lte完整信令流程

1、LTE完整信令流程,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性管理TAU切換小區(qū)重選附錄,E-UTRAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),LT

2、E主要3GPP規(guī)范見附錄,,,LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),網(wǎng)絡(luò)實體,整個TD-LTE系統(tǒng)由3部分組成：核心網(wǎng)（EPC, Evolved Packet 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)

3、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EPCX2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接口，S1接口類似于Iu接口,,LTE網(wǎng)絡(luò)實體,EPC與E-UTRAN功能劃分,EPC,EUTRAN,EPC與E-UTRAN功能簡

4、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、連接移動性管理、上/下行動態(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；測量與測量報告的配置。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)的移動性管理；EPC承載控制；非接入層信令的加

5、密與完整性保護(hù)。服務(wù)網(wǎng)關(guān)功能：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

6、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,,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、移動性管理、UE測量上報和控制等功能僅存在一個MAC實體,LTE控制面,,3G中控制平

7、面不存在PDCP協(xié)議棧，由RLC層提供無線信令承載SRBRLC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層實現(xiàn)，TM模式 下的加密由MAC層實現(xiàn)3G中含有多個MAC實體：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子層完成僅存在一個MAC實體,LTE用戶面,,3G中PDCP層僅用于承載PS業(yè)

8、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MAC實體：MAC-b, MAC-c/sh, MAC-d, MAC-hsRLC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：實現(xiàn)E-UTRAN的通信功能

9、傳輸網(wǎng)絡(luò)層：采用IP傳輸技術(shù)對用戶面和控制面數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸,S1接口協(xié)議棧,UDP/IP之上的GTP-U用來傳輸S-GW與eNB之間的用戶平面PDUS1用戶面主要功能為:在S1接口目標(biāo)節(jié)點中指示數(shù)據(jù)分組所屬的SAE接入承載；移動性過程中盡量減少數(shù)據(jù)的丟失；錯誤處理機(jī)制；MBMS支持功能；分組丟失檢測機(jī)制；,控制層為了可靠的傳輸信令消息，在IP層之上添加了SCTPS1控制面主要功能：EPC承載服務(wù)管理功能；S1 接口UE上

10、下文釋放功能；ACTIVE狀態(tài)下UE的移動性管理功能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)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)的移動性管理功

11、能；X2接口自身的管理功能，如錯誤指示、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)量在一個或多個AAL5永久虛電路上復(fù)用；在Release 5之后，直接采用IP傳輸，與L

12、TE架構(gòu)相同；,,系統(tǒng)消息（36.331）,系統(tǒng)消息的組成MasterInformationBlock(MIB)多個SystemInformationBlocks (SIBs)MIB承載于BCCH → BCH → P-BCH上包括有限個用以讀取其他小區(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，PHICH配置信息）時域：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個子載波,LTE系統(tǒng)消息,PB

13、CH時域映射結(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-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

14、，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,LTE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A

15、S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)重選時切換完成或從另一個RAT切換到E-UTRAN時重新返回覆蓋區(qū)域時當(dāng)系統(tǒng)消息改變時當(dāng)出現(xiàn)接收ETWS（地震、災(zāi)情通知等）指示時upon receiving a request from CDMA2000 upper layers upon exceeding the maximum validity duration (3h)

16、,,3GPP各狀態(tài)間轉(zhuǎn)換,當(dāng)存在RRC連接時，UE處于RRC連接狀態(tài)，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

17、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SRBSRB0：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消息，映射到DCCH信道UE的RRC連接未建立時，由SRB0承載RRC信令；SRB2未建立時，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；

18、 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未建立時由 SRB1承載） RRCConnectionSetupComplete 和 RRCConnectionReconfiguration （由SRB1承載）RRCConnection

19、SetupComplete（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（1）,核心網(wǎng)UE標(biāo)識（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、釋放測量,端到端業(yè)務(wù)建立/釋放相關(guān)流程Attach流

