LTE主要信令和流程 课件

LTE主要信令和流程中国移动研究院无线技术研究所LTE主要信令和流程中国移动研究院主要内容LTE协议和网络架构简介1LTE主要无线信令流程2LTE端到端业务建立/释放相关流程3LTE高层协议相关的增强4主要内容LTE协议和网络架构简介1LTE主要无线信令流程2L主要内容LTE协议和网络架构简介1LTE主要无线信令流程2LTE端到端业务建立/释放相关流程3LTE高层协议相关的增强4主要内容LTE协议和网络架构简介1LTE主要无线信令流程2LLTE的需求和目标更高的用户数据速率更高的频谱效率（降低每比特成本）更低的时延（包括连接建立时延和传输时延）控制平面时延大大降低，小于100ms（Idle->Active）用户平面端到端单向时延<5ms（IP层以下、系统空载）更灵活的频谱使用简化的网络体系架构无缝切换（包括不同的无线接入技术之间）合理的终端功耗LTE的需求和目标更高的用户数据速率简化的网络架构TD-SCDMA和TD-LTE网络架构比较LTE采用了更为扁平的网络架构，不再有RNC，原来RNC的功能合并到了eNB中TD-SCDMATD-LTE

更小的时延

更低的网络节点和接口复杂度

不再支持宏分集/软切换简化的网络架构TD-SCDMA和TD-LTE网络架构比较LTLTE各节点功能简介E-UTRAN只有eNB一个节点无差异轻微差异主要差异

LTETDD/FDD网络功能异同LTE各节点功能简介E-UTRAN只有eNB一个节点无差异LTE网络实体介绍整个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UENOTE:

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LTE网络实体介绍整个TD-LTE系统由3部分组成：NOTE空中接口协议栈TD-SCDMA和TD-LTE协议栈比较TD-SCDMATD-LTE用户平面控制平面TD-SCDMA中，RRC/PDCP/RLC和部分MAC实体位于RNC中，部分MAC实体位于NodeB中；LTE中RRC/PDCP/RLC/MAC都位于eNB中空中接口协议栈TD-SCDMA和TD-LTE协议栈比较TD-LTE空中接口Layer2概述RadioBearers与Logicalchannels一一对应MAC子层负责将多个Logicalchannels复用到一个Transportchannel（TB）下行层2结构

从功能和服务的角度看L2

从数据单元的角度看L2LTE空中接口Layer2概述RadioBearers与L2数据处理流程TD-SCDMA与TD-LTE数据处理流程比较TD-SCDMATD-LTETD-S中，RLC层将SDU固定切割成很小的块，由MAC根据信道状况再进行切割级联TD-LTE中，由于RLC层也位于eNB中，可按照信道状况动态进行切割和级联；MAC层不再具有切割和级联功能

各层更好地适应无线信道变化

更低的处理复杂度和开销L2数据处理流程TD-SCDMA与TD-LTE数据处理流程比传输信道和逻辑信道TD-SCDMA与TD-LTE逻辑信道/传输信道比较由于没有CS域，LTE上下行都只有共享信道，不再有专用信道；传输信道的数量大大减少TD-SCDMA（网络侧）TD-LTE

更少的协议状态

协议结构大大简化，只有一个MAC实体传输信道和逻辑信道TD-SCDMA与TD-LTE逻辑信道/传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控制面RRC层介绍RRC协议的功能可划分为三大类：根据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RRC_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LTE的RRC协议状态RRC_IDLE状态下执行空闲状态：网RRC协议状态的比较TD-SCDMA与TD-LTE协议状态比较TD-SCDMATD-LTE由于传输信道数量的减少，LTE中只包含两个协议状态，相对于3G大大简化3G中只有在CELL_DCH才发生切换，其它状态都支持UE自主的移动性；

协议流程的简化

更低的时延

更多的切换RRC协议状态的比较TD-SCDMA与TD-LTE协议状态比RRC信令结构的简化TD-LTE相比TD-SCDMA控制信令简化的例子TD-SCDMATD-LTERadioBearersSetupRadioBearersReleaseRadioBearersReconfigurationMeasurementControlTransportChannelReconfigurationRRCConnectionReconfigurationPhysicalChannelReconfigurationRRC信令结构的简化TD-LTE相比TD-SCDMA控制信令LTE承载概念介绍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)inLTELTE承载概念介绍RadioBearer承载空口RRC信令承载内容分类数据承载为DRB，通过eNB为其分配的PDSCH来承载信令承载通过SRB，LTE中有三类SRBSRB0：承载RRC消息，映射到CCCH信道SRB1：承载RRC消息，也可承载NAS消息，映射到DCCH信道SRB2：承载NAS消息，映射到DCCH信道UE的RRC连接未建立时，由SRB0承载RRC信令；SRB2未建立时，由SRB1承载NAS信令由于带宽增加，数据传输性能增强，LTE的RRC消息的数据携带能力显著提升；因此LTE中所有NAS消息可填充在RRC消息中携带传输，进一步精简了信令流程NAS消息通过四条RRC消息传递：ULInformationTransfer和DLInformationTransfer

