lteue开机时发生的流程

1、UE开机时发生的流程 PLMN选择流程 UE在E-UTRAN频段中扫描所有的载频信道，如果搜索到了一个或多个PLMN UE将把所 找到的满足质量门限 PLMN报给NAS获取PLMN ID,不满足质量门限的 PLMN将和测量值一 起上报给NAS层。NAS层选定PLMN再进行小区选择。 PLMN由很多个小区组成。小区由其使用的主扰码(Primary Scrambli ng Code )标识， 主扰码在网络规划时分配。小区所属的PLMN的信息包含在系统消息中。终端在开机或脱网 时，首先选择一个 PLMN然后搜索该 PLMN的小区，如果在该 PLMNT无法捕捉到合适的小 区，则上报PLMN列表启动新一

2、轮小区获取过程。 终端要维护几种不同类型的 PLMN列表，每个列表中会有多个 PLMN R PLMN-已登记PLMN R PLMN是终端在上次关机或脱网前登记上的PLMN E PLMN-等效PLMN(E PLMN为与终端当前所选择的 PLMN处于同等地位的 PLMN其优先级相同。 H PLMN-归属PLMN(H PLMN 为终端用户归属的 PLMN U PLMN-用户控制 PLMN(U PLMN是储存在USI M卡上的一个与PLMN选 择有关的参数。 O PLMN-运营商控制 PLMN(O PLMN是储存在USI M卡上的一个与PLMN 选择有关的参数。 F PLMN-禁用PLMN(F PLM

3、N为被禁止访问的 PLMN A PLMN-可获取 PLMN(A PLMN为终端能在其上找到至少一个小区，并能 读出其PLMN标识信息的PLMN PLMN的选择有自动和手动两种： (1)自动选择，终端开机或脱网时，其非接入层功能模块会利用终端中存储的PLMN信 息首先选择一个 PLMN,然后命令接入层功能模块去搜索该PLMN相应地，接入层利用终端 中存储的小区列表信息来选择、捕获小区，或启动小区搜索程序来搜索属于该PLMN的小区。 如果捕获成功，则将搜索结果报告非接入层；否则，将由非接入层再次选择一个PLMN重 新搜索。 不同类型的PLMN其优先级别不同，终端在进行PLMN选择时将按照以下顺序依

4、次进行： R PLMN和 E PLMN H PLMN U PLMN O PLMN 其他的 PLMN （2）手动选择，终端开机或脱网时，其非接入层功能模块会命令接入层去搜索所有的 PLMN然后接入层将搜索到的所有PLMN信息报告给非接入层，由用户手动操作来选定一个 PLMN其后的搜索过程与自动选择过程相同小区的选择与重选。 小区搜索 小区搜索（Cell Search ）,用于UE获得一个Cell的时间，频率同步，并获取 Cell的 物理层小区Id。当UE获得物理层小区id和帧同步后，UE就可以在BCH上读取系统消息 小区搜索过程： 1. 主同步信号，UE可以获得5ms的基准时间 2. 辅同步信号

5、，UE可以获得帧同步和物理层的小区组 3. 下行参考信号（Referenee Signal ）, UE可以获得物理层的小区 id 4. UE获得物理层小区id和帧同步后，UE就可以在BCH上读取系统消息，用 于获取其它小区信息。 终端在事先不知道小区信息的情况下搜索小区， 需要经过时隙同步、 帧同步、捕获主扰 码三个步骤。这三个步骤涉及到四个下行物理信道：主同步信道（P-SCH）、从同步信道 （S-SCH）、主公共导频信道（P-CPICH）、主公共控制物理信道（P-CCPCH。这里是在每个时 隙10ms帧内发送两次PSCH和SSCH先通过检测PSCK得5ms时钟，然后检测SSCH获得 无线帧时

6、钟，小区ID组和BCH天线配置信息。具体小区ID是通过检测下行参考信号得到的。 这一步是在获得了帧同步之后进行。 如果终端上已经存有某个小区的信息， 如频率、 主扰码等， 那么终端可以利用这些信息 来简化小区搜索过程，其搜索过程仍大致需要遵循这三个步骤。 1）时隙同步：主同步信道（P-SCH、从同步信道（S-SCH、主公共导频信道（P-CPICH）、 主公共控制物理信道（P-CCPCH之间是同步的。先要获取各时隙的边界，从而与各物理信 道实现时隙同步。这一步是通过捕获主同步信道来实现的。主同步信道不属于码信道， 没有 经过扩频和加扰处理。 主同步信道在每个时隙的起始处重复发送主同步码，所有小区

