指从任何地点用户都能进入一个或多个通信网进行通信的特性。
本词条以LTE为例介绍LTE技术中的连线状态下的移动性管理。
基本介绍
- 中文名:连线状态下的移动性管理
- 外文名:Mobility management state of the connection
- 套用学科:通信
LTE系统内的移动性
Intra-eNodeB切换
当UE从当前所处的服务小区切换到同一eNodeB下的另一小区时,会发生Intra-eNodeB切换。

(1) UE向eNodeB传送MeasurementReport讯息(其中包含MeasResults信元),以通知eNodeB当前无线链路已经变差且达到触发切换测量事件的条件。
(2) eNodeB依据UE上报的测量结果,决定启动切换流程。
(3) eNodeB向UE传送RRCConnectionReconfiguration讯息(讯息中包含mobilityControlInfo),要求UE执行切换。
(4) UE收到RRCConnectionReconfiguration讯息后,通过基于竞争的随机接入过程或无竞争的随机接入过程发起向目标小区的上行同步。
(5) eNodeB给UE传送上行定时指令。
(6) 当UE成功接入到目标小区后,给eNodeB返回RRCConnectionReconfigurationComplete。
基于X2接口的切换
当两个eNodeB之间存在X2接口时,UE从当前所驻留的服务小区切换到另一eNodeB时,可採用基于X2接口的切换。下面将对MME和ServingGateway均不发生变化的情况下,基于X2接口的切换流程进行介绍,其实现流程如图2所示。
(1) UE向源eNodeB传送MeasurementReports讯息(其中包含MeasResults信元),以通知源eNodeB当前无线链路已经变差且达到触发切换测量事件的条件。
(2) eNodeB依据UE上报的测量结果,决定启动切换流程。
(3) 源eNodeB向目标eNodeB传送HandoverRequest讯息,以通知目标eNodeB準备切换时,所需要的MMEUES1APID、E-RABsToBeSetupList、RRCContext(其中包含HandoverPreparationInformation讯息)等UE上下文信息。

(4) 目标eNodeB準备好L1/L2切换所必须的资源,然后向源eNodeB传送HandoverRequestAcknowledge讯息,其中包括E-RABAdmittedList、TargeteNodeBToSourceeNodeBTransparentContainer(其中包含HandoverCommand讯息,该讯息由目标eNodeB产生,通过X2接口传送给源eNodeB,最后由源eNodeB发给UE)等信元。
(5) 源eNodeB在接收到目标eNodeB传送的HandoverRequestAcknowledge讯息后,向UE传送RRCConnectionReconfiguration讯息(讯息中包含mobilityControlInfo),要求UE执行切换。
(6) 源eNodeB向目标eNodeB传送SNSTATUSTRANSFER讯息,以传递採用PDCP状态保留(即RLCAM)的E-RAB的上行链路PDCPSN接收机状态和下行链路PDCPSN传送机状态。
(7) UE收到RRCConnectionReconfiguration讯息后,通过基于竞争的随机接入过程或无竞争的随机接入过程发起向目标eNodeB的上行同步。
(8) 目标eNodeB给UE传送上行定时指令。
(9) 当UE成功接入到目标eNodeB后,给目标eNodeB返回RRCConnectionReconfigurationComplete讯息,并开始与UE间的数据传送。
(10)目标eNodeB传送PathSwitchRequest讯息给MME,以通知MME,UE所在服务小区已发生变更。
(11)MME传送UpdateUserPlaneRequest给ServingGW。
(12)ServingGW将下行数据路径切换到目标eNodeB上,然后向源eNodeB传送EndMarker,随后源eNodeB传送EndMarker给目标eNodeB,协助目标eNodeB重排序。
(13)ServingGW传送UpdateUserPlaneResponse给MME。
(14)MME传送PathSwitchRequestAcknowledge讯息,确认PathSwitch成功。
(15)目标eNodeB传送UECentextRelease讯息给源eNodeB,以通知源eNodeB切换成功,触发其释放资源。
(16)eNodeB释放其相关资源。
基于S1接口的切换
