TD-LTE信令流程詳解

1、研究院無線所 2010年12月,LTE信令流程,主要內(nèi)容,基本概念 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 協(xié)議棧結(jié)構(gòu) 接口功能 無線網(wǎng)系統(tǒng)消息 UE的工作模式與狀態(tài) 無線承載的分類 UE標(biāo)識(shí) 無線網(wǎng)基本信令流程 隨機(jī)接入 尋呼 RRC連接建立、重配、重建立、釋放 測(cè)量,端到端業(yè)務(wù)建立/釋放相關(guān)流程 Attach流程 Detach流程 Service Request過程 專用承載建立流程 專用承載修改流程 專用承載釋放流程 移動(dòng)性管理 TAU 切換 小區(qū)重選 附錄,E-UTRAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),LTE主要3GPP規(guī)范見附錄,LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),網(wǎng)絡(luò)實(shí)體,整個(gè)TD-LTE系統(tǒng)由3部分組成： 核心網(wǎng)（EPC, Evolved Packe

2、t Core ） 接入網(wǎng)（eNodeB） 用戶設(shè)備（UE） EPC分為三部分： MME (Mobility Management Entity, 負(fù)責(zé)信令處理部分） S-GW (Serving Gateway , 負(fù)責(zé)本地網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)據(jù)處理部分） P-GW (PDN Gateway，負(fù)責(zé)用戶數(shù)據(jù)包與其他網(wǎng)絡(luò)的處理 ) 接入網(wǎng)（也稱E-UTRAN）由eNodeB構(gòu)成 網(wǎng)絡(luò)接口 S1接口：eNodeB與EPC X2接口：eNodeB之間 Uu接口：eNodeB與UE,NOTE: 和UMTS相比，由于NodeB 和 RNC 融合為網(wǎng)元eNodeB ,所以TD-LTE少了Iub接口。X2接口類似于Iur

3、接口，S1接口類似于Iu接口,LTE網(wǎng)絡(luò)實(shí)體,EPC與E-UTRAN功能劃分,EPC,EUTRAN,EPC與E-UTRAN功能簡述,eNB功能： 無線資源管理相關(guān)的功能，包括無線承載控制、接納控制、連接移動(dòng)性管理、上/下行動(dòng)態(tài)資源分配/調(diào)度等； IP頭壓縮與用戶數(shù)據(jù)流加密； UE附著時(shí)的MME選擇； 提供到S-GW的用戶面數(shù)據(jù)的路由； 尋呼消息的調(diào)度與傳輸； 系統(tǒng)廣播信息的調(diào)度與傳輸； 測(cè)量與測(cè)量報(bào)告的配置。 MME功能： 尋呼消息分發(fā)，MME負(fù)責(zé)將尋呼消息按照一定的原則分發(fā)到相關(guān)的eNB； 安全控制； 空閑狀態(tài)的移動(dòng)性管理； EPC承載控制； 非接入層信令的加密與完整性保護(hù)。 服務(wù)網(wǎng)關(guān)功能：

4、 終止由于尋呼原因產(chǎn)生的用戶平面數(shù)據(jù)包； 支持由于UE移動(dòng)性產(chǎn)生的用戶平面切換。 PDN網(wǎng)關(guān)功能： 逐用戶數(shù)據(jù)包的過濾和檢查 用戶IP分配,功能概述,網(wǎng)元間控制面整體協(xié)議棧,沒有RNC，空中接口的控制平面（RRC）功能由eNB進(jìn)行管理和控制,控制面協(xié)議棧,網(wǎng)元間用戶面整體協(xié)議棧,用戶面和控制面協(xié)議棧均包含PHY,MAC,RLC和PDCP層，控制面向上還包含RRC層和NAS層 沒有了RNC，空中接口的用戶平面（MAC/RLC）功能由eNB進(jìn)行管理和控制,用戶面協(xié)議棧,用戶面協(xié)議內(nèi)部的關(guān)系,層2協(xié)議架構(gòu)（DL）,層2協(xié)議架構(gòu)（UL）,邏輯信道、傳輸信道和物理信道映射關(guān)系見附錄,Uu口控制面協(xié)議棧,

5、控制平面RRC協(xié)議數(shù)據(jù)的加解密和完整性保護(hù)功能，在LTE中交由PDCP層完成 RRC子層主要承擔(dān)廣播、無線接口尋呼、RRC連接管理、無線承載控制、移動(dòng)性管理、UE測(cè)量上報(bào)和控制等功能 僅存在一個(gè)MAC實(shí)體,LTE控制面,3G中控制平面不存在PDCP協(xié)議棧，由RLC層提供無線信令承載SRB RLC層依然提供TM/UM /AM三種傳輸模式 3G中UM/AM傳輸模式下的加密由RLC層實(shí)現(xiàn)，TM模式 下的加密由MAC層實(shí)現(xiàn) 3G中含有多個(gè)MAC實(shí)體：MAC-b, MAC-c/sh, MAC-d, MAC-hs,與3G的異同,Uu口用戶面協(xié)議棧,安全方面的功能，用戶面的加密和解密功能由PDCP子層完成

6、僅存在一個(gè)MAC實(shí)體,LTE用戶面,3G中PDCP層僅用于承載PS業(yè)務(wù)，廣播和多播業(yè)務(wù)由BMC層協(xié)議承載 3G中用戶數(shù)據(jù)的加密和解密由RLC和MAC層完成 3G中含有多個(gè)MAC實(shí)體：MAC-b, MAC-c/sh, MAC-d, MAC-hs RLC層依然提供TM/UM /AM三種傳輸模式,與3G的異同,LTE接口通用模型,E-UTRAN接口通用協(xié)議模型,適用于E-UTRAN相關(guān)的所有接口，即S1和X2接口 控制面和用戶面相分離，無線網(wǎng)絡(luò)層與傳輸網(wǎng)絡(luò)層相分離 無線網(wǎng)絡(luò)層：實(shí)現(xiàn)E-UTRAN的通信功能 傳輸網(wǎng)絡(luò)層：采用IP傳輸技術(shù)對(duì)用戶面和控制面數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸,S1接口協(xié)議棧,UDP/IP之上的G

