华星TD-LTE培训-协议结构与信令流程(经典).ppt

华星创业TD LTE内部培训 TD LTE信令流程 TD LTE信令流程 基本概念网络架构接口功能无线网系统消息UE的工作模式与状态无线承载的分类UE标识无线网基本信令流程随机接入寻呼RRC连接建立 重配 重建立 释放测量 端到端业务建立 释放相关流程Attach流程Detach流程ServiceRequest过程专用承载建立流程专用承载修改流程专用承载释放流程移动性管理TAU切换小区重选 主要内容 E UTRAN网络结构 LTE网络架构 网络实体 NOTE 和UMTS相比 由于NodeB和RNC融合为网元eNodeB 所以TD LTE少了Iub接口 X2接口类似于Iur接口 S1接口类似于Iu接口 LTE网络实体 整个TD LTE系统由3部分组成 核心网 EPC EvolvedPacketCore 接入网 eNodeB 用户设备 UE EPC分为三部分 MME MobilityManagementEntity 负责信令处理部分 S GW ServingGateway 负责本地网络用户数据处理部分 P GW PDNGateway 负责用户数据包与其他网络的处理 接入网 也称E UTRAN 由eNodeB构成网络接口S1接口 eNodeB与EPCX2接口 eNodeB之间Uu接口 eNodeB与UE EPC与E UTRAN功能划分 EPC EUTRAN EPC与E UTRAN功能简述 eNB功能 无线资源管理相关的功能 包括无线承载控制 接纳控制 连接移动性管理 上 下行动态资源分配 调度等 IP头压缩与用户数据流加密 UE附着时的MME选择 提供到S GW的用户面数据的路由 寻呼消息的调度与传输 系统广播信息的调度与传输 测量与测量报告的配置 MME功能 寻呼消息分发 MME负责将寻呼消息按照一定的原则分发到相关的eNB 安全控制 空闲状态的移动性管理 EPC承载控制 非接入层信令的加密与完整性保护 服务网关功能 终止由于寻呼原因产生的用户平面数据包 支持由于UE移动性产生的用户平面切换 PDN网关功能 逐用户数据包的过滤和检查用户IP分配 功能概述 OSI七层协议 网元间控制面整体协议栈 没有RNC 空中接口的控制平面 RRC 功能由eNB进行管理和控制 控制面协议栈 网元间用户面整体协议栈 用户面和控制面协议栈均包含PHY MAC RLC和PDCP层 控制面向上还包含RRC层和NAS层没有了RNC 空中接口的用户平面 MAC RLC 功能由eNB进行管理和控制 用户面协议栈 用户面协议内部的关系 层2协议架构 DL 层2协议架构 UL 逻辑信道 传输信道和物理信道映射关系见附录 Uu口控制面协议栈 PDCP 对RRC协议数据的加解密和完整性保护功能RRC 系统消息 PLMN及小区选择 准入控制 安全管理 小区重选 测量报告 切换和移动性管理 NAS转发 测量上报和控制RLC TM UM AM 分段和重组 级联 纠错MAC 信道映射与复用 HARQ错误控制和基于QOS的调度 只有一个实体PHY 错误检测 速率匹配 编解码 信道映射 调制解调 时频同步 功率加权 无线测量 发射分集 波束成型等 LTE控制面 3G中控制平面不存在PDCP协议栈 由RLC层提供无线信令承载SRBRLC层依然提供TM UM AM三种传输模式3G中UM AM传输模式下的加密由RLC层实现 TM模式下的加密由MAC层实现3G中含有多个MAC实体 MAC b MAC c sh MAC d MAC hs 与3G的异同 Uu口用户面协议栈 PDCP 加密 IP报头压缩 排序和重复检测仅存在一个MAC实体 LTE用户面 3G中PDCP层仅用于承载PS业务 广播和多播业务由BMC层协议承载3G中用户数据的加密和解密由RLC和MAC层完成3G中含有多个MAC实体 MAC b MAC c sh MAC d MAC hsRLC层依然提供TM UM AM三种传输模式 与3G的异同 LTE接口通用模型 E UTRAN接口通用协议模型 适用于E UTRAN相关的所有接口 即S1和X2接口控制面和用户面相分离 无线网络层与传输网络层相分离无线网络层 实现E UTRAN的通信功能传输网络层 采用IP传输技术对用户面和控制面数据进行传输 S1接口协议栈 UDP IP之上的GTP U用来传输S GW与eNB之间的用户平面PDUS1用户面主要功能为 在S1接口目标节点中指示数据分组所属的SAE接入承载 移动性过程中尽量减少数据的丢失 错误处理机制 MBMS支持功能 分组丢失检测机制 控制层为了可靠的传输信令消息 在IP层之上添加了SCTPS1控制面主要功能 EPC承载服务管理功能 S1接口UE上下文释放功能 