当两个eNodeB之间不存在X2接口,或X2接口不可用时,UE从当前所驻留的服务小区切换到另一eNodeB时,可採用基于S1接口的切换。下面将对MME和ServingGateway均不发生变化的情况下,基于S1接口的切换流程进行介绍,其实现流程如图3所示。
(1) UE向源eNodeB传送MeasurementReports讯息(其中包含MeasResults信元),以通知源eNodeB当前无线链路已经变差,且达到触发切换测量事件的条件。
(2) eNodeB依据UE上报的测量结果,决定启动切换流程。
(3) 源eNodeB传送HandoverRequired讯息给MME,发起切换流程,在该讯息中包含MMEUES1APID、eNodeBUES1APID、SourcetoTargetTransparentContainer等参数。
(4) MME传送HandoverRequest讯息给目标eNodeB,该讯息中包含E-RABsAdmittedList、TargettoSourceTransparentContainer等参数。
(5) 目标eNodeB收到MME发来的HandoverRequest讯息后,创建UE上下文,包含承载信息、安全上下文等,然后返回HandoverRequestAcknowledge讯息给MME。
(6) MME传送一个HandoverCommand讯息到源eNodeB,携带了用于数据转发的IP和TEID。
(7) 源eNodeB向UE传送RRCConnectionReconfiguration讯息(包含MobilityControlInfo)。
(8) 当源eNodeB认为即将冻结传输端/接收端状态时,将停止向下行SDU分配PDCPSN,同时向MME传送eNBStatusTransfer。
(9) MME收到源eNodeB发来的eNBStatusTransfer后,向目标eNodeB传送MMEStatusTransfer,即实现从源eNodeB经由MME向目标eNodeB传输上行PDCPSN和HFN接收方状态,以及下行PDCPSN和HFN传送方状态的目的。

(10)UE收到RRCConnectionReconfiguration讯息后,通过基于竞争的随机接入过程或无竞争的随机接入过程发起向目标eNodeB的上行同步。
(11)目标eNodeB给UE传送上行定时指令。
(12)在UE成功地同步到目标小区后,给目标eNodeB返回RRCConnectionReconfigurationComplete讯息,切换上行路逕到目标侧。
(13)目标eNB将向MME传送HandoverNotify讯息,通知MME,UE已经到达目标小区并完成切换。
(14)MME传送ModifyBearerRequest讯息给S-GW,携带目标eNodeB分配给S1-U的IP和TEID。
(15)S-GW返回ModifyBearerResponse讯息给MME,表明更新成功。
(16)MME传送UEContextReleaseCommand讯息给源eNodeB,通知eNodeB释放资源。
(17)源eNodeB收到MME发来的UEContextReleaseCommand讯息后,释放其资源并回响UEContextReleaseComplete讯息。
LTE与2G,3G之间的移动性
为了保证用户的业务体验,需要考虑系统间业务的连续性问题。本书7.1节中已经对空闲模式下的移动性方案(如小区选择、重选等)进行了介绍,本节主要针对连线模式下系统间的移动性方案进行介绍。
LTE与2G,3G之间的PS域切换
1.LTE与UMTS之间的PS域切换
(1) LTE系统到UMTS系统的PS域切换。
LTE系统到UMTS系统的PS域切换流程如图4所示。

①源eNodeB决定发起切换流程。
②源eNodeB向源MME传送HandoverRequired讯息,其中包含S1APCause、TargetRNCIdentifier、CSGID、CSGaccessmode、SourceeNodeBIdentifier、SourcetoTargetTransparentContainer等参数,以通知目标系统準备资源。
③源MME向目标SGSN传送ForwardRelocationRequest讯息,以初始化切换所需的资源分配过程。
④目标SGSN向目标RNC传送RelocationRequest讯息,要求目标RNC建立RABs。目标RNC完成资源分配后,向目标SGSN传送RelocationRequestAcknowledge讯息,以告知SourceRNCtoTargetRNCTransparentContainer,RABssetuplist等。
⑤目标SGSN向源MME传送ForwardRelocationResponse讯息,该讯息中包含TargettosourceTransparentContainer,RABSetupInformation等相关参数。