（由SRB2承载，SRB2未建立时由

SRB1承载）RRCConnectionSetupComplete

和RRCConnectionReconfiguration

（由SRB1承载）RRCConnectionSetupComplete（只携带NAS的初始直传消息）每种SRB可承载信令内容见附录NAS消息种类见附录根据承载内容分类NAS消息其他承载方式承载内容分类数据承载为DRB，通过eNB为其分配的PDSCHUE各状态说明状态行为RRC_IDLEPLMN选择NAS配置的DRX过程系统信息广播和寻呼邻小区测量小区重选的移动性UE获取1个TA区内的唯一标识eNodeB内无终端上下文RRC_CONNECTED网络侧有UE的上下文信息网络侧知道UE所处小区网络和终端可以传输数据网络控制终端的移动性邻小区测量存在RRC连接:UE可以从网络侧收发数据

监听共享信道上指示控制授权的控制信令

UE可以上报信道质量给网络侧

UE可以根据网络配置进行DRXRRC状态UE各状态说明状态行为RRC_IDLEPLMN选择NAS小区内UE标识（1）标识类型应用场景获得方式有效范围是否与终端/卡设备相关RA-RNTI随机接入中用于指示接收随机接入响应消息根据占用的时频资源计算获得（0001~003C）小区内否T-CRNTI随机接入中，没有进行竞争裁决前的CRNTIeNB在随机接入响应消息中下发给终端（003D~FFF3）小区内否C-RNTI用于标识RRCConnect状态的UE初始接入时获得（T-CRNTI升级为C-RNTI）（003D~FFF3）小区内否SPS-CRNTI半静态调度标识eNB在调度UE进入SPS时分配（003D~FFF3）小区内否P-RNTI寻呼FFFE（固定标识）全网相同否SI-RNTI系统广播FFFF（固定标识）全网相同否小区内UE标识（1）标识类型应用场景获得方式有效范围是否与终核心网UE标识（2）用户标识名称来源作用IMSIInternationalMobileSubscriberIdentitySIM卡UE在首次ATTACH时需要携带IMSI信息，网络也可以通过身份识别流程要求UE上报IMSI参数IMEIInternationalMobileEquipmentIdentity终端国际移动台设备标识，唯一标识UE设备，用15个数字表示IMEISVIMEIandSoftwareVersionNumber终端携带软件版本号的国际移动台设备标识，用16个数字表示S-TMSISAETemporaryMobileStationIdentifierMME产生并维护SAE临时移动标识，由MME分配。与UMTS的P-TMSI格式类似，用于NAS交互中保护用户的IMSIGUTIGloballyUniqueTemporaryIdentifierMME产生并维护全球唯一临时标识，在网络中唯一标识UE，可以减少IMSI，IMEI等用户私有参数暴露在网络传输中.第一次attach时UE携带IMSI，而之后MME会将IMSI和GUTI进行一个对应，以后就一直用GUTI，通过attachaccept带给UE；TMSI信息是GUTI的一部分核心网UE标识（2）用户标识名称来源作用IMSIInternTD-LTE网络架构和无线协议的特点扁平的网络结构（不再有RNC，不支持宏分集/软切换）全IP，不再有CS域，通过PS域来支持语音等实时业务用户面和控制面分离简化的协议状态更低的时延（1msTTI、100ms控制平面时延、5ms用户平面单向时延）传输信道中不再有专用信道协议实体大大减少、协议流程和信令结构大大简化TD-LTE网络架构和无线协议的特点扁平的网络结构（不再有R主要内容LTE协议和网络架构简介1LTE主要无线信令流程2LTE端到端业务建立/释放相关流程3LTE高层协议相关的增强4主要内容LTE协议和网络架构简介1LTE主要无线信令流程2LLTE状态转换及信令流程空闲态连接态开机驻留流程连接建立及重配置流程数据传输流程测量切换流程LTE状态转换及信令流程空闲态连接态开机驻留流程连接建立及重开机驻留流程终端开机扫描所有频点在每个频点上找到最强小区并阅读系统信息中的PLMN信息PLMN选择小区选择及重选自动PLMN选择：终端AS将扫描所得的PLMN信息报告给NAS，由NAS根据特定方式选择相应PLMN手动PLMN选择：终端AS将扫描所得的PLMN依照特定的顺序报告给用户，由用户手动选择PLMN开机驻留流程终端开机扫描所有频点在每个频点上找到最强小区并阅系统消息接收系统消息的组成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接收系统消息的组成LTE系统消息PBCH时域映射结构系统消息接收SIBs除MIB以外的系统消息，包括SIB1-SIB13除SIB1以外，SIB2-SIB13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系统消息系统消息接收SIBsLTE系统消息LTE系统消息的内容MIB:下行带宽，PHICH的配置(PhysicalHybridARQIndicatorCHannel),SFNSIB1:PLMNID,小区全球ID,Cell禁止状态,小区选择参数,CSG指示,SI信息,valuetag.SIB2:ACB信息,公共无线资源的配置,上行带宽.SIB3:

