[信息与通信]TDD LTE信令流程与分析指导.ppt

2012-11-16 TDD LTE信令流程与分析 指导 TDS-L网络解决方案部2011.9 了解LTE信令流程 掌握接入流程、寻呼和切换等典型信 令流程 具备简单 的问题 分析能力 目标 学习完此课程，您将会： 内容介绍 第 1 章 开机入网流程介绍分析 第2章 切换流程介绍分析 第3章 寻呼流程介绍分析 内容介绍 第 1 章 开机入网流程介绍分析 第 1 节 小区搜索 第2节 PLMN和小区选择 第3节 附着流程 小区搜索 小区搜索过程又称为下行同步过程，主要通过解下行的主 同步信号PSS和辅同步信号SSS完成 小区搜索 对于FDD，PSS在slot0和slot10的倒数第一个OFDM符号上；SSS在 slot0和slot10的倒数第二个OFDM符号上。 对于TDD，PSS在slot2和slot12的第三个OFDM符号上；SSS在slot1和 slot11的倒数第一个OFDM符号上。 PSS在每个无线帧 的2次发送内容一样，SSS每个无线帧 2次发送内容 不一样，通过解PSS先获得5ms定时，通过解SSS可以获得无线帧 的 10ms定时；由于FDD和TDD时SSS的时域位置不同，通过解SSS又可以 获得系统的制式。 通过解PSS可以获得物理层小区ID，再通过解SSS可以获得小区的组 ID（504个小区分成168个组），二者组合就可以获得当前小区的小区ID （每个组内又有3个小区ID）；当前小区的PCI = 组ID * 3 + 小区ID 内容介绍 第 1 章 开机入网流程介绍分析 第1节 小区搜索 第 2 节 PLMN 和小区选择 第3节 附着流程 PLMN和小区选择 小区搜索完成后，UE会获得当前小区的PCI，UE使用获得的PCI去解 当前小区的MIB和SIB消息，通过解MIB消息获得小区的下行同步以及系 统带宽 等关键信息，完了在SIB信息的时域位置上检测 PDCCH，根据 PDCCH指示获取小区的SIB1信息，完了再解析其它SIB信息。 E-UTRANUE MasterInformationBlock SystemInformationBlockType1 SystemInformation PLMN和小区选择 MIB MIB传输 周期为40ms，在一个周期内，PBCH信道分布在每个无线帧 的 #0子帧内，在每一个#0子帧内，占据第二个slot的前4个符号位置；频域 与PSS和SSS信号一样，占据中心的1.08MHz，即频域中心的6RB。 PLMN和小区选择 SIB1 SIB1传输 周期为 80ms，传输 TTI内的首 次传输 是在帧号为8的 整数倍的无线帧 上，重 复传输 是在TTI内的其 它偶数无线帧 上；每次 传输 都是在对应 无线 帧的#5子帧上，UE在 这些子帧内检测 PDCCH，如果存在SI- RNTI，则在该子帧内 的PDSCH上接收SIB1。 PLMN和小区选择 SIBn SIBn传输 周期为 80ms的整数倍，SIB2 主要是无线资 源相关 配置，SIB3SIB5主要 是LTE系统内的小区重 选配置；SIB6SIB8分 别为 UTRA、GERAN、 CDMA2000系统的重 选配置，SIB9为HNB 配置，SIB10为ETWS 的主通知，SIB11为 ETWS的辅通知。 PLMN和小区选择 在SIB1信息中会携带网络侧 的PLMN列表，UE的接入层AS会把解 析的PLMN列表上报自己的非接入层NAS，由NAS层执 行PLMN的选 择，选择 合适的PLMN。 UE选定PLMN后会在该PLMN下选择 合适的小区，小区的选择 按照 S准则，UE选择该 PLMN下信号最强的小区进行驻留。 内容介绍 第 1 章 开机入网流程介绍分析 第1节 小区搜索 第2节 PLMN和小区选择 第 3 节 附着流程 UE eNB 附着流程ATTACH MME Initial UE message DL NAS Transfer UL NAS Transfer DL NAS Transfer UL NAS Transfer RRC connection Setup Request RRC connection Setup RRC connection Setup Complete DL Infomation Transfer UL Infomation Transfer DL Infomation Transfer UL Infomation Transfer Security Mode Command Security Mode Complete UE Capability Enquiry UE Capability Infomation RRC connection Reconfiguration RRC connection Reconfiguration Complete UL Infomation Transfer NAS加密 Initial Context Setup Request 空口加密 UE Capability Information Indication Initial Context Setup Response UL NAS Transfer NAS消息:Attach Accept,Active Default EPS Bearer Context Request UE能力上报 NAS消息:Attach Complete,Active Default EPS Bearer Context NAS消息:Attach Request,PDN Connectivity Request 鉴权 附着流程RRC连接建立 附着流程RRC Connection Setup Request 附着流程RRC Connection Setup 附着流程RRC Connection Setup Complete 附着流程Initial