⑥源MME完成切换前的準备工作后,向源eNodeB传送HandoverCommand讯息。
⑦源eNodeB收到源MME传送的HandoverCommand讯息后,向UE传送HOfromE-UTRANCommand讯息,要求UE执行切换。
⑧UE依据上一步HOfromE-UTRANCommand讯息中所收到的参数开始执行切换过程;当UE成功接入到UTRAN系统后,给目标RNC传送HandovertoUTRANComplete讯息。
⑨目标RNC向目标SGSN传送RelocationComplete讯息,告知目标SGSN重定位完成。
⑩目标SGSN传送ForwardRelocationCompleteNotification讯息给源MME,告知源MME重定位已完成,UE已成功接入UTRAN系统;源MME收到讯息后,返回确认讯息ForwardRelocationCompleteAcknowledge。
目标SGSN给目标S-GW传送ModifyBearerRequest讯息,通知目标S-GW修改相应的承载信息,以完成切换;目标S-GW传送ModifyBearerResponse讯息给目标SGSN,表明更新成功。
若UE所在路由区发生变化,则需要进行路由区更新。
源eNodeB释放相关资源。
(2) UMTS系统到LTE系统的PS域切换。
UMTS系统到LTE系统的PS域切换流程如图5所示。

①源RNC决定发起切换流程。
②源RNC向源SGSN传送RelocationRequired讯息,以通知目标系统準备资源。
③源SGSN向目标MME传送ForwardRelocationRequest讯息,以初始化切换所需的资源分配过程。
④目标MME向目标eNodeB传送HandoverRequest讯息,要求目标eNodeB建立承载;目标eNodeB完成资源分配后,向目标MME传送HandoverRequestAcknowledge讯息,以告知TargettoSourceTransparentContainer、EPSBearerssetuplist等。
⑤目标MME向源SGSN传送ForwardRelocationResponse讯息,该讯息中包含MMEAddressforcontrolplane、AddressandTEIDforDataForwarding等相关参数。
⑥源SGSN完成切换前的準备工作后,向源RNC传送RelocationCommand讯息。
⑦源RNC收到源SGSN传送的RelocationCommand讯息后,向UE传送HOfromUTRANCommand讯息,要求UE执行切换。
⑧UE移动到E-UTRAN系统下,并执行相应的接入过程;当UE成功接入到E-UTRAN系统后,给目标eNodeB传送HandovertoE-UTRANComplete讯息。
⑨目标eNodeB向目标MME传送HandoverNotify讯息,告知目标MMEUE已成功接入目标eNodeB。
⑩目标MME传送ForwardRelocationCompleteNotification讯息给源SGSN,告知源SGSN重定位已完成,UE已成功接入E-UTRAN系统;源SGSN收到该讯息后返回确认讯息ForwardRelocationCompleteAcknowledge。
目标MME给目标S-GW传送ModifyBearerRequest讯息,通知目标S-GW修改相应的承载信息,以完成切换;目标S-GW传送ModifyBearerResponse讯息给目标MME,表明更新成功。
若UE所在跟蹤区发生变化,则需要进行跟蹤区更新。
源RNC释放相关资源。
2.LTE与GSM之间的PS域切换
(1) LTE系统到GSM系统的PS域切换。
LTE系统到GSM系统的PS域切换流程如图6所示。
①源eNodeB决定发起切换流程。
②源eNodeB向源MME传送HandoverRequired讯息,以通知目标系统準备资源。
③源MME向目标SGSN传送ForwardRelocationRequest讯息,以初始化切换所需的资源分配过程。
④目标SGSN向目标BSS传送PSHandoverRequest讯息,要求目标BSS建立必要的资源(PFCs);目标BSS完成资源分配后,向目标SGSN传送PSHandoverRequestAcknowledge讯息,以告知LocalTLLI、TargetBSStoSourceRNCTransparentContainer以及listofsetupPFCs等。
⑤目标SGSN向源MME传送ForwardRelocationResponse讯息,该讯息中包含TargettosourceTransparentContainer、AddressandTEIDforUserTrafficDataForwarding等相关参数。