7、的主同 步码相同，且终端预先知道其码片序列。捕获到该主同步码(PSC确定各物理信道的时隙 边界。主同步码的传送周期是 5ms, 2) 帧同步：通过捕获从同步信道来实现的。下行扰码又分为主扰码和从扰码，其中主 扰码有512个，分为64组，每组8个。因此，在第二步实现物理信道的帧同步的同时，终 端可以获悉该小区的无线帧中使用的从同步码字组合，从而可以确定该小区使用的主扰码所 属的组别。 3) 捕获主扰码：通过前两步，终端能够同步到主公共导频信道的无线帧。第二步已 经确定该主扰码所属的组号， 因此，只需要定位到该主扰码组， 然后从个主扰码中找到与本 小区匹配的主扰码，捕获主扰码的工作即告结束。然后，

8、就可以用主扰码解码主公共控制物 理信道，从而解调出系统下发的广播消息，通过读取BCH获得小区的其他系统信息。 在小区搜索的时候，搜索的次序是同频小区、异频小区、然后找不同系统之间的小区。 在经过前面的小区搜索过程后，终端仍需判定该小区的信号质量是否达到一定的要求，才能 进一步确定是否可以驻留在该小区。 小区选择 小区选择分为两种，初始小区选择(Ini tial Cell Selection)和存储信息小区选择 (Stored In formati on Cell Select ion): 初始小区选择(Initial Cell Selection), UE会扫描在 E-UTRAN的频带内 所有

9、信道，在每个载频上UE需要搜索一个最好小区。 存储信息小区选择(Stored In formation Cell Selectio n)需要根据 UE通 过以前的测量控制信元或者检测到小区储存起来的载频信息进行选择，首选检测UE存 储起来的载频信息。如果找到合适小区，就直接选择该小区。如果没有找到合适的小区， 还是要发起初始小区选择的步骤。 小区选择的流程： 1. 当UE开机以后，由UE的上层MCP莫块配置DLPHY的测量。 2. MCP模块通知DLPHY进行搜索，DLPHY在频带内扫描所有的射频信道，在 每个载频上搜索最强信号小区。 3. DLPHY根据MCP莫块的测量指示，把测量结果返回到

10、MCP莫块，由MCP莫 块选择一个最强的小区，通知DLPHY驻留。 4. MCP模块通知BCP模块接收新的系统消息，BCP模块通知RRU调整频率， 由DLPHY接收系统消息。BCP模块通知MCP莫块新的系统消息。 MCP利用SIB1里面 的消息来判断小区是否属于 suitable 小区或者是可接受小区。 判断小区的顺序是： 判断是否属于预先设定的 PLMN然后判断是否是禁止小区，然后利用S准则进行判 断，然后再进行是否是禁止漫游的 TA 列表。如果中间的判断过程通不过，则在测 量小区的列表中查看是否有其他小区，然后同样执行相同的步骤来判断。如果没有 合适的小区，则进行 Acceptable 的

11、判断，在这个过程中，同样需要进行小区选择 标准的判断。如果找到 Acceptable 小区，则通知 EMM即可。如果没有找到以上两 种小区，则通知 EMM同时重新进行小区的初选。MCP模块保存先验信息，同时启 动对服务小区的周期性测量。测量列表是包含了一组测量结果，测量结果中包含的 有RSRP直和RSRQ值以及小区的物理 ID。 5. MCP模块通知EMM和RRC小区选择的结果。此时小区选择基本完成 6. EMM收到小区的选择结果以后，判断选择的小区是限制服务，还是正常服 务，还是没有小区可用。 7. 如果不是，则进入任意小区选择状态。 8. 进入小区任意选择状态后，进行测量的顺序：同频，异频

12、，RAT系统上选 择合适小区。 随机接入 随机接入可分为：基于竞争的初始接入和基于非竞争的初始接入两种。 随机接入的触发条件： 1. RRC_IDLE初 始接入； 2. 无线链路断开时初始接入； 3. 切换时需要随机接入； 4. RRC_CONNECT状态下收到上行数据，需要随机接入，如上行同步状态为 “非同步”，即 UE主叫时失步； 5. RRC_CONNECT状态下收到下行数据，需要随机接入，即UE被叫时失步。 6. 一般UE从RRC_IDLE初始接入需要竞争的随机接入。 基于竞争的初始接入( Con te ntion based ran dom access)的四个步骤，如下图 所示：

13、JE eNB 图基于竞争的初始接入 1. UE在 RACHt发送随机接入前缀(RA Preamble) 2. E-NB的MAC层产生随机接入响应( RA Response ),并在 DL-SCH上发送 3. UE 的 RRC层产生 RRC Conn ection Request (Scheduled Tran smisio n ) 并在映射 到UL - SCH的CCC逻辑信道上发送 4. E-NB 的 RRC 层产生 RRC Conn ection Setup(Co nte ntion Resolutio n)并在映射到 DL - SCH的CCCH or DCCH(FFS逻辑信道上发送 使用所

