LTE网络信令流程课件.ppt

1,第一节LTE系统简述,第四节LTE基本信令流程,第三节LTE系统消息介绍,第二节LTE系统状态模型,第五节LTE切换信令流程,附录典型流程介绍及案例,LTE系统简述,2,EPS系统架构,LTE系统简述,3,接口介绍及接口信令,Uu接口：是终端和接入网（EUTRAN）之间的接口。主要用来建立、重配置和释放各种无线承载业务。,常见的Uu接口信令：,LTE系统简介,4,RRC信令的简化,RadioBearerSetup（无线承载建立）,RadioBearerRelease（无线承载释放）,RadioBearerReconfiguration（无线承载重配置）,TransportChannelReconfiguration（传输信道重配置）,TransportFormatCombinationControl（传输格式组合控制）,PhysicalChannelReconfiguration（物理信道重配置）,MeasurementControl（测量控制）,RRCConnectionReconfiguration（RRC连接重配置）,LTE系统简述,5,接口介绍及接口信令,常见的Uu接口NAS消息：,LTE系统简述,6,接口介绍及接口信令,S1-MME接口：是eNodeB与MME之间的控制平面接口，用于控制UE和网络间的E-RAB和连接以及NAS消息的透明传送该接口采用S1AP协议，S1AP提供的E-UTRAN和EPC间的信令业务。,常见的S1-MME接口信令：,LTE系统简述,7,接口介绍及接口信令,S1-U接口：是eNodeB与S-GW间用户平面的接口，提供eNodeB和S-GW间的用户平面PDU通过隧道进行无保证的传送。,常见的S1-U接口信令：,FTPData:1420bytes,LTE系统简述,8,接口介绍及接口信令,S11接口：是MME和S-GW之间的接口，用于支持移动性和承载管理。包括承载的建立、修改或释放；或者用于修改用户承载的QoS参数；或者在发生InterRAT切换的时候，用于转变数据的转发方式，删除或者建立间接转发方式,常见的S11接口信令：,LTE系统简述,9,接口介绍及接口信令,S5接口：是S-GW和P-GW之间的接口，提供S-GW和P-GW间的用户面隧道和隧道管理功能，主要包括承载的建立、修改或释放,常见的S5接口信令：,LTE系统简述,10,接口介绍及接口信令,S4接口：是MME和SGSN之间的接口，用于2G/3G无线系统接入EPS网络的时候，在SGSN和S-GW间提供控制和移动性功能。,常见的S4接口信令：,11,第一节LTE系统简述,第四节LTE基本信令流程,第三节LTE系统消息介绍,第二节LTE系统状态模型,第五节LTE切换信令流程,附录典型流程介绍及案例,LTE系统状态模型,12,EMM状态模型,EPS移动性管理（EMM）状态模型描述的是UE在网络中的注册状态，表明UE是否已经在网络中注册。,EMM-DEREGISTERED,EMM-REGISTERED,EMM状态模型有两种状态：,LTE系统状态模型,13,EMM状态模型,UE的EMM状态转化,附着接受,注销,附着拒绝,TA更新拒绝,所有承载已删除,切换到非3GPP系统,LTE系统状态模型,14,EMM状态模型,MME的EMM状态转化,附着接受,注销,附着拒绝,TA更新拒绝,所有承载已删除,UE从其他系统重选到EUTRAN的TA更新成功,LTE系统状态模型,15,ECM状态模型,EPS连接管理状态（ECM）描述的是UE和EPC间的信令连接性。,ECM-IDLE,ECM-CONNECTED,ECM状态模型有两种状态：,LTE系统状态模型,16,ECM状态模型,UE的ECM状态转化,RRC连接建立,RRC连接释放,LTE系统状态模型,17,ECM状态模型,MME的ECM状态转化,S1连接建立,S1连接释放,18,第一节LTE系统简述,第四节LTE基本信令流程,第三节LTE系统消息介绍,第二节LTE系统状态模型,第五节LTE切换信令流程,附录典型流程介绍及案例,LTE系统消息介绍,19,系统消息类型,在LTE中系统信息广播消息分为3种类型：,由众多IE组成。