指從任何地點用戶都能進入一個或多個通信網進行通信的特性。
本詞條以LTE為例介紹LTE技術中的連線狀態下的移動性管理。
基本介紹
- 中文名：連線狀態下的移動性管理
- 外文名：Mobility management state of the connection
- 套用學科：通信
LTE系統內的移動性,Intra-eNodeB切換,基於X2接口的切換,基於S1接口的切換,LTE與2G，3G之間的移動性,LTE與2G,3G之間的PS域切換,網路協助的小區變更,語言業務解決方案,
LTE系統內的移動性
Intra-eNodeB切換
當UE從當前所處的服務小區切換到同一eNodeB下的另一小區時，會發生Intra-eNodeB切換。
圖1 Intra-eNodeB切換信令流程（1） UE向eNodeB傳送MeasurementReport訊息（其中包含MeasResults信元），以通知eNodeB當前無線鏈路已經變差且達到觸發切換測量事件的條件。
（2） eNodeB依據UE上報的測量結果，決定啟動切換流程。
（3） eNodeB向UE傳送RRCConnectionReconfiguration訊息（訊息中包含mobilityControlInfo），要求UE執行切換。
（4） UE收到RRCConnectionReconfiguration訊息後，通過基於競爭的隨機接入過程或無競爭的隨機接入過程發起向目標小區的上行同步。
（5） eNodeB給UE傳送上行定時指令。
（6） 當UE成功接入到目標小區後，給eNodeB返回RRCConnectionReconfigurationComplete。
基於X2接口的切換
當兩個eNodeB之間存在X2接口時，UE從當前所駐留的服務小區切換到另一eNodeB時，可採用基於X2接口的切換。下面將對MME和ServingGateway均不發生變化的情況下，基於X2接口的切換流程進行介紹，其實現流程如圖2所示。
（1） UE向源eNodeB傳送MeasurementReports訊息（其中包含MeasResults信元），以通知源eNodeB當前無線鏈路已經變差且達到觸發切換測量事件的條件。
（2） eNodeB依據UE上報的測量結果，決定啟動切換流程。
（3） 源eNodeB向目標eNodeB傳送HandoverRequest訊息，以通知目標eNodeB準備切換時，所需要的MMEUES1APID、E-RABsToBeSetupList、RRCContext（其中包含HandoverPreparationInformation訊息）等UE上下文信息。
圖2 基於X2接口切換的信令流程（4） 目標eNodeB準備好L1/L2切換所必須的資源，然後向源eNodeB傳送HandoverRequestAcknowledge訊息，其中包括E-RABAdmittedList、TargeteNodeBToSourceeNodeBTransparentContainer（其中包含HandoverCommand訊息，該訊息由目標eNodeB產生，通過X2接口傳送給源eNodeB，最後由源eNodeB發給UE）等信元。
（5） 源eNodeB在接收到目標eNodeB傳送的HandoverRequestAcknowledge訊息後，向UE傳送RRCConnectionReconfiguration訊息（訊息中包含mobilityControlInfo），要求UE執行切換。
（6） 源eNodeB向目標eNodeB傳送SNSTATUSTRANSFER訊息，以傳遞採用PDCP狀態保留（即RLCAM）的E-RAB的上行鏈路PDCPSN接收機狀態和下行鏈路PDCPSN傳送機狀態。
（7） UE收到RRCConnectionReconfiguration訊息後，通過基於競爭的隨機接入過程或無競爭的隨機接入過程發起向目標eNodeB的上行同步。
（8） 目標eNodeB給UE傳送上行定時指令。
（9） 當UE成功接入到目標eNodeB後，給目標eNodeB返回RRCConnectionReconfigurationComplete訊息，並開始與UE間的數據傳送。
（10）目標eNodeB傳送PathSwitchRequest訊息給MME，以通知MME，UE所在服務小區已發生變更。
（11）MME傳送UpdateUserPlaneRequest給ServingGW。
（12）ServingGW將下行數據路徑切換到目標eNodeB上，然後向源eNodeB傳送EndMarker，隨後源eNodeB傳送EndMarker給目標eNodeB，協助目標eNodeB重排序。
（13）ServingGW傳送UpdateUserPlaneResponse給MME。
（14）MME傳送PathSwitchRequestAcknowledge訊息，確認PathSwitch成功。
