2/3G与LTE的互操作分析

使用4G的童鞋在上网的时候,可能经常会发现这么一个现象:手机网络会在LTE和2/3G之间发生切换,当LTE信号不佳时会自动切换到2/3G网络上;反之则又会从2/3G切回LTE 。那么在这个切换的过程中,手机的数据在移动网中发生了什么?下面我们就以LTE->3G的情况来分析一下整个切换的流程 。
切换分为两个阶段:准备阶段和执行阶段 。
(1)准备阶段
图来自参考文档3GPP 23.401 。

2/3G与LTE的互操作分析

文章插图
1源ENB决定要发起一个系统间切换到目的接入网——模式 。这时候上下行数据仍在UE,源ENB,SGW,PGW之间传输 。
2源ENB发一个包(包含,,CSGID,,er,)给源MME,请求核心网在目的RNC,SGSN,SGW上建立相应的资源 。
S1mme接口,通过关联到流
3源MME从E中获取类型为到UTRAN的 。源MME通过发送一个uest消息给目的SGSN(包含IMSI,,CSGID,ion,,,ne,plane,,,,,,),向SGSN发起资源申请 。
S3接口,基于GTP-C协议,此消息包含IMSI,可通过IMSI关联到接口建的流,且包含了S3接口的MME控制面隧道信息(teid+ip),可用做S3接口建流关联用 。
4目的SGSN决定SGW是否要重定位(由于PLMN切换的关系) 。如果要重定位,目的SGSN选择目的SGW,并发送一个消息(包含IMSI,ane,,(es),(s),(es),(s),5/S8,)给目的SGW 。
S4接口,控制面GTP-C(v2),数据面GTP-U 。此消息也包含IMSI,可以根据IMSI关联到LTE的流;并包含了S4接口的SGSN的控制面隧道,PGW的控制面+数据面隧道信息,可用作S4接口建流关联 。S4接口的数据面隧道,在执行阶段步骤7中分配 。
问题:切换尚未完成,SGSN如何知道PGW端的控制面,数据面隧道信息?
4a目的SGW分配本地资源,并返回一个(包含(es),(s),,)给目的SGSN 。
S4接口,控制面GTP-C(v2),数据面GTP-U 。此消息包含了S4接口的SGW的控制面隧道和数据面隧道 。
5目的SGSN通过发送消息(包含,Cause,,(i.e.s),n(i.e.),,CSGID,ion,,),请求目的RNC建立无线网资源(RAB) 。消息中对于每一个要建立的RAB,都包含RABID,RAB参数,传输层地址,on等 。传输层地址就是用户面的SGW地址(),或者SGSN地址(非),on对应SGW或SGSN的上行TEID.
IUPS接口,控制面是SCCP+RANAP,数据面是GTPU 。这里的里面会包含IMSI信息,可以关联到流 。此信息包含了上行的数据面隧道信息,可用作建流关联 。
5a目的RNC分配对应的资源,并回复一个消息(包含,,t)
发送完这个消息,目标RNC就准备好接收下行的了 。每个建立好的ERAB都通过一个传输层地址,下行的TEID等标识 。
IUPS接口,此信息包含了下行的数据面隧道信息,可用作建流关联 。
6如果非直接转发,且SGW重定位了,且是的情况,目的SGSN发送(EID(s))给SGW;否则,目的SGSN发送((s))给.
2/3G与LTE的互操作分析

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S4接口,包含了下行的RNC(直接隧道)或SGSN(间接隧道)的数据面隧道信息 。
6aSGW返回一个se(Cause,(es)(s))消息给目的SGSN 。
S4接口,包含了上行的SGW的数据面隧道信息 。
问题:第四步和第六步的区别是什么?6a和4a中的信息相同吗?
7目的SGSN发送(包含Cause,ane,,,Cause,,,(es)(s),ation)给源MME 。ation标识选择了新的SGW 。
'(es)(s)'IE标识了目的系统中使用的隧道信息,说明如下:
如果是直接发送,或非直接发送且SGW无重定位且使用了直接隧道的情况,这个IE包含步骤5a中收到的到RNC的GTPU隧道信息 。
如果非直接发送且SGW重定位了,这个IE包含了步骤6分配的下行的发给SGW的GTPU隧道信息,这与是否使用了直接隧道无关 。