7、TP-U用來傳輸S-GW與eNB之間的用戶平面PDU S1用戶面主要功能為: 在S1接口目標(biāo)節(jié)點(diǎn)中指示數(shù)據(jù)分組所屬的SAE接入承載； 移動(dòng)性過程中盡量減少數(shù)據(jù)的丟失； 錯(cuò)誤處理機(jī)制； MBMS支持功能； 分組丟失檢測(cè)機(jī)制；,控制層為了可靠的傳輸信令消息，在IP層之上添加了SCTP S1控制面主要功能： EPC承載服務(wù)管理功能； S1 接口UE上下文釋放功能； ACTIVE狀態(tài)下UE的移動(dòng)性管理功能 S1接口的尋呼； NAS信令傳輸功能； 漫游于區(qū)域限制支持功能； NAS節(jié)點(diǎn)選擇功能； 初始上下文建立過程；,S1接口,X2接口協(xié)議棧,X2接口用戶面提供eNB之間的用戶數(shù)據(jù)傳輸功能 X2-U接口協(xié)

8、議棧與S1-U接口協(xié)議棧完全相同,LTE系統(tǒng)X2接口的定義采用了與S1接口一致的原則 X2接口應(yīng)用層協(xié)議主要功能： 支持LTE_ACTIVE狀態(tài)下UE的LTE接入系統(tǒng)內(nèi)的移動(dòng)性管理功能； X2接口自身的管理功能，如錯(cuò)誤指示、X2接口的建立與復(fù)位，更新X2接口配置數(shù)據(jù)等； 負(fù)荷管理功能。,X2接口,3G Iu-PS接口通用模型,與3G Iu-PS接口協(xié)議架構(gòu)比較,控制面：在Release 99中，采用7號(hào)信令系統(tǒng)協(xié)議承載信令；在Release 5之后的版本，控制信令直接用IP承載； 用戶面：Release 99 PS域，分組數(shù)據(jù)量在一個(gè)或多個(gè)AAL5永久虛電路上復(fù)用；在Release 5之后，直

9、接采用IP傳輸，與LTE架構(gòu)相同；,系統(tǒng)消息（36.331）,系統(tǒng)消息的組成 MasterInformationBlock(MIB) 多個(gè)SystemInformationBlocks (SIBs) MIB 承載于BCCH BCH P-BCH上 包括有限個(gè)用以讀取其他小區(qū)信息的最重要、最常用的傳輸參數(shù)（系統(tǒng)帶寬，系統(tǒng)幀號(hào)，PHICH配置信息） 時(shí)域：緊鄰?fù)叫诺?，?0ms為周期重傳4次 頻域：位于系統(tǒng)帶寬中央的72個(gè)子載波,LTE系統(tǒng)消息,PBCH時(shí)域映射結(jié)構(gòu),PBCH頻域映射結(jié)構(gòu),系統(tǒng)消息（36.331）,SIBs 除MIB以外的系統(tǒng)消息，包括SIB1-SIB12 除SIB1以外，SIB2

10、-SIB12均由SI (System Information)承載 SIB1是除MIB外最重要的系統(tǒng)消息，固定以20ms為周期重傳4次，即SIB1在每兩個(gè)無線幀（20ms）的子幀#5中重傳（SFN mod 2 = 0，SFN mod 8 0）一次，如果滿足SFN mod 8 = 0時(shí)，SIB1的內(nèi)容可能改變，新傳一次。 SIB1和所有SI消息均傳輸在BCCH DL-SCH PDSCH上 SIB1的傳輸通過攜帶SI-RNTI（SI-RNTI每個(gè)小區(qū)都是相同的）的PDCCH調(diào)度完成 SIB1中的SchedulingInfoList攜帶所有SI的調(diào)度信息，接收SIB1以后，即可接收其他SI消息,LT

11、E系統(tǒng)消息,各系統(tǒng)消息作用,系統(tǒng)消息功能說明,系統(tǒng)消息信令流程,系統(tǒng)消息獲取,UE通過E-UTRAN廣播消息獲取AS和NAS系統(tǒng)消息 此過程適用于RRC-IDLE和RRC_CONNECTED狀態(tài) 開機(jī)選網(wǎng)和小區(qū)重選時(shí) 切換完成或從另一個(gè)RAT切換到E-UTRAN時(shí) 重新返回覆蓋區(qū)域時(shí) 當(dāng)系統(tǒng)消息改變時(shí) 當(dāng)出現(xiàn)接收ETWS指示時(shí) upon receiving a request from CDMA2000 upper layers upon exceeding the maximum validity duration (3h),3GPP各狀態(tài)間轉(zhuǎn)換,當(dāng)存在RRC連接時(shí)，UE處于RRC連接狀態(tài)，

12、否則為RRC IDLE狀態(tài) TS 36.331 4.2,各系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖,UE各狀態(tài)說明,RRC狀態(tài),RRC信令消息簡化,RRC信令簡化,LTE中的承載,Radio Bearer承載空口RRC信令和NAS信令 S1 Bearer 承載eNB與MME間S1-AP信令 NAS消息也可作為NAS PDU附帶在RRC消息中發(fā)送,Bear(承載) in LTE,無線承載分類,數(shù)據(jù)承載為DRB，通過eNB為其分配的PDSCH來承載 信令承載通過SRB，LTE中有三類SRB SRB0：承載RRC消息，映射到CCCH信道 SRB1：承載RRC消息，也可承載NAS消息，映射到DCCH信道 SRB2：承載NAS消