小区重选信息(服务小区信息,速度相关信息)SIB4/5/6/7/8:相邻小区信息(intra-f,inter-f,inter-RAT:UTRA,GSM,CDMA).SIB9:heNB标示（HNBID）SIB10:ETWS主通知信息

SIB11:ETWS辅通知信息SIB12:CMAS通知信息

SIB13:

MBSFNarealist信息和MBMS通知信息LTE系统消息的内容MIB:下行带宽，PHICH的配置(P捕获系统消息idle态的UE和active态的UE都需要捕获系统消息；在下面的情况下，UE需要捕获系统消息：选择或重选到一个小区；切换完成后；从其他系统进入E-UTRAN；

从覆盖外返回覆盖区；

接收到系统消息变更指示；接收到ETWS或CMAS通知；

超过最大有效时间；重新接入一个小区！广播内容改变！捕获系统消息idle态的UE和active态的UE都需要捕获系统消息的变更寻呼消息通知系统消息的改变，通过寻呼消息中的systemInfoModification来指示。空闲态或连接态的UE都监听寻呼消息；空闲态的UE需要计算pagingoccasion，然后进行广播消息的接收；连接态的UE，在解析PDCCH时判决是否有寻呼消息；包含在SIB中的systemInfoValueTag来指示当UE恢复覆盖的情况下；UE认为系统消息最多有效3个小时，超过3个小时，UE更新valuetag，所以读取广播用寻呼来接收ETWS和CMAS指示，通过寻呼消息中的ETWS-Indication和CMAS-Indication来指示。当接收到该指示信息后，UE进行SIB10/SIB11/SIB12的读取其中P-RNTI的值为：FFFE系统消息的变更寻呼消息通知系统消息的改变，通过寻呼消息中的s小区重选概述小区重选（cellreselection）指UE在空闲模式下通过监测邻区和当前小区的信号质量以选择一个最好的小区提供服务信号的过程。当邻区的信号质量及电平满足S准则且满足一定重选判决准则时，终端将接入该小区驻留。UE驻留到合适的LTE小区停留1s后，就可以进行小区重选的过程小区重选过程包括测量和重选两部分过程，终端根据网络配置的相关参数，在满足条件时发起相应的流程系统内小区测量及重选

同频小区测量、重选异频小区测量、重选系统间小区测量及重选LTE中，SIB3-SIB8全部为重选相关信息概念和分类小区重选概述小区重选（cellreselection）指U重选优先级与2/3G网络不同，LTE系统中引入了重选优先级的概念在LTE系统，网络可配置不同频点或频率组的优先级，通过广播在系统消息中告诉UE，对应参数为cellReselectionPriority，取值为（0….7）优先级配置单位是频点，因此在相同载频的不同小区具有相同的优先级通过配置各频点的优先级，网络能更方便地引导终端重选到高优先级的小区驻留达到均衡网络负荷、提升资源利用率，保障UE信号质量等作用重选优先级也可以通过RRCConnectionRelease消息告诉UE，此时UE忽略广播消息中的优先级信息，以该信息为准网络能主动引导UE进行系统间小区重选，完成CS域话音呼叫等重选优先级消息块所在域对应载频SIB3cellReselectionServingFreqinfo当前载频，即服务小区载频SIB5interFreqCarrierFreqLIst某个E-UTRA异频载频SIB6carrierFreqListUTRA-TDD某个UTRA-TDD载频carrierFreqListUTRA-FDD某个UTRA-FDD载频SIB7carrierFreqsinfoLmoninfo某个GERAN载频SIB8parametersHRPD..physCellIdList某个CDMA2000载频重选优先级与2/3G网络不同，LTE系统中引入了重选优先级的重选测量启动准则UE成功驻留后，将持续进行本小区测量。RRC层根据RSRP测量结果计算Srxlev，并将其与Sintrasearch和Snonintrasearch比较，作为是否启动邻区测量的判决条件对于重选优先级高于服务小区的载频，UE始终对其测量对于重选优先级等于或者低于服务小区的载频同频：当服务小区Srxlev>Sintrasearch时，UE自行决定是否进行同频测量当服务小区Srxlev<=

