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1、9.4移动性管理,空闲状态下LTE接入系统内的移动性 连接状态下LTE接入系统内的移动性管理 3GPP无线接入系统之间的移动性管理,9.4.1空闲状态下LTE接入系统内的移动性管理,引入概念：跟踪区跟踪区是LTE/SAE系统为UE的位置管理新设立的概念。其功能与3G的位置区和路由区类似。,空闲状态主要特征： UE与网络之间没有信令连接，在E-UTRAN中不为UE分配无线资源并且没有建立UE上下文。 UE与网络之间没有S1-MME和S1-U连接。 当处于空闲状态的UE在有下行数据到达时，数据应终止在Serving GW，并由MME发起寻呼。 网络对UE位置所知的精度为TA级别。 当UE改变驻留的
2、小区时，应执行小区更新。 当UE进入未注册的新跟踪区时，应执行TA更新。 UE在小区间移动时自动执行小区选择和重选以及PLMN选择过程。 E-UTRAN在EPC的辅助下执行区域限制功能。 应具有节省电力的功能，例如使用非连续接收功能。,1空闲状态空闲状态指EPS连接性管理的空闲状态（ECM-Idle）,2.信令缩减空闲模式信令缩减（Idle mode Signaling Reducion，ISR）方法的目的是考虑空闲用户在不同系统（尤其是2G/3G系统与LTE/SAE系统）间频繁移动时，缩减注册/更新信令的数量。信令流程如图9-10所示,图9-10 UE从SAE系统进入2G/3G系统的信令流程
3、,3寻呼与控制面建立,对于空闲状态的UE，当下行数据到达核心网时，要对UE进行寻呼。具体流程如图9-11所示。,图9-11 S1接口寻呼信令,MME通过S1接口向eNodeB发送寻呼请求，要求相关TA中的所有小区都向UE发送寻呼消息。UE在NAS层返回对MME的寻呼响应，将基于非接入层的路由信息发送到MME。,UE从空闲状态转移到连接状态的信令过程如图9-12所示。,图9-12 寻呼与初始承载建立,eNode B收到“初始上下文建立请求”消息后，在eNode B内为UE建立上下文，并对UE执行必需的RRC过程，如建立无线承载。如果eNode B内以及空中接口的操作都成功完成，eNode B将向
4、MME发送“初始上下文建立完成”消息；如果有失败的操作，则发送“初始上下文建立失败”消息。,9.4.2连接状态下LTE接入系统内的移动性管理,1.连接状态连接状态指EPS连接性管理的连接状态。主要特征： UE与网络之间有信令连接，这个信令连接包括RRC连接和S1-MME连接两部分。 网络对UE位置所知精度为小区级。 在此状态的UE移动性管理由切换过程控制。 当UE进入未注册的新跟踪区时，应执行TA更新。 S1释放过程将使UE从ECM-CONNECTED状态迁移到ECM-IDLE状态。,2.LTE接入系统内的移动性管理LTE接入系统内的移动性管理，处理在连接状态下UE的移动，包括核心网节点的重点
5、位和UE切换过程，这些过程应包括源系统的切换决策、目标系统中的资源准备、指挥UE接入新的无线接入网以及最终释放在源系统中的资源等功能。,3.不涉及EPC节点重定位的移动性管理控制平面的处理过程当LTE接入系统内的切换在同一个MME内执行时，切换过程不涉及这个MME，即由源eNodeB直接与目标eNodeB通过X2接口进行交互，如图9-13所示。,图9-13 MME/Serving GW内部切换过程,第0步：对于连接状态的UE，源eNodeB已经从MME Serving GW获得漫游限制的信息。 第1步：源eNodeB根据漫游限制配置UE的测量过程。 第2步：UE根据预定的测量规划发送测量报告。
6、 第3步：源eNodeB根据这些测量报告及RRM信息决定UE是否进行切换。 第4步：当源eNodeB决定UE需要切换时，向目标eNodeB发送“切换请求”消息。 第5步：目标eNodeB可以根据QoS信息执行接纳控制。 第6步：目标eNodeB配置L1/L2并向源eNodeB发送“切换请求确认” 。,第7-13步用于提供切换过程中保证数据无损的机制 第7步：源eNodeB产生RRC消息“切换指令”发送给UE。 第8步：UE执行同步过程，同步到目标eNodeB，并启动获得上行定时提前。 第9步：网络对同步进行响应，包括上行分配和定时提前。 第10步：当UE成功接入目标eNodeB后，UE向目标e