13、息，映射到DCCH信道 UE的RRC連接未建立時(shí)，由SRB0承載RRC信令；SRB2未建立時(shí)，由SRB1承載NAS信令 由于帶寬增加，數(shù)據(jù)傳輸性能增強(qiáng)，LTE的RRC消息的數(shù)據(jù)攜帶能力顯著提升； 因此LTE中所有NAS消息可填充在RRC消息中攜帶傳輸，進(jìn)一步精簡了信令流程 NAS消息通過四條RRC消息傳遞： ULInformationTransfer 和 DLInformationTransfer （由SRB2承載，SRB2未建立時(shí)由 SRB1承載） RRCConnectionSetupComplete 和 RRCConnectionReconfiguration （由SRB1承載） RRCC

14、onnectionSetupComplete（只攜帶NAS的初始直傳消息）,每種SRB可承載信令內(nèi)容見附錄,NAS消息種類見附錄,根據(jù)承載內(nèi)容分類,NAS消息其他承載方式,小區(qū)內(nèi)UE標(biāo)識(shí)（1）,核心網(wǎng)UE標(biāo)識(shí)（2）,主要內(nèi)容,基本概念 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 協(xié)議棧結(jié)構(gòu) 接口功能 無線網(wǎng)系統(tǒng)消息 UE的工作模式與狀態(tài) 無線承載的分類 UE標(biāo)識(shí) 無線網(wǎng)基本信令流程 隨機(jī)接入 尋呼 RRC連接建立、重配、重建立、釋放 測(cè)量,端到端業(yè)務(wù)建立/釋放相關(guān)流程 Attach流程 Detach流程 Service Request過程 專用承載建立流程 專用承載修改流程 專用承載釋放流程 移動(dòng)性管理 TAU 切換 小區(qū)重選

15、 附錄,隨機(jī)接入過程（36.300）,申請(qǐng)上行資源 與eNodeB間的上行時(shí)間同步 從RRC-IDLE狀態(tài)到RRC-CONNECT的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，即RRC連接過程，如初始接入和TAU更新 無線鏈路失敗后的初始接入，即RRC 連接重建過程 在RRC-CONNECTED狀態(tài)，未獲得上行同步但需發(fā)送上行數(shù)據(jù)和控制信息或雖未上行失步但需要通過隨機(jī)接入申請(qǐng)上行資源 在RRC-CONNECTED狀態(tài)，從服務(wù)小區(qū)切換到目標(biāo)小區(qū) 在RRC-CONNECTED狀態(tài)，未獲得上行同步但需接收下行數(shù)據(jù) 在RRC-CONNECTED狀態(tài)，UE位置輔助定位需要，網(wǎng)絡(luò)利用隨機(jī)接入獲取時(shí)間提前量（TA: Timing Advan

16、ce）,競爭接入過程,非競爭接入過程,隨機(jī)接入實(shí)現(xiàn)的基本功能,隨機(jī)接入的使用場(chǎng)景,基于競爭的隨機(jī)接入（2-1）,UE隨機(jī)選擇preamble碼發(fā)起 Msg1：發(fā)送Preamble碼 eNB可以選擇64個(gè)Preamble碼中 的部分或全部用于競爭接入 Msg1承載于PRACH上 Msg2：隨機(jī)接入響應(yīng) Msg2由eNB的MAC層組織，并由 DL_SCH承載 一條Msg2可同時(shí)響應(yīng)多個(gè)UE的隨 機(jī)接入請(qǐng)求 eNB使用PDCCH調(diào)度Msg2，并通過RA-RNTI進(jìn)行尋址，RA-RNTI由承載Msg1的PRACH時(shí)頻資源位置確定 Msg2包含上行傳輸定時(shí)提前量、為Msg3分配的上行資源、臨時(shí)C-RNT

17、I等 Msg3：第一次調(diào)度傳輸 UE在接收Msg2后，在其分配的上行資源上傳輸Msg3,基于競爭的隨機(jī)接入過程2-1,基于競爭的隨機(jī)接入過程2-2,基于競爭的隨機(jī)接入（2-2）,針對(duì)不同的場(chǎng)景，Msg3包含不同的內(nèi)容 初始接入：攜帶RRC層生成的RRC連接請(qǐng)求，包含UE的S-TMSI或隨機(jī)數(shù) 連接重建：攜帶RRC層生成的RRC連接重建請(qǐng)求，C-RNTI和PCI 切換：傳輸RRC層生成的RRC切換完成消息以及UE的C-RNTI 上/下行數(shù)據(jù)到達(dá)：傳輸U(kuò)E的C-RNTI Msg4：競爭解決,基于非競爭的隨機(jī)接入,UE根據(jù)eNB的指示，在指定的PRACH上使用指定的Preamble碼發(fā)起隨機(jī)接入 M

18、sg0：隨機(jī)接入指示 對(duì)于切換場(chǎng)景，eNB通過RRC信令通知UE 對(duì)于下行數(shù)據(jù)到達(dá)和輔助定位場(chǎng)景，eNB通過PDCCH通知UE,Msg1：發(fā)送Preamble碼 UE在eNB指定的PRACH信道資源上用指定的Preamble碼發(fā)起隨機(jī)接入 Msg2：隨機(jī)接入響應(yīng) Msg2與競爭機(jī)制的格式與內(nèi)容完全一樣，可以響應(yīng)多個(gè)UE發(fā)送的Msg1,基于非競爭的隨機(jī)接入過程,由網(wǎng)絡(luò)向空閑態(tài)或連接態(tài)的UE發(fā)起 Paging消息會(huì)在UE注冊(cè)的所有小區(qū)發(fā)送（TA范圍內(nèi)） 核心網(wǎng)觸發(fā)：通知UE接收尋呼請(qǐng)求（被叫，數(shù)據(jù)推送） eNodeB觸發(fā)：通知系統(tǒng)消息更新以及通知UE接收ETWS等信息,尋呼（36.300，36.3