⑥源MME完成切换前的準备工作后,向源eNodeB传送HandoverCommand讯息。

⑦源eNodeB收到源MME传送的HandoverCommand讯息后,向UE传送HOfromE-UTRANCommand讯息,要求UE执行切换。
⑧UE移动到GERAN系统下,并依据上一步HOfromE-UTRANCommand讯息中所收到的参数开始执行切换过程。
⑨当UE成功接入到GERAN系统后,通过目标BSS转发XIDresponse讯息到目标SGSN。
⑩目标BSS成功接收到第一个正确的RLC/MACblock时,给目标SGSN传送PSHandoverComplete讯息,告知目标SGSN切换完成。
目标SGSN传送ForwardRelocationCompleteNotification讯息给源MME,告知源MME重定位已完成,UE已成功接入GERAN系统;源MME收到讯息后,返回确认讯息ForwardRelocationCompleteAcknowledge。
目标SGSN给目标S-GW传送ModifyBearerRequest讯息,通知目标S-GW修改相应的承载信息,以完成切换;目标S-GW传送ModifyBearerResponse讯息给目标SGSN,表明更新成功。
目标SGSN发起LLC/SNDCPXID协商。
UE完成重配过程后,将发起路由区更新。
源eNodeB释放相关资源。
(2) GSM系统到LTE系统的PS域切换
GSM系统到LTE系统的PS域切换流程如图7所示。

①源eNodeB决定发起切换流程。
②源BSS向源SGSN传送PSHandoverRequired讯息,以通知目标系统準备资源。
③源SGSN向目标MME传送ForwardRelocationRequest讯息,以初始化切换所需的资源分配过程。
④目标MME向目标eNodeB传送HandoverRequest讯息,要求目标eNodeB建立承载;目标eNodeB完成资源分配后,向目标MME传送HandoverRequestAcknowledge讯息,以告知TargettoSourceTransparentContainer、EPSBearerssetuplist等。
⑤目标MME向源SGSN传送ForwardRelocationResponse讯息,该讯息中包含MMEAddressforcontrolplane、AddressandTEIDforDataForwarding等相关参数。
⑥源SGSN完成切换前的準备工作后,向源BSS传送PSHORequiredAcknowledge讯息。
⑦源BSS收到源SGSN传送的PSHORequiredAcknowledge讯息后,向UE传送PSHandoverCommand讯息,要求UE执行切换。
⑧UE移动到E-UTRAN系统下,并执行相应的接入过程;当UE成功接入到E-UTRAN系统后,给目标eNodeB传送HOtoE-UTRANComplete讯息。
⑨目标eNodeB向目标MME传送HandoverNotify讯息,告知目标MMEUE已成功接入目标eNodeB。
⑩目标MME传送ForwardRelocationCompleteNotification讯息给源SGSN,告知源SGSN切换已完成,UE已成功接入E-UTRAN系统;源SGSN收到该讯息后返回确认讯息ForwardRelocationCompleteAcknowledge。
目标MME给目标S-GW传送ModifyBearerRequest讯息,通知目标S-GW修改相应的承载信息,以完成切换;目标S-GW传送ModifyBearerResponse讯息给目标MME,表明更新成功。
源BSS释放相关资源。
若UE所在跟蹤区发生变化,则需要进行跟蹤区更新。
3.LTE到CDMA20001xRTT系统的移动性管理
为了支持用户从E-UTRAN到COMA20001xRTT网路的移动性,需要在E-UTRAN的BCCH信道上广播COMA20001xRTT的系统信息。UE在RRC_IDLE和RRC_CONNECTED状态下,需要监听E-UTRAN系统的BCCH信道,从而获取COMA20001xRTT的系统信息,以準备到COMA20001xRTT的小区重选和切换。当然,网路侧也可以通过专有信令来下发COMA20001xRTT的系统信息,其系统信息主要包括如下内容。
-COMA20001xRTT邻区信息。
-COMA20001x定时参考。
-COMA20001xRTTCSFallback信息。
(1) COMA20001xRTT网路的测量
COMA20001xRTT网路测量事件和测量参数符合3GPP系统间测量机制。