ACTIVE状态下UE的移动性管理功能S1接口的寻呼 NAS信令传输功能 漫游区域限制支持功能 NAS节点选择功能 初始上下文建立过程 S1接口 X2接口协议栈 X2接口用户面提供eNB之间的用户数据传输功能X2 U接口协议栈与S1 U接口协议栈完全相同 LTE系统X2接口的定义采用了与S1接口一致的原则X2接口应用层协议主要功能 支持LTE ACTIVE状态下UE的LTE接入系统内的移动性管理功能 X2接口自身的管理功能 如错误指示 X2接口的建立与复位 更新X2接口配置数据等 负荷管理功能 X2接口 系统消息 36 331 系统消息的组成MasterInformationBlock MIB 多个SystemInformationBlocks SIBs MIB承载于BCCH BCH P BCH上包括有限个用以读取其他小区信息的最重要 最常用的传输参数 系统带宽 系统帧号 PHICH配置信息 时域 紧邻同步信道 以10ms为周期重传4次频域 位于系统带宽中央的72个子载波 LTE系统消息 PBCH时域映射结构 PBCH频域映射结构 系统消息 36 331 SIBs除MIB以外的系统消息 包括SIB1 SIB12除SIB1以外 SIB2 SIB12均由SI SystemInformation 承载SIB1是除MIB外最重要的系统消息 固定以20ms为周期重传4次 即SIB1在每两个无线帧 20ms 的子帧 5中重传 SFNmod2 0 SFNmod8 0 一次 如果满足SFNmod8 0时 SIB1的内容可能改变 新传一次 SIB1和所有SI消息均传输在BCCH DL SCH PDSCH上SIB1的传输通过携带SI RNTI SI RNTI每个小区都是相同的 的PDCCH调度完成SIB1中的SchedulingInfoList携带所有SI的调度信息 接收SIB1以后 即可接收其他SI消息 LTE系统消息 各系统消息作用 系统消息功能说明 SIB2 UE无线配置信息 SIB3 4 小区重选信息 SIB5 8 网络重选信息 系统消息获取 系统消息信令流程 UE通过E UTRAN广播消息获取AS和NAS系统消息此过程适用于RRC IDLE和RRC CONNECTED状态开机选网和小区重选时切换完成或从另一个RAT切换到E UTRAN时重新返回覆盖区域时当系统消息改变时当出现接收ETWS指示时uponreceivingarequestfromCDMA2000upperlayersuponexceedingthemaximumvalidityduration 3h 3GPP各状态间转换 当存在RRC连接时 UE处于RRC连接状态 否则为RRCIDLE状态TS36 3314 2 各系统状态转移图 LTE控制面RRC层介绍 RRC协议的功能可划分为三大类 对NAS层提供连接管理 消息传递寻呼 系统信息的发送RRC连接和数据无线承载的建立 修改和释放UE和NAS间NAS消息的传递为低层协议实体提供参数配置无线配置控制 物理层和L2配置等 小区公共参数和用户特定参数QoS管理 如semi persistentscheduling和ratecontrol的配置等 负责UE移动性管理相关的测量 控制等IDLE状态下 小区选择和重选CONNECTED状态下 切换 根据RRC连接建立与否 划分为两个RRC状态 空闲状态 RRC IDLE 连接状态 RRC CONNECTED RRC信令可以分为两类 系统广播信息 公共的 专用信令 针对某个UE的 连接状态下 UE侧的RRC协议实体服从eNB的命令 网络通过专用信令和系统信息对UE进行控制 空闲状态下 UE按照协议制定的规则行事 网络通过系统信息对UE施加影响连接状态要听话 空闲状态要自觉 LTE的RRC协议状态 RRC IDLE状态下执行广播消息的发送 通过非连续接收 DRX 来省电 与寻呼周期相关 UE主导的移动性控制 UE监测寻呼信道 执行小区选择和小区重选 获取系统信息进行邻小区测量周期性TAURRC CONNECTED状态下执行广播消息的发送 单播数据的收发 通过配置DRX来省电 与业务活跃性相关 网络主导的移动性控制 UE监测与共享信道分配相关的控制信道 提供信道质量和反馈信息 执行邻小区测量 获取系统信息 空闲状态 网络知道UE在某个TrackingAreaList中连接状态 网络知道UE在某个小区中 RRC协议层状态和状态转换 RRC协议层状态及状态转换 RRC IDLE状态 UE不存在RRC连接 广播消息的发送 通过非连续接收 DRX 来省电 与寻呼周期相关 UE主导的移动性控制 UE监测寻呼信道 执行小区选择和小区重选 获取系统信息进行邻小区测量RRC CONNECTED状态 