19、31）,在S1AP接口消息中，MME對(duì)eNB發(fā)paging消息，每個(gè)paging消息攜帶一個(gè)被尋呼UE信息 eNB讀取Paging消息中的TA列表，并在其下屬于該列表內(nèi)的小區(qū)進(jìn)行空口尋呼 若之前UE已將DRX消息通過NAS告訴MME，則MME會(huì)將該信息通過paging消息告訴eNB,空口進(jìn)行尋呼消息的傳輸時(shí)，eNB將具有相同尋呼時(shí)機(jī)的UE尋呼內(nèi)容匯總在一條尋呼消息里 尋呼消息被映射到PCCH邏輯信道中，并根據(jù)UE的DRX周期在PDSCH上發(fā)送,尋呼的發(fā)送,尋呼消息的讀取,UE尋呼消息的接收遵循DRX的原則 UE根據(jù)DRX周期在特定時(shí)刻根據(jù)P-RNTI讀取PDCCH UE根據(jù)PDCCH的指示讀取

20、相應(yīng)PDSCH，并將解碼的數(shù)據(jù)通過尋呼傳輸信道（PCH）傳到MAC層。PCH傳輸塊中包含被尋呼UE標(biāo)識(shí)（IMSI或S-TMSI），若未在PCH上找到自己的 標(biāo)識(shí)，UE再次進(jìn)入DRX狀態(tài) 3G中UE也遵循DRX周期讀取尋呼消息，但有專用的尋呼信道PICH和PCH,尋呼的讀取,RRC協(xié)議介紹,控制面協(xié)議RRC協(xié)議,RRC協(xié)議功能 為NAS層提供連接管理、消息傳遞等服務(wù) 對(duì)接入網(wǎng)的底層協(xié)議實(shí)體提供參數(shù)配置的功能 負(fù)責(zé)UE移動(dòng)性管理相關(guān)的測(cè)量、控制等功能 RRC協(xié)議承載SRB,RRC連接建立過程,觸發(fā)原因： IDLE態(tài)UE需變?yōu)檫B接態(tài)時(shí)發(fā)起該過程，如呼叫、響應(yīng)尋呼、TAU、Attach等 RRC連接建

21、立成功流程 RRC連接請(qǐng)求：UE通過UL_CCCH在SRB0上發(fā)送，攜帶UE的初始（NAS）標(biāo)識(shí)和建立原因等，該消息對(duì)應(yīng)于隨機(jī)接入過程的Msg3 RRC連接建立：eNB通過DL_CCCH在SRB0上發(fā)送，攜帶SRB1的完整配置信息，該消息對(duì)應(yīng)隨機(jī)接入過程的Msg4 RRC連接建立完成：UE通過UL-DCCH在SRB1上發(fā)送，攜帶上行方向NAS消息，如Attach Request、TAU Request、Service Request、Detach Request等，eNB根據(jù)這些消息進(jìn)行S1口建立 RRC連接建立失敗 第二步中，如果eNB拒絕為UE建立RRC連接，則通過DL_CCCH在SRB0

22、上回復(fù)一條RRC連接拒絕消息,RRC連接，建立成功,RRC連接，網(wǎng)絡(luò)側(cè)拒絕,RRC連接建立,RRC連接重建立過程,觸發(fā)原因： 當(dāng)處于RRC連接狀態(tài)但出現(xiàn)切換失敗、無線鏈路失敗、完整性保護(hù)失敗、RRC重配置失敗等情況時(shí)，觸發(fā)此過程 RRC連接重建立成功流程 RRC連接重建請(qǐng)求：UE通過UL_CCCH在SRB0上發(fā)送，攜帶UE的AS層初始標(biāo)識(shí)信息及重建立原因，該消息對(duì)應(yīng)隨機(jī)接入過程的Msg3 RRC連接重建：eNB通過DL_CCCH在SRB0上回復(fù)，攜帶SRB1的完整配置信息，該消息對(duì)應(yīng)隨機(jī)接入過程的Msg4 RRC連接重建立完成：UE通過UL-DCCH在SRB1上發(fā)送，不攜帶任何實(shí)際信息，只起到

23、RRC層確認(rèn)的功能 RRC連接重建立拒絕流程 第二步中，如果eNB中沒有UE的上下文信息，則拒絕為UE重建RRC連接，則通過DL_CCCH在SRB0上回復(fù)一條RRC連接重建立拒絕消息,RRC連接重建成功,RRC連接重建失敗,RRC連接重建,RRC連接重配置過程,觸發(fā)原因： 當(dāng)需要發(fā)起對(duì)SRB和DRB的管理、低層參數(shù)配置、切換執(zhí)行和測(cè)量控制時(shí)，觸發(fā)此過程 RRC連接重配置過程 RRC連接重配置：eNB通過DL_DCCH在SRB1上發(fā)送，根據(jù)功能的不同攜帶不同的配置信息內(nèi)容，一條消息中可以攜帶體現(xiàn)多個(gè)功能的信息單元 RRC連接重配置完成：UE通過UL_DCCH在SRB1上發(fā)送，不攜帶任何實(shí)際信息，

24、只起到RRC層確認(rèn)的功能 RRC連接重配置異常流程 若UE無法執(zhí)行RRC連接重配置消息中的內(nèi)容，則UE回退到收到該消息前的配置，并發(fā)起RRC連接重建立過程,RRC連接重配置成功,RRC連接重配置異常,RRC連接重配,RRC連接釋放過程,觸發(fā)原因： 網(wǎng)絡(luò)希望解除與UE的RRC連接時(shí)，觸發(fā)該過程 RRC連接釋放過程 RRC連接釋放：eNB通過DL_DCCH在SRB1 上發(fā)送，可選擇攜帶重定位信息和專用優(yōu)先級(jí)分 配信息（用于控制UE的小區(qū)選擇和小區(qū)重選） 本地釋放 某些情況下，UE的RRC層根據(jù)NAS層的指示主動(dòng)釋放RRC連接，不通知網(wǎng)絡(luò)側(cè)而主動(dòng)進(jìn)入空閑狀態(tài)，如NAS層鑒權(quán)過程中沒有通過鑒權(quán)檢查,R