20、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性管理TAU切換小區(qū)重選附錄,隨機(jī)接入過程（36.300）,申請上行資源與eNodeB間的上行時間同步從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

21、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)接入獲取時間提前量（TA: Timing Advance）,競爭接入過程,非競爭接入過程,,,隨機(jī)接入實現(xiàn)的基本功能,隨機(jī)接入的使用場景,,基于競爭的隨機(jī)接入（2-1）,UE隨機(jī)選擇p

22、reamble碼發(fā)起Msg1：發(fā)送Preamble碼eNB可以選擇64個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可同時響應(yīng)多個UE的隨 機(jī)接入請求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時頻資源位置確定Msg2包含上

23、行傳輸定時提前量、為Msg3分配的上行資源、臨時C-RNTI等Msg3：第一次調(diào)度傳輸U(kuò)E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）,針對不同的場景，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連接重建請求，C-RNTI和PCI切換：傳輸RRC

24、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-RNTIMsg4：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Msg0：隨機(jī)接入指示對于切換場景，eNB通過RRC信令通知UE對于下行數(shù)據(jù)到達(dá)和輔助定位場景，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Pream

25、ble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消息會在UE注冊的所有小區(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（36.300，36.331）,在S1AP接口消息中，MME對eNB發(fā)pagin

26、g消息，每個paging消息攜帶一個被尋呼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，eNB將具有相同尋呼時機(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

27、遵循DRX的原則UE根據(jù)DRX周期在特定時刻根據(jù)P-RNTI讀取PDCCHUE根據(jù)PDCCH的指示讀取相應(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（IMSI或S-TMSI），若未在PCH上找到自己的 標(biāo)識，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,

28、RRC協(xié)議功能為NAS層提供連接管理、消息傳遞等服務(wù)對接入網(wǎng)的底層協(xié)議實體提供參數(shù)配置的功能負(fù)責(zé)UE移動性管理相關(guān)的測量、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)時發(fā)起該過程，如呼叫、響應(yīng)尋呼、TAU、Attach等RRC連接建立成功流程RRC連接請求：UE通過UL_CCCH在SRB0上發(fā)送，攜帶UE的初始（NAS）標(biāo)識和建立原因等，該消息對應(yīng)于隨機(jī)接入過程的Msg3

29、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，該消息對應(yīng)隨機(jī)接入過程的Msg4RRC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_C

30、CCH在SRB0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，觸發(fā)此過程RRC連接重建立成功流程RRC連接重建請求：UE通過UL_CCCH在SRB0上發(fā)送，攜帶UE的AS層初始標(biāo)識信息及重建立原因，該消息對應(yīng)隨機(jī)接入過程的Msg3RRC連接重建：eNB通過DL

31、_CCCH在SRB0上回復(fù)，攜帶SRB1的完整配置信息，該消息對應(yīng)隨機(jī)接入過程的Msg4RRC連接重建立完成：UE通過UL-DCCH在SRB1上發(fā)送，不攜帶任何實際信息，只起到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

32、,觸發(fā)原因：當(dāng)需要發(fā)起對SRB和DRB的管理、低層參數(shù)配置、切換執(zhí)行和測量控制時，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，不攜帶任何實際信息，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U

33、E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，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層的指示主動釋放RRC連接

34、，不通知網(wǎng)絡(luò)側(cè)而主動進(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,RRC連接釋放,RRC連接釋放,RRC過程場景總結(jié),RRC過程總結(jié),,測量概述,測量（36.331）,RRC_IDLE狀態(tài)下，UE的測量參數(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)測量配置（measurement configuration）信息，如RRCConnectionReconfiguratio

35、n消息中可攜帶UE可執(zhí)行的測量類型同頻測量：測量與當(dāng)前服務(wù)小區(qū)下行頻點相同的鄰小區(qū)下行頻點異頻測量：測量與當(dāng)前服務(wù)小區(qū)下行頻點不同的下行頻點（同小區(qū)或鄰小區(qū)）與UTRA的系統(tǒng)間測量與GERAN的系統(tǒng)間測量與CDMA2000 HRPD或CDMA2000 1xRTT的系統(tǒng)間測量,,測量下達(dá),IDLE態(tài)，網(wǎng)絡(luò)側(cè)通過系統(tǒng)消息告知UE需要進(jìn)行的測量及其參數(shù)SIB3：SIB4：下發(fā)同頻鄰區(qū)測量信息（鄰區(qū)列表）SIB5：下發(fā)異頻鄰區(qū)