UE存在RRC连接 广播消息的发送 单播数据的收发 通过配置DRX来省电 与业务活跃性相关 网络主导的移动性控制 UE监测与共享信道分配相关的控制信道 提供信道质量和反馈信息 执行邻小区测量 获取系统信息 空闲状态 网络知道UE在某个TrackingAreaList中连接状态 网络知道UE在某个小区中 NAS协议层结构 NAS协议层结构 NAS协议用于UE和MME之间交换信令 在E UTRAN中 NAS消息或者链接在RRC消息中 或者与RRC消息无链接 NAS协议包括 EMM EPSMobilityManagement 移动性管理 协议 处理跟UE移动性和不同加密流程相关的信令 ESM EPSSessionManagement 会话管理 协议 处理与默认承载和专用用户面承载相关的信令 NAS状态定义 NAS状态定义 NAS协议状态机包括EMM协议状态机 EMM状态 UE是否正确注册到网络ECM状态 描述UE和MME之间是否存在NAS信令连接 仅跟EMM REGISTERED有关ESM协议状态机 是否存在EPS故障 NAS状态和状态转换关系 NAS状态和状态转换关系 ESM ACTIVEPDN上下文IP Address APN Qos参数S1 UIP Address TEIDS5IP Address TEIDS11IP Address TEIDESM CONNECTED时可传输数据1个默认承载0 1或多个专用承载 EMM REGISTEREDEMM上下文IMSI GUTI TAlistIP Address安全连接ESM CONNECTED时可传输数据1个默认承载0 1或多个专用承载 ESM INACTIVE无PDN上下文 EMM REGISTERED无EMM上下文 EPS承载建立 最后一个EPS承载建立释放 ATTACH DETACH ECM IDLE无NAS信令连接TAU ECM CONNECTEDNAS信令连接可数据传输 NAS连接建立 NAS连接释放 EUTRAN协议状态转换 EUTRAN协议状态转换 UE各状态说明 RRC状态 RRC信令消息简化 RRC信令简化 LTE中的承载 RadioBearer承载空口RRC信令和NAS信令S1Bearer承载eNB与MME间S1 AP信令NAS消息也可作为NASPDU附带在RRC消息中发送 Bear 承载 inLTE 连接管理概述 连接管理概述 在LTE系统中 连接管理是UE和ENB以及MME之间连通性的管理 包括控制面连接和用户面连接 控制面连接建立 也叫信令连接建立 包括RRC连接建立和S1连接建立 用户面连接建立 也叫E RAB连接建立 建立E RAB连接 控制面连接建立 信令连接建立 控制面连接建立 信令连接建立 信令连接是为了业务承载连接的建立而建立在某些场景下 信令连接仅仅是为了某个过程而不是为了业务承载的连接 如用户位置更新 RRC连接 RRC连接 RRC连接是UE和ENB之间的层三连接 RRC连接建立有UE触发 承载RRC连接建立之前的RRC信令 承载RRC信令 可能携带一些NAS信令 和SRB2建立之前的NAS信令 承载用户面数据 承载NAS信令 在AS加密完成之后建立 S1 S11接口用户面识别标识 S1 S11接口用户面识别标识 如何在S1 S11接口的控制面来识别属于某一用户的标识呢 在eNB侧用eNBS1APUEIP 在MME侧用MMES1APUEIP S1AP识别S1APUEIP 在一个节点内唯一识别UE eNBS1APUEIP MMES1APUEIP ID 5 ID 5ID 100 ID 5ID 100 用户面连接建立 E RAB连接建立 用户面连接建立 RadioBearer承载空口RRC信令和NAS信令S1Bearer承载eNB与MME间S1 AP信令NAS消息也可作为NASPDU附带在RRC消息中发送 EPS承载 UE与P GW间 具有相同QoS属性的业务流 RB承载 无线承载 EPS承载中UE到ENB之间一段 具有相同QoS属性的业务流S1承载 ENB到SGW一段 NAS状态和状态转换关系 S1 S11接口用户面识别标识 如何在S1 S11接口的控制面来识别属于某一用户的标识呢 在隧道两端通过唯一的TEID来识别 GTP识别TEID 唯一识别一个隧道的终点 控制面 GTP GTP C GTP U 用户数据的封装和隧道 与信令相关的移动 会话管理 用户面 应用协议标识 EPS承载标识 EPSbeareridentity EPS承载标识在UE通过E UTRAN进行接入过程中 用来唯一标识EPS承载EPS承载标识由MME分配eNBUES1APIDeNBUES1APID 在同一eNB中 用来唯一标识S1接口所对应的UEMMEUES1APIDMMEUES1APID 