Sintrasearch或系统消息中Sintrasearch为空时，UE必须进行同频测量异频：当服务小区Srxlev>Snonintrasearch时，UE自行决定是否进行异频测量当服务小区Srxlev<=

Snonintrasearch或系统消息中Snonintrasearch为空时，UE必须进行异频测量重选测量启动准则参数名单位意义SrxlevdBCellselectionRXlevelvalue小区接收电平SnonintrasearchdB小区重选的异频测量启动门限，该值越大，异频测量启动越快SintrasearchdB小区重选的同频测量触发门限，该值越大，同频测量启动越快重选测量启动准则重选测量启动准则参数名单位意义Srxlevd重选判决准则-1基于优先级高优先级小区重选判决准则当同时满足以下条件，UE重选至高优先级的异频小区UE在当前小区驻留超过1s

高优先级邻区的Snonservingcell>

Threshx,high在一段时间(Treselection-EUTRA)内，Snonservingcell

一直好于该阈值

(Threshx,high)低优先级小区重选判决准则当同时满足以下条件，UE重选至低优先级的异频小区UE驻留在当前小区超过1s

高优先级和同优先级频率层上没有其它合适的小区Sservingcell<Threshserving,low低优先级邻区的Snonservingcell,x

>

Threshx,low在一段时间(Treselection-EUTRA)内，

Snonservingcell,x一直好于该阈值(Threshx,low)优先级不同的异频小区重选判决参数名单位意义Threshserving,lowdB小区满足选择或重选条件的最小接收功率级别值Threshx,highdB小区重选至高优先级的重选判决门限，越大重选至高优先级小区越容易一般设置为高于Threshserving,low，Threshx,lowdB重选至低优先级小区的重选判决门限，越小重选至低优先级小区约困难一般设置为高于Threshserving,highTreselection-EUTRAS该参数指示了优先级不同的LTE小区重选的定时器时长，用于避免乒乓效应重选判决准则-1基于优先级优先级不同的异频小区重选判决参数重选判决准则-2基于R准则R准则根据R值计算结果，对于重选优先级等于当前服务载频的邻小区，若：邻小区Rn大于服务小区Rs，并持续Treselection，同时UE已在当前服务小区驻留超过1s以上，则触发向邻小区的重选流程服务小区CellRank(R值)Rs=Qmeas,s+Qhyst候选小区CellRank(R值)Rt=Qmeas,t-Qoffset同频小区及同优先级异频小区重选判决参数名单位意义Qmeas,sdBmUE测量到的服务小区RSRP实际值Qmeas,tdBmUE测量到的邻小区RSRP实际值QHystdB服务小区的重选迟滞，常用值：2可使服务小区的信号强度被高估，延迟小区重选QoffsetsdB被测邻小区的偏移值：包括不同小区间的偏移Qoffsets’t和不同频率之间的偏移Qoffsetfrequency，常用值：0可使相邻小区的信号或质量被低估，延迟小区重选；还可根据不同小区、载频设置不同偏置，影响排队结果，以控制重选的方向TreselectionS该参数指示了同优先级小区重选的定时器时长，用于避免乒乓效应重选判决准则-2基于R准则R准则根据R值计算结果，对于重选TAU概述TA和TAITAU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TA和TAITAU的定义当移动台由一个TA移动到另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(TrackingArea,TA)

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TAIUE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87654321TrackingareaidentitylistIEILengthoftrackingareaidentitylistcontentsPartialtrackingareaidentitylist1Partialtrackingareaidentitylist2…PartialtrackingareaidentitylistpTAILIST