包含一定数量的最基本且被传输次数最多的信息。如BCH上传输的信息,由众多IE组成。包含评估一个UE是否被允许接入到一个小区相关的信息，并定义了其他SI的调度相关信息,主信息块（MIB）：,系统信息块（SIB1）：,系统信息（SI）：,由众多IE组成。用于传送一个或多个SIB信元（SIB2SIB12）。,LTE系统消息介绍,20,系统消息类型,LTE系统消息介绍,21,系统消息调度,系统广播消息的协议层次映射：,BCCH,BCH,DL-SCH,PBCH,PDSCH,MIB消息,SIB/SI消息,逻辑信道,传输信道,物理信道,LTE系统消息介绍,22,系统消息调度,调度方式：固定调度调度周期：40ms，每10秒重传相同内容第一次传输位置：SFNmod4=0、#0,主信息块（MIB）：,系统信息块（SIB1）：,系统信息（SI）：,动态调度,调度方式：固定调度调度周期：80ms，每20秒重传相同内容第一次传输位置：SFNmod4=0、#0,LTE系统消息介绍,23,系统消息流程-空闲,UE,eNodeB,LTE系统消息介绍,24,系统消息流程-连接态,UE,eNodeB,25,第一节LTE系统简述,第四节LTE基本信令流程,第三节LTE系统消息介绍,第二节LTE系统状态模型,第五节LTE切换信令流程,附录典型流程介绍及案例,LTE基本信令流程,随机接入,随机接入实现基本功能,取得与eNodeB间的上行同步,申请上行资源,随机接入分类,竞争随机接入,非竞争随机接入,LTE基本信令流程,随机接入,随机接入应用场景,从RRC-IDLE状态到RRC-CONNECT的状态转换，即RRC连接过程，如初始接入和TAU更新,无线链路失败后的初始接入，即RRC连接重建过程,在RRC-CONNECTED状态，未获得上行同步但需接收下行数据,在RRC-CONNECTED状态，未获得上行同步但需发送上行数据和控制信息或虽未上行失步但需要通过随机接入申请上行资源,在RRC-CONNECTED状态，从服务小区切换到目标小区,在RRC-CONNECTED状态，UE位置辅助定位需要，网络利用随机接入获取时间提前量（TA:TimingAdvance）,竞争随机接入,非竞争随机接入,LTE基本信令流程,竞争随机接入,Msg1：发送Preamble码,UE,eNodeB,1,3,2,4,Msg1承载于PRACH上，该消息包含本次随机接入使用的PRACH信道资源和Preamble码。用户非竞争随机接入的Preamble码由eNodeB自行预留，并不包含在系统消息通知的Preamble中eNodeB可以选择64个Preamble码中的部分或全部用于竞争接入,Msg2由eNB的MAC层组织，并由DL_SCH承载一条Msg2可同时响应多个UE的随机接入请求eNB使用PDCCH调度Msg2，并通过RA-RNTI进行寻址，RA-RNTI由承载Msg1的PRACH时频资源位置确定Msg2包含上行传输定时提前量、为Msg3分配的上行资源、临时C-RNTI等,Msg2：随机接入响应,LTE基本信令流程,竞争随机接入,Msg3：第一次传输调度,UE,eNodeB,1,3,2,4,UE在接收Msg2后，在其分配的上行资源上传输Msg3针对不同的场景，Msg3包含不同的内容初始接入：携带RRC层生成的RRC连接请求，包含UE的S-TMSI或随机数连接重建：携带RRC层生成的RRC连接重建请求，C-RNTI和PCI切换：传输RRC层生成的RRC切换完成消息以及UE的C-RNTI上/下行数据到达：传输UE的C-RNTI,Msg4：竞争解决,LTE基本信令流程,非竞争随机接入,Msg1