在MME中 用来唯一标识S1接口所对应的UEOldeNBUEX2APIDOldeNBUEX2APID 在源eNB中 用来唯一标识X2接口对应的UENewseNBUEX2APIDNewseNBUEX2APID 在目的eNB中 用来唯一标识X2接口对应的UE 小区内UE标识 1 基本概念 UE标识 AS层 RNTI 无线网络临时标识 C RNTI 在小区级别指示RRC连接和调度信息过程中 用来唯一标识UERA RNTI 与preamble一一对应 作为接入标识 以达到解决冲突的目的 核心网UE标识 2 全球唯一临时标识GUTI 用于在网络中对用户的临时标识 提供UE标识符的保密性GUTI有MME分配 在一个TAL内有效 当UE执行EMM流程 S TMSI 短格式临时移动用户标识 用来保证无线信令流程更加有效 如寻呼和业务请求流程 由MMEC和M TMSI通过运算得到 随机接入过程 36 300 申请上行资源与eNodeB间的上行时间同步从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 未获得上行同步但需接收下行数据在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 竞争接入过程 非竞争接入过程 随机接入实现的基本功能 随机接入的使用场景 基于竞争的随机接入 2 1 基于竞争的随机接入过程2 1 UE随机选择preamble码发起Msg1 发送Preamble码eNB可以选择64个Preamble码中的部分或全部用于竞争接入Msg1承载于PRACH上Msg2 随机接入响应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Msg3 第一次调度传输UE在接收Msg2后 在其分配的上行资源上传输Msg3 基于竞争的随机接入 2 2 基于竞争的随机接入过程2 2 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 RNTIMsg4 竞争解决 基于非竞争的随机接入 UE根据eNB的指示 在指定的PRACH上使用指定的Preamble码发起随机接入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 Msg1 发送Preamble码UE在eNB指定的PRACH信道资源上用指定的Preamble码发起随机接入Msg2 随机接入响应Msg2与竞争机制的格式与内容完全一样 可以响应多个UE发送的Msg1 基于非竞争的随机接入过程 寻呼 36 300 36 331 由网络向空闲态或连接态的UE发起Paging消息会在UE注册的所有小区发送 TA范围内 核心网触发 通知UE接收寻呼请求 被叫 数据推送 eNodeB触发 通知系统消息更新以及通知UE接收ETWS等信息 在S1AP接口消息中 MME对eNB发paging消息 每个paging消息携带一个被寻呼UE信息 eNB读取Paging消息中的TA列表 并在该TA下的小区进行寻呼 若之前UE已将DRX消息通过NAS告诉MME 则MME会将该信息通过paging消息告诉eNB 空口进行寻呼消息的传输时 eNB将具有相同寻呼时机的UE寻呼内容汇总在一条寻呼消息里 寻呼消息被映射到PCCH逻辑信道中 并根据UE的DRX周期在PDSCH上发送 寻呼的发送 寻呼消息的读取 UE寻呼消息的接收遵循DRX的原则UE根据DRX周期在特定时刻根据P RNTI读取PDCCHUE根据PDCCH的指示读取相应PDSCH 并将解码的数据通过寻呼传输信道 PCH 传到MAC层 PCH传输块中包含被寻呼UE标识 IMSI或S TMSI 若未在PCH上找到自己的标识 UE再次进入DRX状态3G中UE也遵循DRX周期读取寻呼消息 但有专用的寻呼信道PICH和PCH 寻呼的读取 控制面协议 RRC协议 RRC协议介绍 RRC协议功能为NAS层提供连接管理 消息传递等服务对接入网的底层协议实体提供参数配置的功能负责UE移动性管理相关的测量 控制等功能RRC协议承载 SRB RRC连接建立过程 RRC连接 建立成功 RRC连接 网络侧拒绝 RRC连接建立 触发原因 IDLE态UE需变为连接态时发起该过程 如呼叫 响应寻呼 TAU Attach等RRC连接建立成功流程RRC连接请求 UE通过UL CCCH在SRB0上发送 携带UE的初始 NAS 标识和建立原因等 该消息对应于随机接入过程的Msg3RRC连接建立 eNB通过DL CCCH在SRB0上发送 携带SRB1的完整配置信息 该消息对应随机接入过程的Msg4RRC连接建立完成 