（15）目標eNodeB傳送UECentextRelease訊息給源eNodeB，以通知源eNodeB切換成功，觸發其釋放資源。
（16）eNodeB釋放其相關資源。
基於S1接口的切換
當兩個eNodeB之間不存在X2接口，或X2接口不可用時，UE從當前所駐留的服務小區切換到另一eNodeB時，可採用基於S1接口的切換。下面將對MME和ServingGateway均不發生變化的情況下，基於S1接口的切換流程進行介紹，其實現流程如圖3所示。
（1） UE向源eNodeB傳送MeasurementReports訊息（其中包含MeasResults信元），以通知源eNodeB當前無線鏈路已經變差，且達到觸發切換測量事件的條件。
（2） eNodeB依據UE上報的測量結果，決定啟動切換流程。
（3） 源eNodeB傳送HandoverRequired訊息給MME，發起切換流程，在該訊息中包含MMEUES1APID、eNodeBUES1APID、SourcetoTargetTransparentContainer等參數。
（4） MME傳送HandoverRequest訊息給目標eNodeB，該訊息中包含E-RABsAdmittedList、TargettoSourceTransparentContainer等參數。
（5） 目標eNodeB收到MME發來的HandoverRequest訊息後，創建UE上下文，包含承載信息、安全上下文等，然後返回HandoverRequestAcknowledge訊息給MME。
（6） MME傳送一個HandoverCommand訊息到源eNodeB，攜帶了用於數據轉發的IP和TEID。
（7） 源eNodeB向UE傳送RRCConnectionReconfiguration訊息（包含MobilityControlInfo）。
（8） 當源eNodeB認為即將凍結傳輸端/接收端狀態時，將停止向下行SDU分配PDCPSN，同時向MME傳送eNBStatusTransfer。
（9） MME收到源eNodeB發來的eNBStatusTransfer後，向目標eNodeB傳送MMEStatusTransfer，即實現從源eNodeB經由MME向目標eNodeB傳輸上行PDCPSN和HFN接收方狀態，以及下行PDCPSN和HFN傳送方狀態的目的。
圖3 基於S1接口切換的信令流程（10）UE收到RRCConnectionReconfiguration訊息後，通過基於競爭的隨機接入過程或無競爭的隨機接入過程發起向目標eNodeB的上行同步。
（11）目標eNodeB給UE傳送上行定時指令。
（12）在UE成功地同步到目標小區後，給目標eNodeB返回RRCConnectionReconfigurationComplete訊息，切換上行路逕到目標側。
（13）目標eNB將向MME傳送HandoverNotify訊息，通知MME，UE已經到達目標小區並完成切換。
（14）MME傳送ModifyBearerRequest訊息給S-GW，攜帶目標eNodeB分配給S1-U的IP和TEID。
（15）S-GW返回ModifyBearerResponse訊息給MME，表明更新成功。
（16）MME傳送UEContextReleaseCommand訊息給源eNodeB，通知eNodeB釋放資源。
（17）源eNodeB收到MME發來的UEContextReleaseCommand訊息後，釋放其資源並回響UEContextReleaseComplete訊息。
LTE與2G，3G之間的移動性
為了保證用戶的業務體驗，需要考慮系統間業務的連續性問題。本書7.1節中已經對空閒模式下的移動性方案（如小區選擇、重選等）進行了介紹，本節主要針對連線模式下系統間的移動性方案進行介紹。
LTE與2G,3G之間的PS域切換
1．LTE與UMTS之間的PS域切換
（1） LTE系統到UMTS系統的PS域切換。
LTE系統到UMTS系統的PS域切換流程如圖4所示。
圖4 LTE系統到UMTS系統的PS域切換流程①源eNodeB決定發起切換流程。
②源eNodeB向源MME傳送HandoverRequired訊息，其中包含S1APCause、TargetRNCIdentifier、CSGID、CSGaccessmode、SourceeNodeBIdentifier、SourcetoTargetTransparentContainer等參數，以通知目標系統準備資源。
③源MME向目標SGSN傳送ForwardRelocationRequest訊息，以初始化切換所需的資源分配過程。
④目標SGSN向目標RNC傳送RelocationRequest訊息，要求目標RNC建立RABs。目標RNC完成資源分配後，向目標SGSN傳送RelocationRequestAcknowledge訊息，以告知SourceRNCtoTargetRNCTransparentContainer，RABssetuplist等。