25、RC連接釋放,RRC連接釋放,RRC過程場(chǎng)景總結(jié),RRC過程總結(jié),測(cè)量概述,測(cè)量（36.331）,RRC_IDLE狀態(tài)下，UE的測(cè)量參數(shù)信息通過E-UTRAN的廣播獲得 RRC_CONNECTED狀態(tài)下，E-UTRAN通過專屬信令向UE下發(fā)測(cè)量配置（measurement configuration）信息，如RRCConnectionReconfiguration消息中可攜帶 UE可執(zhí)行的測(cè)量類型 同頻測(cè)量：測(cè)量與當(dāng)前服務(wù)小區(qū)下行頻點(diǎn)相同的鄰小區(qū)下行頻點(diǎn) 異頻測(cè)量：測(cè)量與當(dāng)前服務(wù)小區(qū)下行頻點(diǎn)不同的下行頻點(diǎn)（同小區(qū)或鄰小區(qū)） 與UTRA的系統(tǒng)間測(cè)量 與GERAN的系統(tǒng)間測(cè)量 與CDMA2000

26、HRPD或CDMA2000 1xRTT的系統(tǒng)間測(cè)量,測(cè)量下達(dá),IDLE態(tài)，網(wǎng)絡(luò)側(cè)通過系統(tǒng)消息告知UE需要進(jìn)行的測(cè)量及其參數(shù) SIB4：下發(fā)同頻鄰區(qū)測(cè)量信息（鄰區(qū)列表） SIB5：下發(fā)異頻鄰區(qū)測(cè)量信息（鄰區(qū)列表） SIB6：下發(fā)UTRAN鄰區(qū)信息 SIB7：下發(fā)GERAN鄰區(qū)信息 SIB8：下發(fā)CDMA2000鄰區(qū)信息 連接態(tài)，網(wǎng)絡(luò)側(cè)通過RRC重配消息中攜帶 MeasConfig 信元給UE下發(fā)測(cè)量配置 該信元中攜帶測(cè)量對(duì)象和測(cè)量上報(bào)標(biāo)準(zhǔn),測(cè)量配置下發(fā),測(cè)量報(bào)告上報(bào),IDLE態(tài)下，UE不上報(bào)，僅做小區(qū)重選；連接態(tài)下UE進(jìn)行測(cè)量上報(bào) 事件觸發(fā)一次上報(bào) 觸發(fā)事件有A1A5，B1，B2 上報(bào)次數(shù)為一次

27、 UE忽略上報(bào)間隔配置 周期性上報(bào) 觸發(fā)類型為周期，包含上報(bào)CGI、上報(bào)最強(qiáng)小區(qū)、SON目的上報(bào)最強(qiáng)小區(qū) 如果上報(bào)目的為“上報(bào)CGI”或上報(bào)“SON目的上報(bào)最強(qiáng)小區(qū)”，則上報(bào)次數(shù)為1 事件觸發(fā)周期上報(bào)（事件觸發(fā)上報(bào)與周期性上報(bào)的結(jié)合） 觸發(fā)事件有A1A5，B1，B2 上報(bào)次數(shù)為多次 上報(bào)間隔配置有效,測(cè)量上報(bào),主要內(nèi)容,基本概念 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 協(xié)議棧結(jié)構(gòu) 接口功能 無線網(wǎng)系統(tǒng)消息 UE的工作模式與狀態(tài) 無線承載的分類 UE標(biāo)識(shí) 無線網(wǎng)基本信令流程 隨機(jī)接入 尋呼 RRC連接建立、重配、重建立、釋放 測(cè)量,端到端業(yè)務(wù)建立/釋放相關(guān)流程 Attach流程 Detach流程 Service Reques

28、t過程 專用承載建立流程 專用承載修改流程 專用承載釋放流程 移動(dòng)性管理 TAU 切換 小區(qū)重選 附錄,Attach和Detach過程,作用： Attach過程完成UE在網(wǎng)絡(luò)的注冊(cè)，完成核心網(wǎng)（EPC）對(duì)該UE默認(rèn)承載的建立 Detach過程完成UE在網(wǎng)絡(luò)側(cè)的注銷和所有EPS承載的刪除 Attach說明： LTE中，Attach伴隨著核心網(wǎng)處默認(rèn)承載的建立 Detach說明： UE/MME/SGSN/HSS均可發(fā)起detach過程 若網(wǎng)絡(luò)側(cè)長時(shí)間沒有獲得UE的信息，則會(huì)發(fā)起隱式的Detach過程，即核心網(wǎng)將該UE的所有承載釋放而不通知UE,Attach與Detach過程,UE開機(jī)Attach過

29、程,Attach信令流程 E-UTRAN部分,在無線網(wǎng)部分，LTE的attach與3G的類似，完成相同的功能 而在核心網(wǎng)部分，除薦權(quán)、身份驗(yàn)證、用戶注冊(cè)以外，LTE還包含默認(rèn)承載的建立，而3G中沒有,Attach過程說明,處在RRC_IDLE態(tài)的UE進(jìn)行Attach過程，首先發(fā)起隨機(jī)接入過程，即MSG1消息； eNB檢測(cè)到MSG1消息后，向UE發(fā)送隨機(jī)接入響應(yīng)消息，即MSG2消息； UE收到隨機(jī)接入響應(yīng)后，根據(jù)MSG2的TA調(diào)整上行發(fā)送時(shí)機(jī)，向eNB發(fā)送RRCConnectionRequest消息； eNB向UE發(fā)送RRCConnectionSetup消息，包含建立SRB1承載信息和無線資源配

30、置信息； UE完成SRB1承載和無線資源配置，向eNB發(fā)送RRCConnectionSetupComplete消息，包含NAS層Attach request信息； eNB選擇MME，向MME發(fā)送INITIAL UE MESSAGE消息，包含NAS層Attach request消息； MME向eNB發(fā)送INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST消息，請(qǐng)求建立默認(rèn)承載，包含NAS層Attach Accept、Activate default EPS bearer context request消息； eNB接收到INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST消息，如果不