UE通过UL DCCH在SRB1上发送 携带上行方向NAS消息 如AttachRequest TAURequest ServiceRequest DetachRequest等 eNB根据这些消息进行S1口建立RRC连接建立失败第二步中 如果eNB拒绝为UE建立RRC连接 则通过DL CCCH在SRB0上回复一条RRC连接拒绝消息 RRC连接重建立过程 RRC连接重建成功 RRC连接重建失败 RRC连接重建 触发原因 当处于RRC连接状态但出现切换失败 无线链路失败 完整性保护失败 RRC重配置失败等情况时 触发此过程RRC连接重建立成功流程RRC连接重建请求 UE通过UL CCCH在SRB0上发送 携带UE的AS层初始标识信息及重建立原因 该消息对应随机接入过程的Msg3RRC连接重建 eNB通过DL CCCH在SRB0上回复 携带SRB1的完整配置信息 该消息对应随机接入过程的Msg4RRC连接重建立完成 UE通过UL DCCH在SRB1上发送 不携带任何实际信息 只起到RRC层确认的功能RRC连接重建立拒绝流程第二步中 如果eNB中没有UE的上下文信息 则拒绝为UE重建RRC连接 则通过DL CCCH在SRB0上回复一条RRC连接重建立拒绝消息 RRC连接重配置过程 触发原因 当需要发起对SRB和DRB的管理 低层参数配置 切换执行和测量控制时 触发此过程RRC连接重配置过程RRC连接重配置 eNB通过DL DCCH在SRB1上发送 根据功能的不同携带不同的配置信息内容 一条消息中可以携带体现多个功能的信息单元RRC连接重配置完成 UE通过UL DCCH在SRB1上发送 不携带任何实际信息 只起到RRC层确认的功能RRC连接重配置异常流程若UE无法执行RRC连接重配置消息中的内容 则UE回退到收到该消息前的配置 并发起RRC连接重建立过程 RRC连接重配置成功 RRC连接重配置异常 RRC连接重配 RRC连接重配置过程 RRC连接重配 RRC连接释放过程 触发原因 网络希望解除与UE的RRC连接时 触发该过程RRC连接释放过程RRC连接释放 eNB通过DL DCCH在SRB1上发送 可选择携带重定位信息和专用优先级分配信息 用于控制UE的小区选择和小区重选 本地释放某些情况下 UE的RRC层根据NAS层的指示主动释放RRC连接 不通知网络侧而主动进入空闲状态 如NAS层鉴权过程中没有通过鉴权检查 RRC连接释放 RRC连接释放 RRC过程场景总结 RRC过程总结 测量 36 331 测量概述 RRC IDLE状态下 UE的测量参数信息通过E UTRAN的广播获得RRC CONNECTED状态下 E UTRAN通过专属信令向UE下发测量配置 measurementconfiguration 信息 如RRCConnectionReconfiguration消息中可携带UE可执行的测量类型同频测量 测量与当前服务小区下行频点相同的邻小区下行频点异频测量 测量与当前服务小区下行频点不同的下行频点 同小区或邻小区 与UTRA的系统间测量与GERAN的系统间测量与CDMA2000HRPD或CDMA20001xRTT的系统间测量 测量下达 IDLE态 网络侧通过系统消息告知UE需要进行的测量及其参数SIB4 下发同频邻区测量信息 邻区列表 SIB5 下发异频邻区测量信息 邻区列表 SIB6 下发UTRAN邻区信息SIB7 下发GERAN邻区信息SIB8 下发CDMA2000邻区信息连接态 网络侧通过RRC重配消息中携带MeasConfig信元给UE下发测量配置该信元中携带测量对象和测量上报标准 测量配置下发 测量报告上报 IDLE态下 UE不上报 仅做小区重选 连接态下UE进行测量上报事件触发一次上报触发事件有A1 A5 B1 B2上报次数为一次UE忽略上报间隔配置周期性上报触发类型为周期 包含上报CGI 上报最强小区 SON目的上报最强小区如果上报目的为 上报CGI 或上报 SON目的上报最强小区 则上报次数为1事件触发周期上报 事件触发上报与周期性上报的结合 触发事件有A1 A5 B1 B2上报次数为多次上报间隔配置有效 测量上报 Attach和Detach过程 作用 Attach过程完成UE在网络的注册 完成核心网 EPC 对该UE默认承载的建立Detach过程完成UE在网络侧的注销和所有EPS承载的删除Attach说明 LTE中 Attach伴随着核心网处默认承载的建立Detach说明 UE MME SGSN HSS均可发起detach过程若网络侧长时间没有获得UE的信息 则会发起隐式的Detach过程 即核心网将该UE的所有承载释放而不通知UE Attach与Detach过程 UE开机Attach过程 Attach信令流程E