(2) 激活状态的测量控制
在RRC_CONNECTED模式,UE可进行COMA20001xRTT网路的无线测量。网路侧通过RRC专有信令向UE提供COMA20001xRTT邻区列表信息和测量控制信息。如果需要,eNodeB可以配置并激活COMA20001xRTT测量,且支持周期性和事件触发的测量。
当UE仅有一个射频模组时,需要一个测量间隔,以使得UE能够转到COMA20001xRTT网路进行无线测量。该测量间隔由网路控制,即由eNodeB通过RRC信令下发给UE。但当UE有两个射频模组时,UE则无需从E-UTRAN网路离开就可进行COMA20001xRTT测量,故无需测量间隔。
(3) 激活状态测量
在RRC_CONNECTED状态,UE测量COMA20001xRTT邻区的信号强度并通过RRC讯息上报网路。
(4) 切换过程
当网路做出切换决定后,注册和切换立即被执行。根据UE上报的测量报告,eNodeB通过RRCHandoverfromE-UTRANPreparationRequest讯息告诉UE启动切换过程。切换讯息需要包含具体目标网路的类型和UE建立向COMA20001xRTT网路连线请求所需要的所有COMA20001xRTT网路的相关参数。
当切换成功后,E-UTRAN将传送RRCMobilityfromE-UTRAN讯息(其中包含CDMA2000HandoverCommand)给UE,UE收到该讯息后,切换完成。
网路协助的小区变更
在GERAN系统不支持PS切换时,为了保证用户能够有更好的数据业务体验,将採用网路协助的小区变更功能来实现E-UTRAN到GERAN的切换。
该功能指在小区变更前,源E-UTRAN小区和目标GERAN小区通过RIM(RANInformationMangement,RAN信息管理)交换系统信息,其示意图如图8所示。RIM为RAN节点间套用层的信息互动提供了一个通用的机制,RIM通过MME和SGSN核心网节点进行透传,RIM涉及的接口包括Gb、Iu、S1、Gn、S3。此外,网路协助的小区变更功能中,源小区向需要进行切换的UE提供允许分组接入的目标小区的系统信息,可降低UE在小区变更时的服务中断时间。

语言业务解决方案
1.CSFB
CSFB(CSFallBack,CS语音回退技术)是3GPPR8中CSoverPS研究课题之一,其背景是当LTE和GSM/UMTS多模终端仅有一个射频模组时,即终端在使用LTE接入时,无法收、发GSM/UMTS电路域业务信号,为了使得UE在LTE接入下能够发起话音等CS业务,接收到话音等CS业务的寻呼,并且能够对UE在LTE接入下正在进行的PS业务进行正确的处理,因此产生了CSFB技术。
CSFB技术中,在E-UTRAN和UTRAN/GERAN的双覆盖区域,对话音、定位业务和补充业务,LTE/EPC网路能触发UE从E-UTRAN接入回退到UTRAN/GERAN网路接入并进行CS业务。
在LTE/EPC网路建网初期,如果运营商已经有成熟的GERAN/UTRAN网路,出于对CS投资的保护和LTE/EPC的部署策略,运营商可以採用原有的CS域语音方案来提供语音服务,而LTE/EPC仅处理数据业务(包括IMS数据业务)。
需要注意的是,只有在E-UTRAN与UTRAN/GERAN的重叠区域,并且用户也具有CSFB功能的时候,CSFB技术才能使用。
除了传统的语音业务,CS域其他的业务,CS域的UDI视频、定位业务以及补充业务等也都可以通过CSFB技术提供给LTE的用户。需要说明的是,对短讯息业务,UE不需要回退到CS网路,在LTE下即可收发短讯息。
2.SRVCC
在LTE网路发展过程中,可能会出现LTE网路在部分地区能够提供VoIP业务,但不能实现VoIP业务的全覆盖的场景。因此,此时可以借用2G/3G网路电路域的覆盖来保证业务本身的全覆盖。在LTE网路覆盖好的地区使用基于IMS的VoIP业务,当用户到达LTE网路覆盖边缘却具备良好2G/3G网路覆盖时,在LTE网路控制下,将用户正在进行的VoIP通话接续到2G/3G网路电路域。
当支持LTE和GSM/UMTS的双模终端无法实现双模双待双通时,UE无法同时附着到LTE和GSM/UMTS系统上进行收发数据或者进行通话。因此,3GPP对R7版本中双射频终端语音连续性机制进行了修改,以保证单射频终端的语音连续性,并称为SRVCC技术,包括E-UTRAN与UTRAN/GERAN之间的SRVCC以及E-UTRAN与3GPP21xCS的SRVCC,还包括UTRAN的HSPAVoIP与UTRAN/GERAN的CS域间的SRVCC。
SRVCC实际上是个切换过程,要求运营商已经部署了IMS网路。
SRVCC技术可能在LTE网路部署的前期和中期使用。随着LTE网路的覆盖扩大,SRVCC技术的使用逐渐减少。