31、包含UE能力信息，則eNB向UE發(fā)送UECapabilityEnquiry消息，查詢UE能力； UE向eNB發(fā)送UECapabilityInformation消息，報(bào)告UE能力信息； eNB向MME發(fā)送UE CAPABILITY INFO INDICATION消息，更新MME的UE能力信息； eNB根據(jù)INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST消息中UE支持的安全信息，向UE發(fā)送 SecurityModeCommand消息，進(jìn)行安全激活； UE向eNB發(fā)送SecurityModeComplete消息，表示安全激活完成； eNB根據(jù)INITIAL CONTEXT SETUP RE

32、QUEST消息中的ERAB建立信息，向UE發(fā)送RRCConnectionReconfiguration消息進(jìn)行UE資源重配，包括重配SRB1和無線資源配置，建立SRB2、DRB（包括默認(rèn)承載）等； UE向eNB發(fā)送RRCConnectionReconfigurationComplete消息，表示資源配置完成； eNB向MME發(fā)送INITIAL CONTEXT SETUP RESPONSE響應(yīng)消息，表明UE上下文建立完成； UE向eNB發(fā)送ULInformationTransfer消息，包含NAS層Attach Complete、Activate default EPS bearer conte

33、xt accept消息； eNB向MME發(fā)送上行直傳UPLINK NAS TRANSPORT消息，包含NAS層Attach Complete、Activate default EPS bearer context accept消息。,Attach流程說明,完整的ATTACH過程,核心網(wǎng)進(jìn)行用戶身份驗(yàn)證、薦權(quán)和該用戶上次關(guān)機(jī)遺留承載的刪除,完整的ATTACH過程（續(xù)）,核心網(wǎng)建立默認(rèn)承載，打通上行數(shù)據(jù)通道,打通上行數(shù)據(jù)通道，修改承載,Connected UE initiated Detach,Detach信令流程連接態(tài)UE發(fā)起,Connected UE initiated Detach說明,處在

34、RRC_CONNECTED態(tài)的UE進(jìn)行Detach過程，向eNB發(fā)送UL NAS Transfer消息，包含NAS層Detach request信息； eNB向MME發(fā)送上行直傳UPLINK NAS TRANSPORT消息，包含NAS層Detach request信息； MME向Serving-GW發(fā)送Delete Session Request，以刪除EPS承載； Serving-GW向MME發(fā)送Delete Session Response，以確認(rèn)EPS承載刪除； MME向基站發(fā)送下行直傳DOWNLINK NAS TRANSPORT消息，包含NAS層Detach accept消息； eNB

35、向UE發(fā)送DLInformationTransfer消息，包含NAS層Detach accept消息； MME向eNB發(fā)送UE CONTEXT RELEASE COMMAND消息，請(qǐng)求eNB釋放UE上下文信息； eNB接收到UE CONTEXT RELEASE COMMAND消息，向UE發(fā)送RRCConnectionRelease消息，釋放RRC連接； eNB釋放UE上下文信息，向MME發(fā)送UE CONTEXT RELEASE COMPLETE消息進(jìn)行響應(yīng)。,連接態(tài)UE發(fā)起Detach流程說明,MME-initiated Detach,MME發(fā)起的Detach過程與UE發(fā)起的類似，只是Deta

36、ch Request由MME發(fā)起,Detach信令流程連接態(tài)MME發(fā)起,HSS-initiated Detach,Service Request 概述,Service Request過程,作用 當(dāng)UE無RRC連接且有上行數(shù)據(jù)發(fā)起需求時(shí) 當(dāng)UE處于ECM IDLE態(tài)且有下行數(shù)據(jù)達(dá)到時(shí) 在S1接口上建立S1承載，在Uu接口上建立數(shù)據(jù)無線承載 說明 當(dāng)UE發(fā)起service request時(shí)，需先發(fā)起隨機(jī)接入過程 Service Request由RRC Connection Setup Comlete攜帶上去 當(dāng)下行數(shù)據(jù)達(dá)到時(shí)，網(wǎng)絡(luò)側(cè)先對(duì)UE進(jìn)行尋呼，隨后UE發(fā)起隨機(jī)接入過程，并發(fā)起service

37、request過程 UE發(fā)起service request相當(dāng)于主叫過程 下行數(shù)據(jù)達(dá)到發(fā)起的service request相當(dāng)于被叫接入,UE triggered Service Request,主叫、被叫均 需發(fā)起該過程,Network Triggered Service Request,被叫業(yè)務(wù)，網(wǎng)絡(luò)通過Paging引發(fā)UE發(fā)起該過程,E-RAB建立過程,作用： 為專用承載分配資源 為默認(rèn)承載分配資源 過程： PDN-GW根據(jù)QoS策略制定該EPS承載的QoS參數(shù) S-GW向eNB發(fā)送承載建立請(qǐng)求，包含（IMSI, QoS, TFT, TEID, LBI等） MME向eNB發(fā)送E-RAB建

38、立請(qǐng)求，包含E-RAB ID,QoS,S-GW TEID eNB接收建立請(qǐng)求消息后，建立數(shù)據(jù)無線承載 eNB返回E-RAB建立響應(yīng)消息，E-RAB建立列表信息中包含成功建立的承載信息，E-RAB建立失敗列表消息中包含沒有成功建立的承載消息 說明： 必須在UE RRC CONNECTED態(tài)下執(zhí)行 UE和EPC均可發(fā)起，eNB不可發(fā)起 UE發(fā)起時(shí)，EPC僅將其作為參考，有權(quán)接受或拒絕。當(dāng)EPC接受時(shí)，可回復(fù)承載建立、修改流程。而在3G中，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的PDP激活流程由UE發(fā)起。,E-RAB建立概述,PDN GW發(fā)起的E-RAB建立流程,UE為ECM IDLE態(tài)時(shí)，第三步觸發(fā)由網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的service