UE Message（I） 附着流程Initial UE Message（II） 附着流程DL/UL NAS/Infomation Transfer Uu口跟踪 S1口跟踪 附着流程Initial Context Setup Request（I） 附着流程Initial Context Setup Request（II） 消息解析 附着流程Initial Context Setup Request（III） 消息解析（续） 附着流程RRC Security Mode Command/Complete 附着流程UE Capability Enquiry/Infomation UEeNB UE Capability Enquiry UE Capability Infomation 附着流程RRC Connection Reconfiguration 用于建立SRB2和DRB1 附着流程Initial UE Context Setup Response 附着流程Uu口和S1口信令 Uu口信令 S1口信令 附着流程IMSI跟踪的全网信令（I） 附着流程IMSI跟踪的全网信令（II） 附着流程IMSI跟踪的全网信令（III） 内容介绍 第 2 章 切换流程介绍分析 第 1 节 切换概述 第2节 eNB内的小区间切换 第3节 eNB之间的小区间切换 切换概述 什么是切换 切换是指UE在连接状态下，在不同的小区间移动，完成UE上下 文的更新。 切换的目的 基于覆盖的切换：移动通信中为了解决用户在移动的过程中业务 的连续 性 基于负载 的切换：基于负载 状况触发的切换，保证整个系统的性 能最优 切换概述 LTE系统内切换三种分类 切换概述LTE系统 切换包括切换测量、切换决策、切换执行三个阶段 测量阶段，UE根据eNB下发的测量配置消息进行相关测量，并 将测量结果上报给 eNB。 决策阶段，eNB根据UE上报的测量结果进行评估，决定是否触 发切换。 执行阶段，eNB根据决策结果，控制UE切换到目标小区，由UE 完成切换。 整个切换流程采用UE辅助网络控制的思路，基站下发 测量控制，UE进行测量上报，基站执行切换判决、资源 准备、切换执行和原有资源释放 切换概述测量控制 切换概述测量报告 切换概述切换命令 内容介绍 第 2 章 切换流程介绍分析 第1节 切换概述 第 2 节 eNB 内的小区间切换 第3节 eNB之间的小区间切换 eNB内小区间切换 eNB内的小区间切换分同频切换和异频切换2种，作用如下 切换只是更新Uu口资源，源小区和目标小区的资源申请和资源释 放都通过eNB内部消息实现 ； 没有eNB间的数据转发 ，同时也没有UE的随机接入过程，也不需 要与核心网有信令交互。 Handover Preparation Handover Completion Handover Execution UE在源小区上报测 量报告。 eNB内小区间切换流程 UE Source CellTarget CellServing Gateway Buffer packets from MME Legend L3 signallin g L1/L2 signalling MME/MMEs Area Restriction Provided 1. Measurement Control packet datapacket data UL allocation 2. Measurement Reports 4. Handover Command Detach from old cell and synchronize to new cell 5. Synchronization eNB packet data 6. UL allocation + TA for UE 7. Handover Confirm packet data packet data Measurement Reports User Dat a 3. HO decision Handover Command DL allocation eNodeB在目标小区完成准入和 无线资 源分配后，发切换命令。 packet data UE在目标小区接入。 完成切换，释放源小区资源。 Handover Confirm Flush DL buffer, continue delivering in transit packets packet data packet data 内容介绍 第 2 章 切换流程介绍分析 第1节 切换概述 第2节 eNB内的小区间切换 第 3 节 eNB 之间的小区间切换 eNB间通过X2口切换概述 A3或A4触发事件上报，当目标小区和源小区分别属于2个 X2链路的eNB时，引发eNB间的X2切换,前提是2个eNB之间 配置了X2关系 当源eNB收到UE的测量上报，并判决UE向目标eNB切换时 ，会直 接通过X2接口向目标eNB申请资 源，完成目标小区的资源准备，之 后通过空口的重配消息通知UE向目标小区切换，在切换成功后，目 标eNB通知源eNB释放原来小区的无线资 源。此外还要将源eNB未发 送的数据转发给 目标eNB，并更新用户平面和控制平面的节点关系。 Handover Execution Handover Preparation 2. packet data UL allocation Measurement Reports 3. HO decision 4. Handover Request 5. Admission Control 7. 