的小区,在需要考虑的丈量频带上,承载小区专属参照信号的电磁波搅乱(RE)功率贡献(以W为单位)的线性均匀值。(HOM):即当前服务小区与相邻小区的RSRP差值,该值可依据通讯环境不一样而自行设定,其大小决定了切换时延长短。
(TTT):即在此段时间内一定连续满足某一HOM条件才能进行切换判决,TTT可以有效防范切换中“乒乓效应”的发生。
下边介绍LTE中的切换算法:
UE监测全部被测小区经过滤波器后的RSRP,并给服务小区的eNB发送丈量报告。
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当下边的条件在给定的TTT内连续被满足时,eNB将对UE进行切换。UE依据他的速度来设定TTT参数。RSRPT是目标小区的参照信号接收功率,而RSRPS是服务小区的参照信号接收功率。
RSRPT>RSRPS+HOM
以下图描述了该切换算法的一个重要实例:
服务小区
HOM/dB
任意小区
(来自目标小区)TTT/ms
TTT开始切换
决策P/ms
切换
命令时间/msRSRP:参照信号接收功率TTT:触发时长
P:准备时间HOM:切换滞后差值
在接收到丈量报告以后,当前服务的eNB使用网络内部程序开始准备将UE
切换到新的目标小区。假设目标小区总有足够的资源给将要切换过来的UE。准备时间被建模为一个常数协议延缓,在图中表示为P。准备完成以后,服务小区在下行向UE发送切换命令信息。
-LTE系统的切换流程
图例:
UEL3信令L1/L2信令
用户数据
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eNB
分组数据
上行资源分配
-GW分组数据
RRC连接重配置信息
走开源小区并与把缓存内正在传输的
新小区进行同步分组数据传给目标eNB
数据前传
储存源eNB
的分组数据
+UE准时
分组数据分组数据
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分组数据
结束表记
下边对上图的详细流程进行介绍。
步骤1:源eNodeB对UE进行丈量配置,UE的丈量结果将用于辅助源eNodeB进行切换判决。
步骤2:UE依据丈量配置,进行丈量上报。
步骤3:源eNodeB参照UE的丈量上报结果,依据自己的切换算法,进行切换判决。
步骤4:源eNodeB向目标eNodeB发送切换央求信息,该信息包含切换准备的相关信息,主要有UE的X2和S1信令上下文参照、目标小区表记、密钥KeNodeB*、RRC上下文、AS配置、E-UTRAN无线接入承载(E-RAB,E-UTRANRadioAccessBearer)上下文等。同时也包含源小区物理层表记和信息鉴权考据
码,用于可能的切换失败后的恢复过程。UE的X2和S1信令上下文参照可以帮助目标eNodeB找到源eNodeB的地址。E-RAB上下文包含必需的无线网络层
RLN,RadioNetworkLayer)和传输层(TNL,TransportNetworkLayrer寻址信息以及E-RAB的服务质量(QoS,QualityofService)信息等。切换准备信息有一部分是包含于接口信息自己的(比方目标小区表记),另一部分存在于接口消
息的RRC容器(RRCcontainer)中(比方RRC上下文)。步骤5:目标eNodeB
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依据收到的E-RABQoS信息进行采纳控制,以提升切换的成功率。采纳控制要
考虑预留相应的资源、C-RNTI以及分配专用随机接入Preamble码等。目标小区所使用的AS配置可以是完好独立于源小区的完好配置,也可以是在源小区基础之上的增量配置(增量配置是指对同样的部分不进行配置,只经过信令重配不
同的部分,UE对于没有收到的配置,将连续使用原配置)。
步骤6:目标eNodeB进行L1/L2的切换准备,同时向源eNodeB发送切换央求ACK信息。该信息中包含一个RRCcontainer,详细内容是触发UE进行切换的切换命令。源eNodeB切换命令采纳透传的方式(不做任何更正),发送给
UE。切换命令中包含新的C-RNTI、目标eNodeB的事例算法表记,有可能还携带随机接入专用Preamble码、接入参数、系统信息等。假如有必需,切换央求
ACK信息中还有可能携带RNL/TNL信息,用于数据前转。当源eNodeB收到切换央求ACK信息也许是向UE转发了切换命令以后,就可以开始数据前转了。