36、測量信息（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)測量配置該信元中攜帶測量對象和測量上報標(biāo)準(zhǔn),測量配置下發(fā),,測量報告上報,IDLE態(tài)下，UE不上報，僅做小區(qū)重選；連接態(tài)下UE進(jìn)行測量上報事件觸發(fā)一次上報觸發(fā)事件有A1—A5，B1，B2上報次數(shù)為一次UE忽略上報間隔配置

37、周期性上報觸發(fā)類型為周期，包含上報CGI、上報最強(qiáng)小區(qū)、SON目的上報最強(qiáng)小區(qū)如果上報目的為“上報CGI”或上報“SON目的上報最強(qiáng)小區(qū)”，則上報次數(shù)為1事件觸發(fā)周期上報（事件觸發(fā)上報與周期性上報的結(jié)合）觸發(fā)事件有A1—A5，B1，B2上報次數(shù)為多次上報間隔配置有效,測量上報,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)識無線網(wǎng)基本信令流程隨機(jī)接入尋呼

38、RRC連接建立、重配、重建立、釋放測量,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，完成核心網(wǎng)（EPC）對該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

39、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)長時間沒有獲得UE的信息，則會發(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

40、驗證、用戶注冊以外，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)送時機(jī)，向eNB發(fā)送RRCConnectionRequest消息；eNB向UE發(fā)送RRCConnectionSetup消息，包含建立SR

41、B1承載信息和無線資源配置信息；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，請求建立默認(rèn)承載，包含NAS層Attach Acc

42、ept、Activate default EPS bearer context request消息；eNB接收到INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST消息，如果不包含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，報告UE能力信息；eNB向MME發(fā)送UE CAPABILITY INFO INDICATI

43、ON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 REQUEST消息中的ERAB建立信息，向UE發(fā)送RRCConnectio

44、nReconfiguration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Atta

45、ch Complete、Activate default EPS bearer context 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)行用戶身份驗證、薦權(quán)和該用戶上次關(guān)機(jī)遺留承載的刪除,完整的A

46、TTACH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U

47、PLINK 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向UE發(fā)送DLInf

48、ormationTransfer消息，包含NAS層Detach accept消息；MME向eNB發(fā)送UE CONTEXT RELEASE COMMAND消息，請求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)

49、。,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Detach 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)起需求時當(dāng)UE處于ECM IDLE態(tài)且有下行數(shù)據(jù)達(dá)到時在S1接口

50、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，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，網(wǎng)絡(luò)側(cè)先對UE進(jìn)行尋呼，隨后UE發(fā)起隨機(jī)接入過程，并發(fā)起service 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

51、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)送承載建立請求，包含（IMSI, QoS, TFT, TEID, LBI等）

52、MME向eNB發(fā)送E-RAB建立請求，包含E-RAB ID,QoS,S-GW TEIDeNB接收建立請求消息后，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，EPC僅將其作為參考，有權(quán)接受或拒絕。當(dāng)EPC接受時，可回復(fù)承

53、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，第三步觸發(fā)由網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的service 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)起承載修改請求，S-GW將其發(fā)給MMEMME向eNB發(fā)送E-RAB修改請求消息，修改一個或多個承載，

54、E-RAB修改列表信息包含每個承載的QoSeNB接收到E-RAB修改請求消息后，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，EPC可回復(fù)承載建立、修改、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

55、（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E-RAB的釋放流程對于PDN GW發(fā)起的承載釋放，可釋放專用承載或該PDN地址下的所有承載對于MME發(fā)起的承載釋放，可釋放某一專用承載，但不能釋放該PDN下的默認(rèn)承載過程無論P-GW或MME發(fā)起的釋放過程，MME向eNB發(fā)送E-RAB釋