14、有UE都可在任何时间可以使用的随机接入序列接入，适用于每种触发条件。前 导范围以广播形式告诉 UE,当不同UE选择了同一个前导时，则发生竞争。 随机接入的流程大致为以下几步： 1) UE先发起 RandomAccess Preamble 消息带有 PreambleID，在 MAC层 e-NB Random Access Reponse 消息。UE发起 Scheduled Transmission消息后，e-NB 回 Conten ti on Resolutio n. 2) RRC艮据广播中的 TTI窗口参数和 RA参数，把RA指令发送到 PDCP和RLC 层，最终发送随机接入(RA)指令到MA

15、C层的共享信道模块，RA指令里包含前导 序号，前导传输功率，RA-RNTI等。然后又MAC的共享信道模块后，指示ULPHY使 用PRACH和RA-RNTI,前导序列等发送随机接入前导到e-NB。这次的随机接入前导 信息即msgl。 3) e-NB收到 msgl 以后，通过 e-NB 的 mac层调度，分配 Temp-C-RNTI、UL Grant 等，组成随机接入响应的数据包，并分配相关的RB资源。同时发送随机接入响应 的数据包，即msg2到UE端。 4) UE收到msg2以后，由MAC!检验随机前导是否一致，如果一致则把随机 接入成功的消息发到 RRC层。UE把 e-NB分配的相关资源告知下

16、层，RLC此时发送 连接请求 RRC CONNECTION REQU(ST msg3),经过上行 mac和上行phy，发送到 e-NB 侧。 基于非竞争的初始接入( Non-conten tion based ran dom access)的三个步骤， 如下图所示： UE eNB RA Preamble assignment- Random Access Preamble Random Access Response 图基于非竞争的初始接入 1. E-NB的MAC!通过下行专用信令(DL-SCH给UE指派非竞争的随机接入 前缀(non-contention Random Access Prea

17、mble )，这个前缀不在 BCH上广播的 集合中。 2. UE在 RACH上发送指派的随机接入前缀。 3. E-NB的MACB产生随机接入响应，并在DL-SCH上发送。 非竞争模式随机接入是使用在一段时间内仅有一个UE使用的序列接入。 由E-NB通过下行专用信令给 UE指派非竞争的随机接入前缀(non-contention Random Access Preamble ),这个前缀不在 BCH上广播的集合中。 在切换过程中，切换时一般采用非竞争随机接入。 Preamble 码由目标 e-NB 产生切换命 令 通 过 源 e-NB 发 送 给 UE RRC Connection Reconfi

18、g 消 息 中 当 rach_ConfigDedicatedPresent=1 里有 ra_PreambleIndex=n ； ra_Prach_MaskIndex=n 这两 个参数用来指示切换后的随机接入的PreambilelD。也就是说e-NB给UE指示好了要从哪个 前导接入，所以就不会是竞争接入了。对于下行数据到达的情况，可以通过MAC言令发送， 也可能通过L1/L2控制信道或通过MAC控制PDU 附着流程 开机附着流程： UE刚开机时，先进行物理下行同步，搜索测量进行小区选择，选择到一个suitable 或 者acceptable小区后，驻留并进行附着过程。附着完成后，默认承载建立成功

19、，UE可获得 PDN address 信息。附着流程图如下所示： 11 开机后先进亍小区选 择，接收系统信息， 然后开始附着 （包含 1. RA Preamble 2. RA Respo nse 3. RRCCo nn ectio nRequest 4. RRCCo nn ectio nSetup W 5. RRCCo nn ectio nSetupCompI Attach Request 、 PDN connectivity i equest 消息) ete Activ 6. In itial UE message (包含 Attach Request、PDN connectivity re

20、quest 7. Ide ntity/Authe nticati on/Security 消息） 8.建立默认EPS承载等 V J In itial con text setup request (包含 Attach Accept 、 Activate default EPS bearer con text request) 10. UECapabilityE nquiry 4 11. UECapabilityI nformatio n 13. SecurityModeComma nd .UE Capability Info In dication 14. SecurityModeComple

21、te 15. RRCC onn ectio nRec on figurati on (包含 Attach Accept 、 ate default EPS bearer con text request 16. R RCC onn ectio nRec on figurati on Complet 17 .In itial con text setup resp onse 18. ULIn formati onTran sfer (包含 Attach Complete 、 Activate default EPS bearer con text accept UPLINK NAS TRANSP

22、ORT (包含 Attach Complete 、 Activate default EPS bearer con text accept 19 First Upli nk Data First Dow nli nk Data 20.更新承载 VJ 检测到User Inactivity 21. u E CONTEXT RELEASE REQUEST (Cause) 22.更新承载 23. U E CONTEXT RELEASE COMMAND 24. RRCCo nn ectio nRelease 25. u E CONTEXT RELEASE COMPLETE 图附着流程 流程说明如下: 1） 步骤15会建立RRC连接，步骤6、9会建立S1连接，完成这些过程即标志着NAS sig nalli ng connection建立完成。 2） 消息7的说明：UE刚开机第一次attach，使用的IMSI，无Identity 过程；后续， 如果有有效的 GUTI,使用GUTI attach，核心网才会发