步骤7:切换命令(携带了挪动性控制信息的RRC连接重配置信息)是由
目标eNodeB生成的,经过源eNodeB将其透传给UE。源eNodeB对这条信息进行必需的加密和完好性保护。当UE收到该信息以后,就会利用该信息中的相关参数倡导切换过程。UE不需要等候低层向源eNodeB发送的混杂自动重传央求(HARQ,HybridAutomaticRepeatreQuest)/自动重传央求(ARQ,AutomaticRepeatreQuest)响应,就可以倡导切换过程。
步骤8:源eNodeB发送序列号(SN,SequenceNumber)状态传输信息到
目标eNodeB,传递E-RAB(仅那些需要保留PDCP状态的E-RAB需要执行SN状态的转发,对应于RLCAM模式)的上行PDCPSN接收状态和下行PDCPSN发送
状态。上行PDCPSN接收状态最少包含了挨次接收的最后一个上行SDU的PDCP
SN,也可能包含以比特映照的形式表示的那些造成接收乱序的扔掉的上行SDU
SN(假如有这样的SDU的话,这些SDU可能需要UE在目标小区进行重
传)。下午PDCPSN发送状态指示了在目标eNodeB应该分配的下一个SDU序号。假如没有E-RAB需要传递PDCP的状态报告,源eNodeB可以省略这条信息。
步骤9:UE收到切换命令今后,执行与目标小区的同步,假如在切换命令中配置了随机接入专用Preamble码,则使用非竞争随机接入流程接入目标小
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区,假如没有配置专用Preamble码,则使用竞争随机接入流程接入目标小区。
UE计算在目标eNodeB所需使用的密钥并配置网络选择好的在目标eNodeB使
用的安全算法,用于切换成功以后与目标eNodeB进行通讯。
步骤10:网络回复上行资源分配指示和准时提前。
步骤11:当UE成功接入目标小区后,UE发送RRC连接重配置完成信息,
向目标eNodeB确认切换过程完成。假如资源同意,该信息也可能陪同着一个上行缓存状态报告(BSR,BufferStatusReport)的改进。目标eNodeB经过接收
RRC连接重配置完成信息,确认切换成功。至此,目标eNodeB可以开始向UE发送数据。
步骤12:目标eNodeB向MME发送一个路径变换央求信息来见告UE更换了小区。此时空口的切换已经成功完成。
步骤13:MME向S-GW发送用户平面更新央求信息。
步骤14:S-GW将下行数据路径切换到目标eNodeB侧。S-GW在旧路径上发送一个或多个“endmarker包”到源eNodeB,而后就可以开释源eNodeB的用户平面资源。
步骤15:S-GW向MME发送用户平面更新响应信息。
步骤16:MME向目标eNodeB发送路径变换央求ACK信息。步骤12~16
就完成了路径变换过程,该过程的目的是将用户平面的数据路径从源eNodeB转到目标eNodeB。在S-GW变换了下行路径今后,前转路径和新路径的下行包在目标eNodeB可能会交替到达。目标eNodeB应该第一传达全部的前转数据
包给UE,而后再传达从头路径接收的包。在目标eNodeB使用这一方法可以强
制性保证正确的传输序次。为了辅助在目标eNodeB的重排功能,S-GW在E-
RAB变换路径今后,马上在旧路径发送一个也很多个“endmarker包”。“end
marker包”内不含用户数据,由GTP头指示。在完成发送含有标记符的包今后,S-GW不该该在旧路径发送任何数据包。在收到“endmarker包”今后,假如前转对这个承载是激活的,源eNodeB应该将此包发送给目标eNodeB。在察觉了
“endmarker包”今后,目标eNodeB应该扔掉“endmarker包”并倡导任何必需的流程来保持用户的挨次递交,这些数据是经过X2口前转的也许路径变换今后从
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S-GW经过S1口接收的。步骤17:目标eNodeB向源eNodeB发送UE上下文开释信息,通知源eNodeB切换的成功并触发源eNodeB的资源开释。目标
eNodeB在收到从MME发回的路径变换ACK信息今后发送这条信息。
步骤18:收到UE上下文开释信息以后,源eNodeB可以开释无线承载和与UE上下文相关的控制平面资源。任何正在进行的数据前转将连续进行。
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