：发送Preamble码,UE,eNodeB,1,2,UE在eNodeB指定的PRACH信道资源上用指定的Preamble码发起随机接入,Msg2由eNB的MAC层组织，并由DL_SCH承载一条Msg2可同时响应多个UE的随机接入请求eNB使用PDCCH调度Msg2，并通过RA-RNTI进行寻址，RA-RNTI由承载Msg1的PRACH时频资源位置确定Msg2包含上行传输定时提前量、为Msg3分配的上行资源、临时C-RNTI等,Msg2：随机接入响应,0,Msg0：随机接入指示,对于切换场景，eNB通过RRC信令通知UE对于下行数据到达和辅助定位场景，eNB通过PDCCH通知UE,LTE基本信令流程,31,附着流程,UE,eNodeB,MME,S-GW,P-GW,PCRF,LTE基本信令流程,32,附着流程,UE,eNodeB,MME,S-GW,P-GW,PCRF,LTE基本信令流程,33,去附着流程-连接态非关机,UE,eNodeB,MME,S-GW,P-GW,PCRF,LTE基本信令流程,34,去附着流程-空闲态非关机,UE,eNodeB,MME,LTE基本信令流程,35,关机去附着流程,UE,eNodeB,MME,连接态直接关机则无RRC建立过程,LTE基本信令流程,36,空闲TAU流程-完成后直接释放,UE,eNodeB,MME,UE,eNodeB,MME,TAUaccept未分配新的GUTI，则UE不需要回复TAUcomplete，,LTE基本信令流程,37,空闲TAU流程-完成后数据传输,UE,eNodeB,MME,UE,eNodeB,MME,上下行数据传输,LTE基本信令流程,38,连接态TAU流程,UE,eNodeB,MME,LTE基本信令流程,39,ServiceRequest流程,UE,eNodeB,MME,S-GW,P-GW,PCRF,LTE基本信令流程,40,ServiceRequest流程,UE,eNodeB,MME,S-GW,P-GW,PCRF,数据传输,LTE基本信令流程,41,寻呼-空闲态,UE,eNodeB,MME,如果默认承载的QoS无法满足产生本次寻呼请求的业务，则,LTE基本信令流程,42,寻呼-连接态,UE,eNodeB,MME,数据传输,专用承载建立/修改,LTE基本信令流程,43,专用承载建立-UE触发,UE,eNodeB,MME,S-GW,P-GW,PCRF,LTE基本信令流程,44,专用承载建立-UE触发,UE,eNodeB,MME,S-GW,P-GW,PCRF,数据传输,LTE基本信令流程,45,专用承载建立-网络侧发起,UE,eNodeB,MME,S-GW,P-GW,PCRF,数据传输,LTE基本信令流程,46,专用承载修改-QoS改变,UE,eNodeB,MME,S-GW,P-GW,PCRF,LTE基本信令流程,47,专用承载修改-QoS改变,UE,eNodeB,MME,S-GW,P-GW,PCRF,数据传输,LTE基本信令流程,48,专用承载修改-QoS不改变,UE,eNodeB,MME,S-GW,P-GW,PCRF,数据传输,LTE基本信令流程,49,专用承载删除-UE触发,UE,eNodeB,MME,S-GW,P-GW,PCRF,LTE基本信令流程,50,专用承载删除-UE触发,UE,eNodeB,MME,S-GW,P-GW,PCRF,LTE基本信令流程,51,专用承载删除-网络侧发起,UE,eNodeB,MME,S-GW,P-GW,PCRF,52,第一节LTE系统简述,第四节LTE基本信令流程,第三节LTE系统消息介绍,第二节LTE系统状态模型,第五节LTE切换信令流程,附录典型流程介绍及案例,LTE切换信令流程,53,eNodeB内切换流程,UE,eNodeB,LTE切换信令流程,54,eNodeB间EPC内（X2）,UE,S-eNodeB,T-eNodeB,MME,S-GW