⑤目標SGSN向源MME傳送ForwardRelocationResponse訊息，該訊息中包含TargettosourceTransparentContainer，RABSetupInformation等相關參數。
⑥源MME完成切換前的準備工作後，向源eNodeB傳送HandoverCommand訊息。
⑦源eNodeB收到源MME傳送的HandoverCommand訊息後，向UE傳送HOfromE-UTRANCommand訊息，要求UE執行切換。
⑧UE依據上一步HOfromE-UTRANCommand訊息中所收到的參數開始執行切換過程；當UE成功接入到UTRAN系統後，給目標RNC傳送HandovertoUTRANComplete訊息。
⑨目標RNC向目標SGSN傳送RelocationComplete訊息，告知目標SGSN重定位完成。
⑩目標SGSN傳送ForwardRelocationCompleteNotification訊息給源MME，告知源MME重定位已完成，UE已成功接入UTRAN系統；源MME收到訊息後，返回確認訊息ForwardRelocationCompleteAcknowledge。
目標SGSN給目標S-GW傳送ModifyBearerRequest訊息，通知目標S-GW修改相應的承載信息，以完成切換；目標S-GW傳送ModifyBearerResponse訊息給目標SGSN，表明更新成功。
若UE所在路由區發生變化，則需要進行路由區更新。
源eNodeB釋放相關資源。
（2） UMTS系統到LTE系統的PS域切換。
UMTS系統到LTE系統的PS域切換流程如圖5所示。
圖5 UMTS系統到LTE系統的PS域切換流程①源RNC決定發起切換流程。
②源RNC向源SGSN傳送RelocationRequired訊息，以通知目標系統準備資源。
③源SGSN向目標MME傳送ForwardRelocationRequest訊息，以初始化切換所需的資源分配過程。
④目標MME向目標eNodeB傳送HandoverRequest訊息，要求目標eNodeB建立承載；目標eNodeB完成資源分配後，向目標MME傳送HandoverRequestAcknowledge訊息，以告知TargettoSourceTransparentContainer、EPSBearerssetuplist等。
⑤目標MME向源SGSN傳送ForwardRelocationResponse訊息，該訊息中包含MMEAddressforcontrolplane、AddressandTEIDforDataForwarding等相關參數。
⑥源SGSN完成切換前的準備工作後，向源RNC傳送RelocationCommand訊息。
⑦源RNC收到源SGSN傳送的RelocationCommand訊息後，向UE傳送HOfromUTRANCommand訊息，要求UE執行切換。
⑧UE移動到E-UTRAN系統下，並執行相應的接入過程；當UE成功接入到E-UTRAN系統後，給目標eNodeB傳送HandovertoE-UTRANComplete訊息。
⑨目標eNodeB向目標MME傳送HandoverNotify訊息，告知目標MMEUE已成功接入目標eNodeB。
⑩目標MME傳送ForwardRelocationCompleteNotification訊息給源SGSN，告知源SGSN重定位已完成，UE已成功接入E-UTRAN系統；源SGSN收到該訊息後返回確認訊息ForwardRelocationCompleteAcknowledge。
目標MME給目標S-GW傳送ModifyBearerRequest訊息，通知目標S-GW修改相應的承載信息，以完成切換；目標S-GW傳送ModifyBearerResponse訊息給目標MME，表明更新成功。
若UE所在跟蹤區發生變化，則需要進行跟蹤區更新。
源RNC釋放相關資源。
2．LTE與GSM之間的PS域切換
（1） LTE系統到GSM系統的PS域切換。
LTE系統到GSM系統的PS域切換流程如圖6所示。
①源eNodeB決定發起切換流程。
②源eNodeB向源MME傳送HandoverRequired訊息，以通知目標系統準備資源。
③源MME向目標SGSN傳送ForwardRelocationRequest訊息，以初始化切換所需的資源分配過程。
④目標SGSN向目標BSS傳送PSHandoverRequest訊息，要求目標BSS建立必要的資源（PFCs）；目標BSS完成資源分配後，向目標SGSN傳送PSHandoverRequestAcknowledge訊息，以告知LocalTLLI、TargetBSStoSourceRNCTransparentContainer以及listofsetupPFCs等。