7、NodeB发送“切换确认”消息指示UE的切换过程完成。 第11步：目标eNodeB向MME发送“切换完成”消息，通知MME为UE服务的eNodeB已经发生变化。,第12步：MME向ServingGW发送“用户面更新请求”消息，通知ServingGW用户平面的连接需要从源eNodeB切换到目标eNodeB。 第13步：用户平面切换下行路径到目标侧。 第14步：ServingGW向MME返回“用户面更新响应”消息。 第15步：MME向目标eNodeB返回“切换完成确认”消息。 第16步：目标eNodeB向源eNodeB发送“释放资源”消息。 第17步：一旦收到“释放资源”消息，源eNodeB释放于
8、这个UE相关的无线和控制平面资源。,用户平面的处理过程切换过程中在用户平面进行如下处理，可保证避免数据的丢失，并能够支持无缝、无损的切换业务。,4.涉及EPC节点重定位的移动性管理涉及EPC节点重定位的移动性管理过程包括MME重定位和ServingGW重定位。,源侧发起的重定位通常发生于切换过程中，如图9-14所示。,图9-14 连接状态重定位流程,目标侧发起的重定位通常用于UE从空闲状态迁移到连接状态的过程中，如执行跟踪区更新，如图9-15所示。,图9-15 目标侧发起的重定位流程,5.路径切换LTE在网络架构上的考虑是在不影响系统性能的情况下，尽量多地引入IP机制。由于网络架构的扁平化，在
9、用户平面，eNode B可以直接与Serving GW相连，用户平面数据隧道的两端分别是eNode和Serving GW。因此在切换过程中，用户平面的路径采用何种方式切换也是一个讨论的焦点问题。路径切换4种基本方案如图9-16所示。,图9-16 路径切换方案,通过比较，LTE中最终选用图9-16（a）所示方案作为LTE系统内路径切换的方案。该方案的特点为：与传统3G的路径切换方法相似；信令全部通过控制平面发送；要MME与Serving GW的接口。,9.4.3 3GPP无线接入系统之间的移动性管理,3GPP无线接入系统之间的移动性管理，主要指UMTS/GPRS系统到LTE系统、LTE系统到UM
10、TS/GPRS系统的移动性管理。3GPP无线接入系统间的切换都采用后向切换的方式，即目标系统预留切换所需要的资源。,1.UMTS/GPRS到LTE/SAE的3GPP系统间切换UMTS/GPRS到LTE/SAE的3GPP系统间切换信令流程如图9-17所示。,图9-17 UMTS/GPRS到LTE/SAE切换信令流程,2.LTE/SAE到UMTS/GPRS的3GPP系统间切换LTE/SAE到UMTS/GPRS的3GPP系统间切换信令流程如图9-18所示。,图9-18 LTE/SAE到UMTS/GPRS系统的切换信令流程,3.切换触发在LTE/SAE系统引入MME池区的概念后，认为在一个MME池区内
11、的所有eNodeB之间应该有X2接口连接，这样的全连接方式一方面保证了E-UTRAN中各eNodeB间执行小区干扰协调功能，另一方面使得通过X2接口进行切换准备成为可能，如图9-19所示。,（a）不依赖源eNode B与 目标系统的S1连接的切换过程,（b）依赖于源eNode B 与目标系统的S1连接的 切换过程,图9-19 通过不同接口的信令流程,4.数据转发和双播在3G UMTS系统，PS域切换过程中保证数据不丢失的方法是执行数据转发。当切换开始时，源系统将从网络陆续到达的下行数据转发给目标系统，在UE从源系统终止连接一直到同步到目标系统过程中，要保证网络下发的下行数据不丢失，转发到目标系统后继续发送给UE。系统间切换的数据转发过程如图9-20所示。,图9-20 LTE切换至UMTS的下行数据转发,当LTE/SAE引入基于IP的传输网络及部分IP管理机制时，使用IP网中已有机制解决数据丢失的方法也随之提出，即使用双播（Bi-casting）技术。双播机制的使用示意如图9-21所示。,图9-21 LTE切换至UMTS的下行数据双播,如果切换发生在LTE系统内部，则源eNodeB将切换准备过程中缓冲的下行数据通过X2接口转发给目标eNode B，如图9-22所示。,图9-22 LTE系统内切换的下行数据转发,
