长期演进移动通信作为第四代蜂窝移动通信的主要规范,近年已占据了商用通信的极大份额。第四代移动通信在移动宽带服务上提供了丰富的业务种类和较高的服务质量。此外,其在公共安全等专网通信领域的应用也已广泛铺展开来。专用小型LTE基站是伴随专网通信的出现而出现的一种小微型LTE基站系统。本论文基于对公共安全领域的通信系统建设要求中可视化业务无缝切换特性展开研究,对小区切换行为产生的时延来源进行分析,在信令流程层级进行改进,提出了快速小区切换方法,并在专用小型基站平台上进行了实现。本论文对基于专用小型LTE基站的快速小区切换技术的研究与实现所做的工作包括以下内容:1.对上一代移动通信系统和运营商LTE现网实现小区切换的方法进行了总结。引入了LTE系统架构的组成和协议栈的分层功能的介绍,重点对RRC层的功能和RRC层关键过程进行了分析,作为后文新方法的设计、提出和实现的理论基础。2.总结了LTE的移动性管理机制,针对基于S1接口的切换,从3GPP通用协议出发,对切换流程涉及的控制平面过程和用户平面过程逐一分析,引出本论文拟解决的关键问题,通过系统级仿真讨论切换时延的来源,对专用小型基站小区切换进行需求分析,进而设计基于S1接口的快速小区切换方法的信令流程和优化方案。3.针对拟解决的问题,基于专用小型基站的特殊使用场景和BSC 9131软硬件开发平台,给出了L3层整体框架设计图和低层接口管理器模块、UE连接控制模块和S1AP模块的设计描述,侧重介绍了UE连接控制模块的设计。在L3层已有软件架构的基础上,通过编写函数接口代码扩展了小区切换的功能,本文第四章通过有限状态机的事件和状态加以解释。后续将代码编译为可执行二进制文件写入BSC9131平台中,并通过与核心网组网,使其成为可用的LTE基站。4.设计了测试方案,进行了双基站实验环境的搭建与核心网组网过程,通过用户终端在两个基站覆盖范围间移动过程中路测软件和信令分析软件的抓包,对切换的完备性进行合理分析,根据信令的时间戳标识统计小区切换时延,并与仿真结果进行对比,验证设计思路和实现方式的可行性以及小区切换性能提升度。5.最后总结了本论文的已完成工作部分,归纳了论文工作中的不足之处,探讨了小区切换方向研究和专用LTE小型基站未来发展的趋势,对有继续深入研究可能的切入点进行了展望。