⑤目標SGSN向源MME傳送ForwardRelocationResponse訊息，該訊息中包含TargettosourceTransparentContainer、AddressandTEIDforUserTrafficDataForwarding等相關參數。
⑥源MME完成切換前的準備工作後，向源eNodeB傳送HandoverCommand訊息。
圖6 LTE系統到GSM系統的PS域切換流程⑦源eNodeB收到源MME傳送的HandoverCommand訊息後，向UE傳送HOfromE-UTRANCommand訊息，要求UE執行切換。
⑧UE移動到GERAN系統下，並依據上一步HOfromE-UTRANCommand訊息中所收到的參數開始執行切換過程。
⑨當UE成功接入到GERAN系統後，通過目標BSS轉發XIDresponse訊息到目標SGSN。
⑩目標BSS成功接收到第一個正確的RLC/MACblock時，給目標SGSN傳送PSHandoverComplete訊息，告知目標SGSN切換完成。
目標SGSN傳送ForwardRelocationCompleteNotification訊息給源MME，告知源MME重定位已完成，UE已成功接入GERAN系統；源MME收到訊息後，返回確認訊息ForwardRelocationCompleteAcknowledge。
目標SGSN給目標S-GW傳送ModifyBearerRequest訊息，通知目標S-GW修改相應的承載信息，以完成切換；目標S-GW傳送ModifyBearerResponse訊息給目標SGSN，表明更新成功。
目標SGSN發起LLC/SNDCPXID協商。
UE完成重配過程後，將發起路由區更新。
源eNodeB釋放相關資源。
（2） GSM系統到LTE系統的PS域切換
GSM系統到LTE系統的PS域切換流程如圖7所示。
圖7 GERAN到E-UTRAN的PS域切換流程①源eNodeB決定發起切換流程。
②源BSS向源SGSN傳送PSHandoverRequired訊息，以通知目標系統準備資源。
③源SGSN向目標MME傳送ForwardRelocationRequest訊息，以初始化切換所需的資源分配過程。
④目標MME向目標eNodeB傳送HandoverRequest訊息，要求目標eNodeB建立承載；目標eNodeB完成資源分配後，向目標MME傳送HandoverRequestAcknowledge訊息，以告知TargettoSourceTransparentContainer、EPSBearerssetuplist等。
⑤目標MME向源SGSN傳送ForwardRelocationResponse訊息，該訊息中包含MMEAddressforcontrolplane、AddressandTEIDforDataForwarding等相關參數。
⑥源SGSN完成切換前的準備工作後，向源BSS傳送PSHORequiredAcknowledge訊息。
⑦源BSS收到源SGSN傳送的PSHORequiredAcknowledge訊息後，向UE傳送PSHandoverCommand訊息，要求UE執行切換。
⑧UE移動到E-UTRAN系統下，並執行相應的接入過程；當UE成功接入到E-UTRAN系統後，給目標eNodeB傳送HOtoE-UTRANComplete訊息。
⑨目標eNodeB向目標MME傳送HandoverNotify訊息，告知目標MMEUE已成功接入目標eNodeB。
⑩目標MME傳送ForwardRelocationCompleteNotification訊息給源SGSN，告知源SGSN切換已完成，UE已成功接入E-UTRAN系統；源SGSN收到該訊息後返回確認訊息ForwardRelocationCompleteAcknowledge。
目標MME給目標S-GW傳送ModifyBearerRequest訊息，通知目標S-GW修改相應的承載信息，以完成切換；目標S-GW傳送ModifyBearerResponse訊息給目標MME，表明更新成功。
源BSS釋放相關資源。
若UE所在跟蹤區發生變化，則需要進行跟蹤區更新。
3．LTE到CDMA20001xRTT系統的移動性管理
為了支持用戶從E-UTRAN到COMA20001xRTT網路的移動性，需要在E-UTRAN的BCCH信道上廣播COMA20001xRTT的系統信息。UE在RRC_IDLE和RRC_CONNECTED狀態下，需要監聽E-UTRAN系統的BCCH信道，從而獲取COMA20001xRTT的系統信息，以準備到COMA20001xRTT的小區重選和切換。當然，網路側也可以通過專有信令來下發COMA20001xRTT的系統信息，其系統信息主要包括如下內容。
-COMA20001xRTT鄰區信息。
-COMA20001x定時參考。
-COMA20001xRTTCSFallback信息。
（1） COMA20001xRTT網路的測量
