VoLTE呼叫中S1切换准备之一"切换请求"

原创 Mr.Kang 和老康一起学5G 2023-07-14 10:59 发表于北京

在4G网络中当终端(UE)跨越服务小区边界朝邻近小区移动时，源eNB基于从终端(UE)接收到的测量报告来确定是否需要切换。当与目标eNB没有建立X2连接时，源eNB将确定进行“S1切换”。终端从源eNB到目标eNB的切换将首先经过准备阶段，切换准备过程包括：eNB确定切换、向MME请求切换、分配所需资源以及建立网元之间的间接数据转发隧道等过程。

一、间接数据转发隧道  S1切换与X2切换的不同之处在于:用户面数据(媒体)由MME控制下的SGW锚定，而不是由eNB锚定。其中:

• S1切换过程中两个eNB之间通过公共SGW建立临时的间接数据转发隧道。

• S1切换过程中到达源eNB的所有媒体,可以是UE侧的上行数据,也可以是网络侧的下行数据;

  它们都会通过这个间接数据转发隧道重定向到目标eNB并在目标eNB上缓存。当S1切换完成时目标eNB处的缓冲媒体被传送到UE。图(1)显示了在 S1切换过程中由公共SGW锚定的源eNB和目标eNB之间建立的间接数据转发隧道。

图1.S1切换中的间接数据转发隧道

二. S1切换准备作为进行切换前提，终端(UE)具有与互联网APN和IMS APN的PDN连接，终端与网络间总共建立了三个EPS承载，EPS承载的ID分别为“5”、“6”和“7”；期间SGW/PGW不进行重定位。S1切换过程由源eNB触发，MME通过在两个eNB之间传递所需数据(如承载上下文)来控制建立间接数据转发隧道。承载上下文中包含EPS承载ID及其与每个EPS承载对应的GTP-U TEID。SGW锚定源eNB和目标eNB之间的媒体传输，由于SGW和两个eNB参与媒体控制；它们分配所需的媒体资源，生成自己的GTP-U TEID并根据MME下发的对端节点的GTP-U TEID建立S1承载和间接数据转发隧道。相关流程见图(2)所示：

图2. S1切换流程中准备阶段

三、切换准备中切入请求如图(2)所示收到终端(UE)的测量报告后，服务eNB选择最佳目标小区，向其发出“切入请求”；等待“切入允许”。

[1]UE周期性地向服务eNB发送测量报告。该报告机制旨在让UE找出与网络通信最佳小区。测量报告包含邻居小区列表、信号强度、当前状况等。

[2]接收到报告后服务eNB确定是否需要切换；如需切换，服务eNB在相邻eNB列表中选择目标。当与目标eNB没有X2连接时，源eNB执行S1切换并向服务MME发送"Handover required"请求准备目标处资源，消息中包括:

• MME UE S1AP ID:MME中通过S1进行UE关联的唯一标识符

• eNB UE S1AP ID:eNB中通过S1进行UE关联的唯一标识符

• 切换类型:源侧触发切换类型(即intraLTE、LTEtoUTRAN、LTEtoGERAN、UTRANtoLTE、GERANtoLTE)

• 切换原因:S1AP特定事件原因。本例中为“Handover Desirable for Radio Reasons”表示原因与无线有关。

• 目标ID:切换的目标eNB。它由“Global eNB ID”和“selected TAI”组成。  Global eNB ID由PLMN ID(MCC+MNC)和宏eNB-ID组成，其中宏eNB-ID标识某个国家某个运营商的特定eNB。所选TAI唯一标识目标跟踪区域，即PLMN ID+TAC，标识由该eNB服务的特定跟踪区域。

• Source to Target Transparent Container(源到目标透明容器):由源eNB创建并发送到目标eNB的信息元素，其中包含RRC相关信息、E-RAB信息、目标小区ID和UE历史信息，如以下项目符号所示。

• RRC Container(RRC容器):目标eNB在切换准备期间使用的RRC信息，包括UE 能力信息等。见TS36.331中“HandoverPreparationInformation”。

• e-RABInformationList:待切换(入)的eRAB列表。E-RAB ID标识特定UE 的无线接入承载，这使得E-RAB ID在一个S1连接上是唯一的。“dL-Forwarding-proproved”指示源eNB提议用于转发数据的E-RAB列表。在本例中有三个E-RAB(即E-RAB ID=‘5’、‘6’和‘7’)，它们实际上代表源eNB的现有E-RAB。如果目标eNB在Handover Request Acknowledge中接受，则源eNB在切换过程中收到的下行数据将通过间接数据转发隧道转发给目标eNB。

• 目标小区ID:全局唯一的小区标识符,由PLMN ID和Cell ID组成。

• UE-HistoryInformation:UE在目标小区之前已处于活动状态的小区列表。

                                                                          图3. S1切换中的“切换请求”消息