UTRAN部分 在无线网部分 LTE的attach与3G的类似 完成相同的功能而在核心网部分 除鉴权 身份验证 用户注册以外 LTE还包含默认承载的建立 而3G中没有 Attach过程说明 处在RRC IDLE态的UE进行Attach过程 首先发起随机接入过程 即MSG1消息 eNB检测到MSG1消息后 向UE发送随机接入响应消息 即MSG2消息 UE收到随机接入响应后 根据MSG2的TA调整上行发送时机 向eNB发送RRCConnectionRequest消息 eNB向UE发送RRCConnectionSetup消息 包含建立SRB1承载信息和无线资源配置信息 UE完成SRB1承载和无线资源配置 向eNB发送RRCConnectionSetupComplete消息 包含NAS层Attachrequest信息 eNB选择MME 向MME发送INITIALUEMESSAGE消息 包含NAS层Attachrequest消息 MME向eNB发送INITIALCONTEXTSETUPREQUEST消息 请求建立默认承载 包含NAS层AttachAccept ActivatedefaultEPSbearercontextrequest消息 eNB接收到INITIALCONTEXTSETUPREQUEST消息 如果不包含UE能力信息 则eNB向UE发送UECapabilityEnquiry消息 查询UE能力 UE向eNB发送UECapabilityInformation消息 报告UE能力信息 eNB向MME发送UECAPABILITYINFOINDICATION消息 更新MME的UE能力信息 eNB根据INITIALCONTEXTSETUPREQUEST消息中UE支持的安全信息 向UE发送SecurityModeCommand消息 进行安全激活 UE向eNB发送SecurityModeComplete消息 表示安全激活完成 eNB根据INITIALCONTEXTSETUPREQUEST消息中的ERAB建立信息 向UE发送RRCConnectionReconfiguration消息进行UE资源重配 包括重配SRB1和无线资源配置 建立SRB2 DRB 包括默认承载 等 UE向eNB发送RRCConnectionReconfigurationComplete消息 表示资源配置完成 eNB向MME发送INITIALCONTEXTSETUPRESPONSE响应消息 表明UE上下文建立完成 UE向eNB发送ULInformationTransfer消息 包含NAS层AttachComplete ActivatedefaultEPSbearercontextaccept消息 eNB向MME发送上行直传UPLINKNASTRANSPORT消息 包含NAS层AttachComplete ActivatedefaultEPSbearercontextaccept消息 Attach流程说明 完整的ATTACH过程 核心网进行用户身份验证 荐权和该用户上次关机遗留承载的删除 完整的ATTACH过程 续 核心网建立默认承载 打通上行数据通道 打通上行数据通道 修改承载 ConnectedUEinitiatedDetach Detach信令流程 连接态UE发起 ConnectedUEinitiatedDetach说明 处在RRC CONNECTED态的UE进行Detach过程 向eNB发送ULNASTransfer消息 包含NAS层Detachrequest信息 eNB向MME发送上行直传UPLINKNASTRANSPORT消息 包含NAS层Detachrequest信息 MME向Serving GW发送DeleteSessionRequest 以删除EPS承载 Serving GW向MME发送DeleteSessionResponse 以确认EPS承载删除 MME向基站发送下行直传DOWNLINKNASTRANSPORT消息 包含NAS层Detachaccept消息 eNB向UE发送DLInformationTransfer消息 包含NAS层Detachaccept消息 MME向eNB发送UECONTEXTRELEASECOMMAND消息 请求eNB释放UE上下文信息 eNB接收到UECONTEXTRELEASECOMMAND消息 向UE发送RRCConnectionRelease消息 释放RRC连接 eNB释放UE上下文信息 向MME发送UECONTEXTRELEASECOMPLETE消息进行响应 连接态UE发起Detach流程说明 MME initiatedDetach MME发起的Detach过程与UE发起的类似 