39、request過程,E-RAB修改過程,E-RAB修改概述,作用 E-RAB修改過程由MME發(fā)起，用于修改已經(jīng)建立承載的配置 過程 P-GW發(fā)起承載修改請(qǐng)求，S-GW將其發(fā)給MME MME向eNB發(fā)送E-RAB修改請(qǐng)求消息，修改一個(gè)或多個(gè)承載，E-RAB修改列表信息包含每個(gè)承載的QoS eNB接收到E-RAB修改請(qǐng)求消息后，修改數(shù)據(jù)無線承載 eNB返回E-RAB修改響應(yīng)消息， E-RAB修改列表信息中包含成功修改的承載信息，E-RAB修改失敗列表消息中包含沒有成功修改的承載消息 說明 必須在CONNECTED態(tài)下執(zhí)行 UE和EPC均可發(fā)起，eNB不可發(fā)起 UE發(fā)起時(shí)，EPC可回復(fù)承載建立、修改

40、、釋放流程 分為修改Qos和不修改Qos兩種類型,PDN GW發(fā)起E-RAB修改流程（修改QoS）,修改E-RAB的Qos,PDN GW發(fā)起E-RAB修改流程（不修改QoS）,不修改E-RAB的Qos,E-RAB釋放概述,E-RAB釋放過程,PDN GW和MME均可發(fā)起對(duì)E-RAB的釋放流程 對(duì)于PDN GW發(fā)起的承載釋放，可釋放專用承載或該P(yáng)DN地址下的所有承載 對(duì)于MME發(fā)起的承載釋放，可釋放某一專用承載，但不能釋放該P(yáng)DN下的默認(rèn)承載 過程 無論P(yáng)-GW或MME發(fā)起的釋放過程，MME向eNB發(fā)送E-RAB釋放命令消息，釋放一個(gè)或多個(gè)承載的SI和Uu接口資源 eNB接收到E-RAB釋放命令

41、消息后，釋放每一個(gè)承載的S1接口資源,Uu接口上的資源和數(shù)據(jù)無線承載 說明 UE或MME均可發(fā)起對(duì)PDN連接釋放的請(qǐng)求，此時(shí)可以刪除該P(yáng)DN下的專用承載（不包括默認(rèn)承載）,PDN GW發(fā)起的承載釋放流程,當(dāng)釋放默認(rèn)承載時(shí)，為detach過程,MME發(fā)起的承載釋放流程,MME發(fā)起的承載釋放，僅能釋放某一專用承載，不能釋放該P(yáng)DN連接下的默認(rèn)承載,UE或MME發(fā)起的PDN連接釋放流程,UE的最后一個(gè)PDN連接釋放不可由UE或MME發(fā)起,主要內(nèi)容,基本概念 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 協(xié)議棧結(jié)構(gòu) 接口功能 無線網(wǎng)系統(tǒng)消息 UE的工作模式與狀態(tài) 無線承載的分類 UE標(biāo)識(shí) 無線網(wǎng)基本信令流程 隨機(jī)接入 尋呼 RRC連接建

42、立、重配、重建立、釋放 測(cè)量,端到端業(yè)務(wù)建立/釋放相關(guān)流程 Attach流程 Detach流程 Service Request過程 專用承載建立流程 專用承載修改流程 專用承載釋放流程 移動(dòng)性管理 TAU 切換 小區(qū)重選 附錄,TAU概述,TA和TAI,TAU的定義,當(dāng)移動(dòng)臺(tái)由一個(gè)TA移動(dòng)到另一個(gè)TA時(shí)，必須在新的TA上重新進(jìn)行位置登記以 通知網(wǎng)絡(luò)來更改它所存儲(chǔ)的移動(dòng)臺(tái)的位置信息，這個(gè)過程就是跟蹤區(qū)更新 (Tracking Area Update,TAU),TAU概述,為了確認(rèn)移動(dòng)臺(tái)的位置，LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)將被分為許多個(gè)跟蹤區(qū)(Tracking Area, TA) TA功能與3G的位置區(qū)(LA

43、)和路由區(qū)(RA)類似，是LTE系統(tǒng)中位置更新和尋呼的基本單位。TA用TA碼(Tracking Area Code, TAC)標(biāo)識(shí)，一個(gè)TA可包含一個(gè)或多個(gè)小區(qū)，TAC在這些小區(qū)的SIB1中廣播 與LAC、RAC類似，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營時(shí)用TAI作為TA的唯一標(biāo)識(shí)，TAI由MCC、MNC和TAC組成，共計(jì)6字節(jié),TA和TAI的定義,TA和TAI,UE在附著時(shí)，MME會(huì)為UE分配一組TA list（長度116）并發(fā)送給UE保存，當(dāng)需要尋呼UE時(shí)，網(wǎng)絡(luò)會(huì)在TA list所包含的小區(qū)內(nèi)向UE發(fā)送尋呼消息。,TAI LIST的定義,通過合理規(guī)劃TA，設(shè)置合適TAI LIST的長度和內(nèi)容，通過不斷調(diào)整可以實(shí)現(xiàn)尋呼

44、和位置更新的一個(gè)相對(duì)平衡，進(jìn)而獲得較優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)性能,TAI LIST長度為898字節(jié)，分為三種類型，最多可包含16個(gè)TAIs UE附著時(shí)，MME通過ATTACH ACCEPT或TAU ACCEPT消息為UE分配一組TAI(TAI list) 當(dāng)需要尋呼UE時(shí)，網(wǎng)絡(luò)在TAI list所包含的所有小區(qū)內(nèi)向UE發(fā)送尋呼 UE收到TAI LIST后保存在本地，移動(dòng)過程中只要進(jìn)入的新TA的TAI包含在TA LIST中，UE都無需發(fā)起TAU過程,TAI LIST,TAI LIST類型表,TAU概述,TA和TAI,TAU分類,UE狀態(tài)不同 空閑態(tài)TAU 連接態(tài)TAU 更新內(nèi)容不同 非聯(lián)合TAU更新TAI LI

