应承载的配置）后，目的eNodeB会删除已确认的PDCP SDU，并将删除的SDU告知RLC层，避免由于RLC状态报告的错误导致的没必要的重传。 3) AM数据处理流程：
切换时，UE会通过重建RLC层将RLC层缓存的RLC PDU组装成PDCP PDU传递给PDCP层。PDCP层在处理了由于底层重建递交上来的PDU后，会组装一个PDCP状态报告，该报告中描述了有哪些PDCP SDU没有被收到，以便于减少切换后目的小区由于状态报告的错误无谓的重传。该PDCP状态报告在切换完成后作为第一个上行数据包进行传输。当UE的PDCP层收到3号SDU后，会将3和4号PDCP SDU一块传输给高层。
由于RRC层控制切换的流程，在切换过程中需要发起到RLC AM模式实例和PDCP相应实例的重建。对AM数据的保证措施由PDCP来完成，RLC实例只负责将已收到的RLC SDU进行上传和相应状态变量的复位。
PDCP层收到重建指示后：
1、对于上行数据传输而言，PDCP需要复位头压缩的相关配置；应用上层配置新的安全性密钥和算法；组装PDCP状态报告，发送给底层进行传输，该PDU在切换完成后作为第一个数据传输给目的eNodeB；对不小于第一个没有被确认的PDCP SDU SN号的所有SDUs应用新的PDCP配置进行传输，该部分数据在切换完成前会缓存在RLC层的AM实例中，切换完成并获得资源后进行传输。
2、对于下行数据传输，PDCP实例需要处理由于底层重建递交上来的数据，将收到的有序数据应用旧的安全性配置进行解密后传输给高层；复位下行数据传输的头压缩配置；应用上层配置的新安全性密钥和算法。
2.3.4 切换中的随机接入
2.3.4.1随机接入过程介绍
随机接入在切换过程中负责完成到目标小区的上行接入，当UE同步到目标小区的下行链路后，需要完成到目标小区的上行接入才可以恢复上下行数据的传输。鉴于随机接入过程的重要性，本节从LTE系统的角度对随机接入过程进行了详细的介绍。
在LTE系统中的终端，仅仅当上行传输时隙同步后才能够进行上行数据的调度和传输。上行随机接入过程进行上行的时隙同步，主要由RACH信道来完成。在WCDMA系统中RACH信道被用于初始的接入过程，并且可以进行少量的消息传输。在LTE系统中像WCDMA一样也被用于初始的接入过程中，但是在RACH信道上不能够传输任何数据，数据只能通过PUSCH信道进行传输。在LTE中的RACH
信道也被用来为没有进行上行同步或者已经丢失上行同步的UE获取上行同步，进而使eNodeB能够为该UE调度正交的上行传输资源[9][15]。上行随机接入相关的应用场景如下：
1、连接状态的UE上行处于失步状态，此时需要传输信令或者用户数据，例如用于传输事件触发的测量报告。
2、连接状态的UE上行处于失步状态，此时需要接收新的下行数据，并且利用上行信道传输下行数据的反馈。
3、连接状态的UE从目前的服务小区切换到目的小区。
4、UE从空闲到连接状态下的过渡，比如初始的接入或者进行TAU过程。 5、无线链路失败的恢复。
LTE系统的随机接入过程有两种形式：基于竞争的随机接入和非竞争的随机接入。
竞争的随机接入过程适用于以上五种场景的随机接入过程。在此过程中，一个随机接入前导应该被UE随机的选择，这同时也造成了可能多个同时接入的UE选择了同样的前导进行传输，这就需要竞争的随机接入必须有解决竞争的机制。
非竞争的随机接入过程适用于连接下上行失步的UE需要接收新数据和切换的场景下，eNodeB通过分配给UE一个专有的前导来防止竞争的发生。该过程比快于竞争的随机接入过程，这个特征是切换过程中一个重要的性能需求。 2.3.4.2随机接入过程详细分析 1) 竞争的随机接入
基于竞争的随机接入过程分为四个步骤进行： 1、前导的发送
在eNodeB端将每个小区的64个前导分为两部分，一部分用于竞争随机接入前导的选择，一部分用于专有前导的分配。用于竞争随机接入的前导被分为了两个组，分别为组A和组B。分组的目的在于通过前导组的选择，能够指示eNodeB 1 bit的信息来限定在第三步传输的层三消息所需资源大小。当UE选择前导时除了根据第三步所需的资源的大小也要参考下行无线信道环境来确定前导组，从多方面考虑避免资源的浪费[16]。
2、随机接入响应（RAR）
随机接入相应是被eNodeB用RA_RNTI寻址在PDSCH上进行传输的，多个UE 在同一个时频资源上选择相同的前导序列进行传输时会发生碰撞，这就会造成这些UE都将收到同样的随机接入响应。随机接入响应中包含有被检测的前导ID、时域调整命令、临时的C_RNTI、初始的上行传输授权。接入响应中携带的前导ID
是为了和UE端发送的前导ID进行匹配，匹配成功UE将停止接收RAR。时域调整命令为了完成UE的上行时域同步，临时C_RNTI目的在于竞争的解决。在第三步UE将可以使用RAR中携带的上行授权对层三或者层二消息进行传输。
UE在RAR窗口中对RAR进行监测和接收，该窗口由网络配置时域的起始点，窗口中被规范允许最早的子帧出现在UE发送了前导后的2ms处。如果UE在RAR窗口中没有检测到该UE的随机接入响应，那么UE将会在延迟一定时间后对前导进行选择和重传。重传的功率会随着网络配置的调整值进行调整。
3、层三消息的传输
这条消息是在PUSCH信道上第一次使用HARQ的上行数据传输，它传递了真正的随机接入消息，例如连接建立请求或者是调度请求。如果在UE端存在被网络端分配的C_RNTI，UE将在层三消息中包含该C_RNTI的控制元素，否则将在层三消息中包含临时C_RNTI的控制元素。在初始接入时层三消息中还应当包括可能的CCCH SDU。