只是DetachRequest由MME发起 Detach信令流程 连接态MME发起 ServiceRequest过程 ServiceRequest概述 作用当UE无RRC连接且有上行数据发起需求时当UE处于ECMIDLE态且有下行数据达到时在S1接口上建立S1承载 在Uu接口上建立数据无线承载说明当UE发起servicerequest时 需先发起随机接入过程ServiceRequest由RRCConnectionSetupComlete携带上去当下行数据达到时 网络侧先对UE进行寻呼 随后UE发起随机接入过程 并发起servicerequest过程UE发起servicerequest相当于主叫过程下行数据达到发起的servicerequest相当于被叫接入 UE触发ServiceRequest 主叫 被叫均需发起该过程 UE触发ServiceRequest 被叫业务 网络通过Paging引发UE发起该过程 E RAB建立过程 作用 为专用承载分配资源为默认承载分配资源过程 PDN GW根据QoS策略制定该EPS承载的QoS参数S GW向MME发送承载建立请求 包含 IMSI QoS TFT TEID LBI等 MME向eNB发送E RAB建立请求 包含E RABID QoS S GWTEIDeNB接收建立请求消息后 建立数据无线承载eNB返回E RAB建立响应消息 E RAB建立列表信息中包含成功建立的承载信息 E RAB建立失败列表消息中包含没有成功建立的承载消息说明 必须在UERRCCONNECTED态下执行UE和EPC均可发起 eNB不可发起UE发起时 EPC仅将其作为参考 有权接受或拒绝 当EPC接受时 可回复承载建立 修改流程 而在3G中 数据业务的PDP激活流程由UE发起 E RAB建立概述 PDNGW发起的E RAB建立流程 UE为ECMIDLE态时 第三步触发由网络发起的servicerequest过程 E RAB修改过程 E RAB修改概述 作用E RAB修改过程由MME发起 用于修改已经建立承载的配置过程P GW发起承载修改请求 S GW将其发给MMEMME向eNB发送E RAB修改请求消息 修改一个或多个承载 E RAB修改列表信息包含每个承载的QoSeNB接收到E RAB修改请求消息后 修改数据无线承载eNB返回E RAB修改响应消息 E RAB修改列表信息中包含成功修改的承载信息 E RAB修改失败列表消息中包含没有成功修改的承载消息说明必须在CONNECTED态下执行UE和EPC均可发起 eNB不可发起UE发起时 EPC可回复承载建立 修改 释放流程分为修改Qos和不修改Qos两种类型 PDNGW发起E RAB修改流程 修改QoS 修改E RAB的Qos PDNGW发起E RAB修改流程 不修改QoS 不修改E RAB的Qos不进行链接重配置和会话建立过程 E RAB释放过程 E RAB释放概述 PDNGW和MME均可发起对E RAB的释放流程对于PDNGW发起的承载释放 可释放专用承载或该PDN地址下的所有承载对于MME发起的承载释放 可释放某一专用承载 但不能释放该PDN下的默认承载过程无论P GW或MME发起的释放过程 MME向eNB发送E RAB释放命令消息 释放一个或多个承载的SI和Uu接口资源eNB接收到E RAB释放命令消息后 释放每一个承载的S1接口资源 Uu接口上的资源和数据无线承载说明UE或MME均可发起对PDN连接释放的请求 此时可以删除该PDN下的专用承载 不包括默认承载 PDNGW发起的承载释放流程 当释放默认承载时 为detach过程 MME发起的承载释放流程 MME发起的承载释放 仅能释放某一专用承载 不能释放该PDN连接下的默认承载 UE或MME发起的PDN连接释放流程 UE的最后一个PDN连接释放不可由UE或MME发起 TAU概述 TA和TAI TAU的定义 当移动台由一个TA移动到另一个TA时 必须在新的TA上重新进行位置登记以通知网络来更改它所存储的移动台的位置信息 这个过程就是跟踪区更新 TrackingAreaUpdate TAU TAU概述 为了确认移动台的位置 LTE网络覆盖区将被分为许多个跟踪区TA TrackingArea TA功能与3G的位置区 LA 和路由区 RA 类似 是LTE系统中位置更新和寻呼的基本单位 TA用TA码 TrackingAreaCode TAC 标识 一个TA可包含一个或多个小区 TAC在这些小区的SIB1中广播与LAC RAC类似 网络运营时用TAI作为TA的唯一标识 TAI由MCC MNC和TAC组成 共计6字节 TA和TAI的定义 TA和TAI UE在附着时 MME会为UE分配一组TAlist 长度1 16 并发送给UE保存 