45、ST 聯(lián)合TAU更新TAI LIST + LAU,TAU的應(yīng)用場(chǎng)景,當(dāng)前TA不在UE的TAI list里 周期性TAU表明UE Alive；網(wǎng)絡(luò)配置， IDLE或連接態(tài)均強(qiáng)制執(zhí)行 從服務(wù)區(qū)外返回服務(wù)區(qū)時(shí)，且周期性TAU到期，立刻執(zhí)行 MME負(fù)載均衡時(shí)，可要求UE發(fā)起TAU ECM-IDLE狀態(tài)下UE的GERAN和UTRAN Radio能力發(fā)生變化 從UTRAN PMM Connected或GPRS READY狀態(tài)通過小區(qū)重選進(jìn)入E-UTRAN時(shí),TAU過程,在網(wǎng)絡(luò)登記新的用戶位置信息 進(jìn)入新的TA，其TAI不在UE存儲(chǔ)的TAI LIST內(nèi) 給用戶分配新的GUTI 核心網(wǎng)在同一個(gè)MME pool

46、用GUTI唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)UE。若TAU過程中更換了MME pool，則核心網(wǎng)會(huì)在TAU ACCEPT消息中攜帶新GUTI 分配給UE 使UE和MME的狀態(tài)由EMM-DEREGISTERED變?yōu)镋MM-REGISTERED UE短暫進(jìn)入無服務(wù)區(qū)后回到覆蓋區(qū)，信號(hào)恢復(fù)，且周期性TAU到期 IDLE態(tài)用戶可通過TAU過程請(qǐng)求建立用戶面資源 IDLE下發(fā)起TAU過程時(shí)，如果有上行數(shù)據(jù)或者上行信令(與TAU無關(guān)的)發(fā)送，UE可以在TAU request消息中設(shè)置an “active”標(biāo)識(shí)，來請(qǐng)求建立用戶面資源，并且在TAU完成后保持NAS信令連接 連接態(tài)不可設(shè)置該標(biāo)識(shí),TAU的作用,IDLE TAU流程-

47、1,TAU Request中含ACTIVE標(biāo)識(shí)，用戶完成TAU后可繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸,IDLE TAU流程-2,TAU Request中不含ACTIVE標(biāo)識(shí)，TAU完成后釋放連接,CONNECTED-TAU流程,連接態(tài)TAU流程 若TAU accept未分配新GUTI，無過程6、7 連接態(tài)TAU完成后，不釋放NAS信令連接,切換概述,切換的含義及目的 當(dāng)正在使用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的用戶從一個(gè)小區(qū)移動(dòng)到另一個(gè)小區(qū)，或由于無線傳輸業(yè)務(wù)負(fù)荷 量調(diào)整、激活操作維護(hù)、設(shè)備故障等原因，為了保證通信的連續(xù)性和服務(wù)的質(zhì)量，系 統(tǒng)要將該用戶與原小區(qū)的通信鏈路轉(zhuǎn)移到新的小區(qū)上，這個(gè)過程就是切換 切換分類 同一個(gè)eNB內(nèi)的

48、切換 基于X2口的切換 基于S1口的切換 切換判決準(zhǔn)備測(cè)控及測(cè)報(bào) 基站根據(jù)不同的需要利用移動(dòng)性管理算法給UE下發(fā)不同種類的測(cè)量任務(wù)，在RRC重配消息中攜帶 MeasConfig 信元給UE下發(fā)測(cè)量配置 UE收到配置后，對(duì)測(cè)量對(duì)象實(shí)施測(cè)量，并用測(cè)量上報(bào)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行結(jié)果評(píng)估，當(dāng)評(píng)估測(cè)量結(jié)果滿足上報(bào)標(biāo)準(zhǔn)后向基站發(fā)送相應(yīng)的測(cè)量報(bào)告 基站通過終端上報(bào)的測(cè)量報(bào)告決策是否執(zhí)行切換 切換步驟及作用 切換準(zhǔn)備：目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)完成資源預(yù)留 切換執(zhí)行：源基站通知UE執(zhí)行切換；UE在目標(biāo)基站上連接完成 切換完成：源基站釋放資源、鏈路，刪除用戶信息,切換概述,eNB內(nèi)的切換,eNB發(fā)送RRC CONNECTION RECONFI

49、GURATION消息發(fā)送給UE 消息中攜帶切換信息mobilityControlInfo；包含目標(biāo)小區(qū)ID、載頻、測(cè)量帶寬給用戶分配的C-RNTI，通用RB配置信息（包括各信道的基本配置、上行功率控制的基本信息等），給用戶配置dedicated random access parameters 避免用戶接入目標(biāo)小區(qū)時(shí)有競爭沖突 UE按照切換信息在新的小區(qū)接入，向eNB發(fā)送RRC CONNECTION RECONFIGURATION COMPLETE消息，表示切換完成，正常切入到新小區(qū),切換概述,eNB內(nèi)切換 信令流程,基于X2口的切換-1,兩個(gè)eNB之間切換，MME不變，切換命令同eNB內(nèi)部切

50、換，攜帶的信息內(nèi)容也一致,切換準(zhǔn)備 切換執(zhí)行 信令流程,基于X2口的切換-2,兩個(gè)eNB之間切換，MME不變,切換完成 信令流程,基于S1接口的切換-1,兩個(gè)eNB之間的切換 同時(shí)完成與eNB建立S1接口承載的兩個(gè)MME的切換，即跨MME的切換 其他基于S1接口切換的應(yīng)用場(chǎng)景：SON FEMETO沒有X2接口，也基于S1接口進(jìn)行切換 切換命令同eNB內(nèi)部切換，攜帶的信息內(nèi)容也一致,切換準(zhǔn)備 信令流程,基于S1接口的切換-2,切換執(zhí)行 切換完成 信令流程,小區(qū)重選概述,小區(qū)重選（cell reselection）指UE在空閑模式下通過監(jiān)測(cè)鄰區(qū)和當(dāng)前小區(qū)的信號(hào)質(zhì)量以選擇一個(gè)最好的小區(qū)提供服務(wù)信號(hào)的過程。當(dāng)鄰區(qū)的信號(hào)質(zhì)量及電平滿足S準(zhǔn)則且滿足一定重選判決準(zhǔn)則時(shí)，終端將接入該小區(qū)駐留。 UE駐留到合適的L