6. Handover Request Ack DL allocatio n Data Forwarding UESource eNBTarget eNBServingGateway and Detach from old cell synchronize to new cell 9.Synchronisation 10.UL allocation+TA for UE Legend L3 signalling L1/L2signalling User Dat a 1 . Measurement Contr ol MME 0. Area Restriction Provided Handover Command Deliver buffered and in transit packets to target eNB 8. 用户已经接入，并且已经在做业务。 Source eNodeB下发测量控制信 息，通知UE启动邻区测量。 UE侦测 到满足条件的小 区后，上报测 量报告。 packet data Source eNodeB根据切换算 法和当前状态做出切换判决。 eNB间通过X2接口切换流程（I） 发起切换准备过程，由Source eNB发送Handover Request消息给Target eNB。主要携带当前UE的业务信 息和其他接入层信息（加密、完整性、测量） Target eNB把在本eNB内的准入结果和无 线资源配置信息返回给Source eNB，至此 切换准备阶段结束。 Buffer packets from Source eNB Target eNB收到Source发来的HandoverReq 消息后，会根据其携带的业务 信息开始准入， 并进行无线资 源配置。 Source eNB把Target eNB发来的Container 直接通过空口消息发给 UE，告知切换。 SN信息的作用是把UE在源侧的SN信息和HFN信息告 知目标测，用于数据重传和加密完整性保护。 SN Status Transfer 开始数据转发 ，后面有详细 介绍。 Handover Completion eNB间通过X2接口切换流程（II） 11. Handover Confirm 1 2. Path Switch Reques t UESource eNBTarget eNBServingGateway Flush DL buffer,continue delivering in-transit packets 18. Release Resources packet dat a MME 13. User Plane update request 14. Switch DL path End Marker Data Forwarding End Marker UE和目标eNB完成随机接入后，在 目标侧 eNB发送切换完成消息。 Target eNB收到UE发来的 HandoverConfirm消息后，会向MME发起 PathSwitch过程，完成用户面的切换。 17. Release Resource 15.User Plane update response 1 6.Path Switch Request Ack MME在完成S-GW的用户面切换后， 会给Target eNB发送PathSwitchRsp 消息，通知用户面切换完成。 PathSwitch完成后，目标eNB会通知源 eNB释放资源，从而完成切换流程。 packet data eNB间通过S1口切换概述 S1切换的流程和X2类似，不同点在于有没有eNB之间的X2 链路。如果没有配置X2链路，eNB间的切换走S1口切换；如 果同时配置了X2和S1链路，eNB间的切换优先走X2切换。 如果选择了S1切换，则Handover Request、Handover Request Acknowledge及数据转发需要走S1口转发 Handover Execution Handover Preparation 的目标eNB，通知开始准备切换。 eNB间通过S1接口切换流程（I） UE Source eNBTarget eNBServing Gateway Detach from old cell and synchronize to new cell L3 signalling L1/L2 signalling User Dat a MME/MMEs Area Restriction Provided 1. Measurement Control packet data packet data UL allocation 7. Handover Request Acknologe 8. Handover Command Data Forwarding Buffer packets from MME 12. Synchronization 13. UL allocation + TA for UE Source eNB发送切换请求消息到MME。 Legend 2. Measurement Reports MME把切换请 求消息转发给对应 3. HO decision 4. Handover Reauired 5. Handover Request 7. Admission Control Target eNB完成准入和无线资 源配置后， 给MME回复HandOverAck消息。 DL allocation 9. Handover Command Deliver buffered and in transit packets to target eNB MME把ACK消息转发给 Source eNB 和X2接口类似，源侧eNB要把SN 信息通过MME发给 目标eNB。 10. eNB SN Status Transfer 11. MME SN Status Transfer Data Forwarding HandoverCompletion UE Source eNBTarget eNBServing Gateway MME/MMEs 15. Handover Notify eNB间通过S1接口切换流程（II） 14. Handover Confirm 目标eNB通知