当需要寻呼UE时 网络会在TAlist所包含的小区内向UE发送寻呼消息 TAILIST的定义 通过合理规划TA 设置合适TAILIST的长度和内容 通过不断调整可以实现寻呼和位置更新的一个相对平衡 进而获得较优的网络性能 TAILIST长度为8 98字节 分为三种类型 最多可包含16个TAIsUE附着时 MME通过ATTACHACCEPT或TAUACCEPT消息为UE分配一组TAI TAIlist 当需要寻呼UE时 网络在TAIlist所包含的所有小区内向UE发送寻呼UE收到TAILIST后保存在本地 移动过程中只要进入的新TA的TAI包含在TALIST中 UE都无需发起TAU过程 TAU概述 TA和TAI TAU分类 UE状态不同空闲态TAU连接态TAU更新内容不同非联合TAU 更新TAILIST联合TAU 更新TAILIST LAU TAU的应用场景 当前TA不在UE的TAIlist里周期性TAU表明UEAlive 网络配置 IDLE或连接态均强制执行从服务区外返回服务区时 且周期性TAU到期 立刻执行MME负载均衡时 可要求UE发起TAUECM IDLE状态下UE的GERAN和UTRANRadio能力发生变化从UTRANPMMConnected或GPRSREADY状态通过小区重选进入E UTRAN时 TAU过程 在网络登记新的用户位置信息进入新的TA 其TAI不在UE存储的TAILIST内给用户分配新的GUTI核心网在同一个MMEpool用GUTI唯一标识一个UE 若TAU过程中更换了MMEpool 则核心网会在TAUACCEPT消息中携带新GUTI分配给UE使UE和MME的状态由EMM DEREGISTERED变为EMM REGISTEREDUE短暂进入无服务区后回到覆盖区 信号恢复 且周期性TAU到期IDLE态用户可通过TAU过程请求建立用户面资源IDLE下发起TAU过程时 如果有上行数据或者上行信令 与TAU无关的 发送 UE可以在TAUrequest消息中设置an active 标识 来请求建立用户面资源 并且在TAU完成后保持NAS信令连接连接态不可设置该标识 TAU的作用 IDLETAU流程 1 TAURequest中含ACTIVE标识 用户完成TAU后可继续进行数据业务传输 IDLETAU流程 2 TAURequest中不含ACTIVE标识 TAU完成后释放连接 CONNECTED TAU流程 连接态TAU流程若TAUaccept未分配新GUTI 无过程6 7连接态TAU完成后 不释放NAS信令连接 切换概述 切换的含义及目的当正在使用网络服务的用户从一个小区移动到另一个小区 或由于无线传输业务负荷量调整 激活操作维护 设备故障等造成业务不能继续 为了保证通信的连续性和服务的质量 系统要将该用户与原小区的通信链路转移到新小区上 这个过程就是切换切换分类同一个eNB内的切换基于X2口的切换基于S1口的切换切换判决准备 测控及测报1 基站根据不同的需要利用移动性管理算法给UE下发不同种类的测量任务 在RRC重配消息中携带MeasConfig信元给UE下发测量配置2 UE收到配置后 对测量对象实施测量 并用测量上报标准进行结果评估 当评估测量结果满足上报标准后向基站发送相应的测量报告3 基站通过终端上报的测量报告决策是否执行切换切换步骤及作用1 切换准备 目标网络完成资源预留2 切换执行 源基站通知UE执行切换 UE在目标基站上连接完成3 切换完成 源基站释放资源 链路 删除用户信息 切换概述 eNB内的切换 eNB发送RRCCONNECTIONRECONFIGURATION消息发送给UE消息中携带切换信息mobilityControlInfo 包含目标小区ID 载频 测量带宽给用户分配的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 给用户配置dedicatedrandomaccessparameters避免用户接入目标小区时有竞争冲突UE按照切换信息在新的小区接入 向eNB发送RRCCONNECTIONRECONFIGURATIONCOMPLETE消息 表示切换完成 正常切入到新小区 切换概述 eNB内切换信令流程 基于X2口的切换 1 两个eNB之间切换 MME不变 切换命令同eNB内部切换 携带的信息内容也一致 切换准备切换执行信令流程 基于X2口的切换 2 两个eNB之间切换 MME不变 切换完成信令流程 基于S1接口的切换 1 两个eNB之间的切换同时完成与eNB建立S1接口承载的两个MME的切换 即跨MME的切换其他基于S1接口切换的应用场景 SONFEMETO没有X2接口 也基于S1接口进行切换切换命令同eNB内部切换 携带的信息