56、放命令消息，釋放一個或多個承載的SI和Uu接口資源eNB接收到E-RAB釋放命令消息后，釋放每一個承載的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PDN連接釋放的請求，此時可以刪除該PDN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，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PDN連接下的默認(rèn)承載,UE

57、或MME發(fā)起的PDN連接釋放流程,UE的最后一個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

58、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)移動臺由一個TA移動到另一個TA時，必須在新的TA上重新進(jìn)行位置登記以通知網(wǎng)絡(luò)來更改它所存儲的移動臺的位置信息，這個過程就是跟蹤區(qū)更新(Tracking Area Update,TAU),,‘,TAU概述,,,為了確認(rèn)移動臺的位置，LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)將被分為許多個跟蹤區(qū)(Tracking Area, TA) TA功能與3G的位置區(qū)(LA)和路由區(qū)(R

59、A)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，一個TA可包含一個或多個小區(qū)，TAC在這些小區(qū)的SIB1中廣播與LAC、RAC類似，網(wǎng)絡(luò)運營時用TAI作為TA的唯一標(biāo)識，TAI由MCC、MNC和TAC組成，共計6字節(jié),TA和TAI的定義,TA和TAI,,UE在附著時，MME會為UE分配一組TA list（長度1~16）并發(fā)送給UE保存，當(dāng)需要尋呼UE時，網(wǎng)絡(luò)會在TA

60、 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)整可以實現(xiàn)尋呼和位置更新的一個相對平衡，進(jìn)而獲得較優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)性能,TAI LIST長度為8~98字節(jié)，分為三種類型，最多可包含16個TAIsUE附著時，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，網(wǎng)絡(luò)在TAI list所包含的

61、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 LIST聯(lián)合TAU——更新TAI LIST + LAU,TAU的應(yīng)用場景,當(dāng)前TA不在UE的TAI list里周期性

62、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，且周期性TAU到期，立刻執(zhí)行MME負(fù)載均衡時，可要求UE發(fā)起TAUECM-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,,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存儲的TAI LIST內(nèi)給用

63、戶分配新的GUTI核心網(wǎng)在同一個MME pool用GUTI唯一標(biāo)識一個UE。若TAU過程中更換了MME pool，則核心網(wǎng)會在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-REGISTEREDUE短暫進(jìn)入無服務(wù)區(qū)后回到覆蓋區(qū)，信號恢復(fù)，且周期性TAU到期IDLE態(tài)用戶可通過TAU過程請求建立用戶面資源IDLE下發(fā)起TAU過程時，如果有上行數(shù)據(jù)或者上行信令

64、(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，來請求建立用戶面資源，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,,,,,,TAU的作用,IDLE TAU流程-1,TAU Request中含ACTIVE標(biāo)識，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，TAU完成后釋放連接,,CONNECTED-TAU流程

65、,,,,,,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)的用戶從一個小區(qū)移動到另一個小區(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，這個過程就是切換切換分類同一個eNB內(nèi)的切換基于X2口的切換基于S1口的切

66、換切換判決準(zhǔn)備——測控及測報基站根據(jù)不同的需要利用移動性管理算法給UE下發(fā)不同種類的測量任務(wù)，在RRC重配消息中攜帶 MeasConfig 信元給UE下發(fā)測量配置UE收到配置后，對測量對象實施測量，并用測量上報標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行結(jié)果評估，當(dāng)評估測量結(jié)果滿足上報標(biāo)準(zhǔn)后向基站發(fā)送相應(yīng)的測量報告 基站通過終端上報的測量報告決策是否執(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

67、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 RECONFIGURATION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

68、標(biāo)小區(qū)時有競爭沖突 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eNB之間切換，MME不變，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)備切換執(zhí)行信令流程,基于X2口的切換-2,兩個eNB之間切換，MME不變,,切換完成信令流程,基于S1接