COMA20001xRTT網路測量事件和測量參數符合3GPP系統間測量機制。
（2） 激活狀態的測量控制
在RRC_CONNECTED模式，UE可進行COMA20001xRTT網路的無線測量。網路側通過RRC專有信令向UE提供COMA20001xRTT鄰區列表信息和測量控制信息。如果需要，eNodeB可以配置並激活COMA20001xRTT測量，且支持周期性和事件觸發的測量。
當UE僅有一個射頻模組時，需要一個測量間隔，以使得UE能夠轉到COMA20001xRTT網路進行無線測量。該測量間隔由網路控制，即由eNodeB通過RRC信令下發給UE。但當UE有兩個射頻模組時，UE則無需從E-UTRAN網路離開就可進行COMA20001xRTT測量，故無需測量間隔。
（3） 激活狀態測量
在RRC_CONNECTED狀態，UE測量COMA20001xRTT鄰區的信號強度並通過RRC訊息上報網路。
（4） 切換過程
當網路做出切換決定後，註冊和切換立即被執行。根據UE上報的測量報告，eNodeB通過RRCHandoverfromE-UTRANPreparationRequest訊息告訴UE啟動切換過程。切換訊息需要包含具體目標網路的類型和UE建立向COMA20001xRTT網路連線請求所需要的所有COMA20001xRTT網路的相關參數。
當切換成功後，E-UTRAN將傳送RRCMobilityfromE-UTRAN訊息（其中包含CDMA2000HandoverCommand）給UE，UE收到該訊息後，切換完成。
網路協助的小區變更
在GERAN系統不支持PS切換時，為了保證用戶能夠有更好的數據業務體驗，將採用網路協助的小區變更功能來實現E-UTRAN到GERAN的切換。
該功能指在小區變更前，源E-UTRAN小區和目標GERAN小區通過RIM（RANInformationMangement，RAN信息管理）交換系統信息，其示意圖如圖8所示。RIM為RAN節點間套用層的信息互動提供了一個通用的機制，RIM通過MME和SGSN核心網節點進行透傳，RIM涉及的接口包括Gb、Iu、S1、Gn、S3。此外，網路協助的小區變更功能中，源小區向需要進行切換的UE提供允許分組接入的目標小區的系統信息，可降低UE在小區變更時的服務中斷時間。
圖8 網路協助的小區變更功能語言業務解決方案
1．CSFB
CSFB（CSFallBack，CS語音回退技術）是3GPPR8中CSoverPS研究課題之一，其背景是當LTE和GSM/UMTS多模終端僅有一個射頻模組時，即終端在使用LTE接入時，無法收、發GSM/UMTS電路域業務信號，為了使得UE在LTE接入下能夠發起話音等CS業務，接收到話音等CS業務的尋呼，並且能夠對UE在LTE接入下正在進行的PS業務進行正確的處理，因此產生了CSFB技術。
CSFB技術中，在E-UTRAN和UTRAN/GERAN的雙覆蓋區域，對話音、定位業務和補充業務，LTE/EPC網路能觸發UE從E-UTRAN接入回退到UTRAN/GERAN網路接入並進行CS業務。
在LTE/EPC網路建網初期，如果運營商已經有成熟的GERAN/UTRAN網路，出於對CS投資的保護和LTE/EPC的部署策略，運營商可以採用原有的CS域語音方案來提供語音服務，而LTE/EPC僅處理數據業務（包括IMS數據業務）。
需要注意的是，只有在E-UTRAN與UTRAN/GERAN的重疊區域，並且用戶也具有CSFB功能的時候，CSFB技術才能使用。
除了傳統的語音業務，CS域其他的業務，CS域的UDI視頻、定位業務以及補充業務等也都可以通過CSFB技術提供給LTE的用戶。需要說明的是，對短訊息業務，UE不需要回退到CS網路，在LTE下即可收發短訊息。
2．SRVCC
在LTE網路發展過程中，可能會出現LTE網路在部分地區能夠提供VoIP業務，但不能實現VoIP業務的全覆蓋的場景。因此，此時可以借用2G/3G網路電路域的覆蓋來保證業務本身的全覆蓋。在LTE網路覆蓋好的地區使用基於IMS的VoIP業務，當用戶到達LTE網路覆蓋邊緣卻具備良好2G/3G網路覆蓋時，在LTE網路控制下，將用戶正在進行的VoIP通話接續到2G/3G網路電路域。
當支持LTE和GSM/UMTS的雙模終端無法實現雙模雙待雙通時，UE無法同時附著到LTE和GSM/UMTS系統上進行收發數據或者進行通話。因此，3GPP對R7版本中雙射頻終端語音連續性機制進行了修改，以保證單射頻終端的語音連續性，並稱為SRVCC技術，包括E-UTRAN與UTRAN/GERAN之間的SRVCC以及E-UTRAN與3GPP21xCS的SRVCC，還包括UTRAN的HSPAVoIP與UTRAN/GERAN的CS域間的SRVCC。
SRVCC實際上是個切換過程，要求運營商已經部署了IMS網路。
SRVCC技術可能在LTE網路部署的前期和中期使用。隨著LTE網路的覆蓋擴大，SRVCC技術的使用逐漸減少。
