Inter-RAT Mobility in Connected State: UTRAN Part I Overview

3GPP Interworking Architecture(S3/S4/S12)

3GPP定义了两种方式可以使EPS和UTRAN进行连接。
这里主要使用的是S3,S4,S12接口。S3,S4,S12使用专门的GTPv2协议。


-    S3  是连接SGSN 和 MME的可以用来传递控制信息，来支持UE在LTE和UTRAN间的handover和relocation。
-    S4  可以用来在SGSN和S-GW间传输Control Plane和User Plane信息，它使用GTP-v2-C和GTP-v2-U协议。
-    S12 是可选的接口，他提供了一种可以使UTRAN(RNC)直接连接S-GW的一种方式。在这种情况下S4只处理Control Plane的信息。

Control Plane Protoclo Stack

User Plane Protoclo Stack

3GPP Interworking (Legacy Gn\GP)

这里还有一种3GPP定义的网络结构，它不使用(S3/S4/S12)接口，在这种解决方案中SGSN使用Gn接口直接连接MME和P-GW。

这种方式为LTE网络复制了传统的2G/3G网络结构，P-GW模仿了GGSN的角色，而MME则模仿了SGSN的角色。数据的流向是UTRAN SGSN P-GW。



如果是Release 7 兼容的SGSN有一个Direct Tunnelling，在P-GW和UTRAN间会有一个直接的User Plane的连接。这样做的缺点是它无法支持Idle Mode Signaling reduction。当UE在RAT间重选时，Tracking 和 Routing Area updates 将会因此变成必须的。

Registration for 3GPP Interworking

3GPP的通信技术是很灵活的，一个Common的IP地址附着在P-GW上就可以了。UE被注册在EPC，上其实是注册在GERAN和UTRAN上。关于UE在不同网络间的移动性。
主要是根据不同的网络技术来决定的，在GERAN和UTRAN主要是通过Location、RoutingArea update 过程来实现的在E-UTRAN主要是通过Tracking Area Update 过程来实现的。

3GPP有个新增的功能被称为 Idle Mode Signaling Reduction (ISR)，通过它UE可以同时保留注册在MME和SGSN上。UE有标识能表示出不同的网络域，它还会同时保存Routing Area和Tracking Area。UE会在Active状态下会被两个网络寻呼。当有下行的数据要从S-GW发送给UE时，Downlink Data Notification 消息会从MME和SGSN发送给UE。

ISR在初始化的attach时不会存在，当IRAT reselection发生时ISR flag会通过Routing 或 Tracking Area Accept 消息发送给UE。

Handover Measurement Reporting

Measurement Report 可以被配置为 事件触发 或 周期上报。对于事件触发模式，LTE有5种，(A1 到 A5)，IRAT有两种(B1, B2)。

Measurement for IRAT Handover

IRAT Handover 可以是 blind 或 non-blind。

-   blind:  UE并不知道其他网络的无线情况。Handover会被Serving Cell触发或者其他的情况触发。
            缺点：UE无法知道目的小区的信道质量。
            优点：没有测量的过程，Handover可以被快速执行。


-   non-blind:  UE会根据配置来对目标技术进行测量。
                如果要求Measurement Gap，当Serving LTE Cell 达到某些预定义的最小值时，一些
                inter-RAT方法会被配置。与UMTS compressed Mode相比，一个定义好的LTE Measurement Gap
                可以用在所有的 IRAT measurement上。




Samples：

A UE is configured to make measurement。

Then UE report the Event A3

A UE is configured to make inter-RAT measurement。

Measurement Gap Configuration

UE 可以配置两种Measurement Gap Pattern(gp0 or gp1)


gp0 重复的频率是40ms，gp1 重复的频率是80ms。每次之间的Gap是6ms。

gapOffsetIE 被定义为 integer gp0的范围是 0-39  gp1的范围是 0-79。它与SFN会有个对应的关系。


SFN mod T = FLOOR(gapOffset/10)

subframe = gapOffset mod 10

Inter-RAT Measurement Report

UE 会通过Measurement Report 消息通知 Serving eNB Event B2事件已经发生了。

IRAT的Handover 同 intra-LTE的Handover 触发类似。 eNB通过 measurement 接口或资源测量的原因来决定是否进行Handover。