由于在第一步可能出现的前导选择的冲突，会造成多个UE收到同样的临时C_RNTI和授权，这就会导致多个UE在同样的时频资源进行层三消息的传输。由于干扰的存在，这将使发生碰撞的UE可能不会被eNodeB正确解码，当UE的HARQ重传达到最大时，便会重新进行随机接入前导的选择和发送过程，这样会解决一部分的竞争的存在。然而如果某个UE被正确解码后，对于其他的UE而言竞争依然存在，这就需要第四步的竞争解决来完成。
4、竞争解决
竞争解决消息在PDCCH上被C_RNTI或者临时C_RNTI进行寻址，临时C_RNTI寻址将会携带用于解决竞争的UE identity控制元素。当用C_RNTI进行寻址时，竞争解决消息成功解码后认为竞争成功解决。当用临时C_RNTI寻址时，会令UE identity控制元素和层三消息中CCCH SDU相匹配，完成匹配则竞争成功解决。当竞争解决失败时UE不会对对网络进行反馈，而是重新发起前导的选择和发送过程，这样就完成了所有碰撞UE的竞争解决。 2) 非竞争的随机接入过程
基于竞争的随机接入可能的延时对于延时需求较高的场景是不可以接受的，例如切换和用于下行数据业务的恢复，这时eNodeB就会根据需要为UE配置专有的接入前导，发起非竞争的随机接入过程。
非竞争的随机接入过程第一步是接收来自网络的专有前导，在切换过程中通过RRC信令的切换命令中携带，在恢复下行业务时通过PDCCH信令携带。然后将网络配置的专有前导通过PRACH信道的资源传输给eNodeB，当在RAR窗口中收到RAR消息后认为接入过程成功。
2.3.5切换失败处理-连接重建
2.3.5.1切换失败情况描述
在复杂的无线环境下，移动终端的切换有可能会失败，导致切换失败的原因大致可分为两方面的原因：一种是切换配置的不可用，即重配消息中配置是无效不可处理的配置；另一种为无线链路导致的切换失败。
UESource cellTarget cellPrepared cellMMERRC Measurement ReportHO PreparationHO PreparationHO Preparation AckHO Preparation AckA1A2RRC Reconfiguration (HO Command)HARQ AckDL synchronisationRA Preamble (dedicated or random)A3A4A5A6A7RA ResponseRRC Reconfiguration Complete (HO Complete)HARQ AckPath SwitchPDCCH (contention resolution in case of random preamble)U-plane DataRLC StatusRelease Resource 图2.15 切换失败场景说明图
图2.15为切换失败的场景描述说明[17]：
1、在A1点收到RRC重配值消息后，对该消息进行异常检查后出现的消息配置不可用，导致切换失败。
2、在A2点由于无线链路问题导致的下行同步不成功导致的切换失败。 3、在A3点是在随机接入过程中无法收到网络的RA回复导致的切换失败。 4、在A5点无法收到网络对于接收重配完成消息的ACK回复。 5、在A6点竞争解决不成功导致的切换失败。 2.3.5.2失败后重建过程研究
在LTE系统中，在切换失败后，终端是通过发起一个重建过程来恢复用户的连接。重建过程主要分为两个步骤：
1、进行小区选择过程，驻留在合适的小区 2、在被驻留小区上发起连接的重建
连接重建成功的先决条件就是选择的小区必须存在UE连接的上下文，此类小区在3GPP规范中被称为被准备小区，因此连接重建过程中的小区选择成了重建成功的决定性因素。
小区选择前UE需要的操作：
1、挂起除SRB0外所有的RB实例，由于目前链路的中断，需要暂停数据的传输，避免数据在数据链路层发生堆积；
2、对MAC层的复位操作，该操作使终端的MAC层状态变量能够和网络端一致，并能够重新启动MAC初始配置。
3、应用MAC main和物理层相关的默认配置。 4、开启T311定时器限定小区选择的时间。
对于在重建的过程中优先选择那些小区在3GPP中并没有做出限定。对于在重建过程中的小区选择方案目前有如下几种备选的方案[18]： ? 在UE端维护的所有小区中优先选择最好的小区进行选择
优点：和一般的无线链路失败过程的处理流程一致，流程可以统一处理；不需要重新定义新的规则来处理切换失败的小区选择。
缺点：增大了选择到非源小区和目的小区上的概率，也就增大了选择到非被准备小区的概率，而且这样需要重新读取系统消息。 ? 优先选择源小区
优点：由于源小区中存在UE的连接上下文，因此优先选择源小区可以增加重建成功的概率。
缺点：如果源小区处在很低的无线链路质量情况下时，会有更长中断时间的风险；需要定义详细的小区选择规则。 ? 优先选择源频点上无线质量最好的小区
优点：一定程度上增加了选到一定存在UE上下文的源小区上，也能够减少源小区质量不好导致的中断时间增加的风险。
缺点：当网络基于负载平衡目的进行切换时几乎不可能再选到目的频点；如果UE选到了非源小区的小区时需要读取系统消息；需要定义详细的小区选择规则。 ? 优先选择目的频点上无线质量最好的小区
优点：更加可能应网络的要求选择到目的频点的小区上。
缺点：如果在目的频点上没有合适的小区进行重建将会增大UE连接中断的时间；当选到非源小区和非目的小区的小区时需要读取系统消息；需要定义详细的小区选择规则。