,LTE切换信令流程,55,eNodeB间EPC内（S1）,UE,S-eNodeB,T-eNodeB,MME,S-GW,源MME与源S-GW建立数据转发承载,目标MME与目标S-GW建立数据转发承载,LTE切换信令流程,56,eNodeB间EPC间,UE,S-eNodeB,T-eNodeB,S-MME,S-SGW,T-MME,T-SGW,PGW,目标MME与目标S-GW建立上行承载,切换准备过程,LTE切换信令流程,57,eNodeB间EPC间,连接态TAU流程,UE,S-eNodeB,T-eNodeB,S-MME,S-SGW,T-MME,T-SGW,PGW,切换执行过程,源MME与源S-GW建立数据转发承载,目标SGSN与目标S-GW建立数据转发承载,LTE切换信令流程,58,LTE到TD-SCDMA切换,UE,eNodeB,NodeB,MME,S-SGW,SGSN,T-SGW,PGW,RNC,目标SGSN与目标S-GW建立上行承载,建立NodeB与RNC的Iub连接,切换准备过程,LTE切换信令流程,59,LTE到TD-SCDMA切换,UE,eNodeB,NodeB,MME,S-SGW,SGSN,T-SGW,PGW,RNC,TD网RAU流程,切换执行过程,源MME与源S-GW建立数据转发承载,目标MME与目标S-GW建立数据转发承载,LTE切换信令流程,60,TD-SCDMA到LTE切换,UE,S-NodeB,S-RNC,S-SGSN,S-SGW,T-MME,T-SGW,PGW,T-eNodeB,目标MME与目标S-GW建立上行承载,切换准备过程,LTE切换信令流程,61,TD-SCDMA到LTE切换,UE,S-NodeB,S-RNC,S-SGSN,S-SGW,T-MME,T-SGW,PGW,T-eNodeB,LTE网TAU流程,切换执行过程,源MME与源S-GW建立数据转发承载,目标SGSN与目标S-GW建立数据转发承载,LTE切换信令流程,62,LTE到GERAN切换,UE,eNodeB,BTS,MME,S-SGW,SGSN,T-SGW,PGW,BSC,目标SGSN与目标S-GW建立上行承载,切换准备过程,LTE切换信令流程,63,LTE到GERAN切换,UE,eNodeB,NodeB,MME,S-SGW,SGSN,T-SGW,PGW,RNC,RAU流程,切换执行过程,LTE切换信令流程,64,LTE到GSM（CSFB-MO-Idle）,UE,eNodeB,MME,PGW,BSC,BTS,MSC,SGW,GSM语音业务建立流程,GSM小区驻留过程，目标小区信息在上面的rrc释放消息携带,LTE切换信令流程,65,LTE到GSM（CSFB-MO-Active）,UE,eNodeB,MME,PGW,BSC,BTS,MSC,SGW,GSM语音业务建立流程,GSM小区驻留过程，目标小区信息在上面的rrc释放消息携带,LTE切换信令流程,66,LTE到GSM（CSFB-MT-Idle）,UE,eNodeB,MME,PGW,BSC,BTS,MSC,SGW,GSM语音业务建立流程,GSM小区驻留过程，目标小区信息在上面的rrc释放消息携带,LTE切换信令流程,67,LTE到GSM（CSFB-MT-Active）,UE,eNodeB,MME,PGW,BSC,BTS,MSC,SGW,GSM语音业务建立流程,GSM小区驻留过程，目标小区信息在上面的rrc释放消息携带,LTE切换信令流程,68,GSM到LTE（CSFB-Idle）,UE,eNodeB,MME,PGW,BSC,BTS,MSC,SGW,LTE空闲TAU流程-完成后直接释放,GSM语音释放过程,LTE切换信令流程,69,GSM到LTE（CSFB-Active）,UE,eNodeB,MME,PGW,BSC,BTS,MSC,SGW,LTE空闲TAU流程-完成后直接开始业务传输,GSM语音释放过程,