TAILIST类型表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TAU概述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+LAUTAU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概述TAU分类UE状态不同TAU的应用场景当前TA不在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TAU过程在网络登记新的用户位置信息TAU的作用IDLETAU流程-1TAURequest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-1TAURequest中含ACTIVIDLETAU流程-2TAURequest中不含ACTIVE标识，TAU完成后释放连接IDLETAU流程-2TAURequest中不含ACTICONNECTED-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CONNECTED-TAU流程连接态TAU流程连接建立及重配置流程UEeNBMME寻呼消息连接建立请求连接建立连接建立完成（NAS）初始终端消息（NAS）初始终端上下文建立请求初始终端上下文建立相应安全模式命令安全模式完成重配置请求重配置完成连接建立流程：当处于空闲状态的UE希望发起一个业务、或需要更新TA时、或响应寻呼时，触发该流程连接重配置流程：承担着RRC连接管理的大部分功能，包括信令/数据承载管理、参数配置、切换执行、测量控制等连接建立及重配置流程UEeNBMME寻呼消息连接建立请求连接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等信息寻呼主要流程在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，并在其下属于该列表内的小区进行空口寻呼若之前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上发送寻呼的发送由网络向空闲态或连接态的UE发起寻呼主要流程在S1AP接口消寻呼消息的读取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寻呼的读取寻呼消息的读取UE寻呼消息的接收遵循DRX的原则寻呼的读取无线子帧的寻呼模式NsPOwheni_s=0POwheni_s=1POwheni_s=2POwheni_s=319N/AN/AN/A249N/AN/A40459NsPOwheni_s=0POwheni_s=1POwheni_s=2POwheni_s=310N/AN/AN/A205N/AN/A40156FDDTDD无线子帧的寻呼模式NsPOwheni_s=0POwhe随机接入过程申请上行资源与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随机接入过程申请上行资源竞争接入过程非竞争接入过程随机接入实基于竞争的随机接入（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Msg31234基于竞争的随机接入过程2-1基于竞争的随机接入（2-1）UE随机选择preamble码发基于竞争的随机接入过程2-2基于竞争的随机接入（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：竞争解决初始接入和连接重建场景切换，上/下行数据到达场景竞争判定Msg4携带成功解调的Msg3消息的拷贝，UE将其与自身在Msg3中发送的高层标识进行比较，两者相同则判定为竞争成功UE如果在PDCCH上接收到调度Msg4的命令，则竞争成功调度Msg4使用由临时C-RNTI加扰的PDCCH调度eNB使用C-RNTI加扰的PDCCH调度Msg4C-RNTIMsg2中下发的临时C-RNTI在竞争成功后升级为UE的C-RNTIUE之前已分配C-RNTI，在Msg3中也将其传给eNB。竞争解决后，临时C-RNTI被收回，继续使用UE原C-RNTI基于竞争的随机接入过程2-2基于竞争的随机接入（2-2）针对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UEMsg1：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基于非竞争的随机接入UE根据eNB的指示，在指定的PRACH连接态下UE的数据传输过程

数据通信又可以分为上行数据传输、下行业务传输。下面以上行业务到达为例，介绍数据发送的过程调度请求（SR）：存在业务传输需求时，UE可通过网络侧配置的PUCCH资源发送SR、或触发随机接入过程发送数据传输请求缓存状态报告（BSR）：当UE获得上行资源后，首先将自己的BSR上报给网络侧，以便基站了解数据量而合理分配资源数据传输：当UE进一步获得上行资源后，根据业务优先级在多种业务中分配上行资源，进而发送数据连接态下UE的数据传输过程 数据通信又可以分为上行数据传输、连接态下UE的测量以及切换过程

注：网络侧各种测量和切换参数的配置、基站的切换算法等都是各厂家的实现算法，是影响产品性能的重要因素切换完成阶段切换执行阶段切换准备阶段连接态下UE的测量以及切换过程注：网络侧各种测量和切换参数测量概述测量流程介绍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的系统间测量测量概述测量流程介绍RRC_IDLE状态下，UE的测量参数信测量下达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下达IDLE态，网络侧通过系统消息告知UE需要进行的测量测量报告上报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事件LTE系统内的同频/异频测量事件异技术测量事件–EventA1：服务小区测量值（RSRP或RSRQ）大于门限值–EventA2：服务小区测量值（RSRP或RSRQ）小于门限值–EventA3：邻小区测量值优于服务小区测量值一定门限值–EventA4：邻小区测量值大于门限值–EventA5：服务小区测量值小于门限1，同时邻小区信道质量大于门限2–EventB1：异技术邻小区信道质量大于门限–EventB2：服务小区信道质量小于门限1，同时异技术邻小区信道质量大于门限2测量上报测量报告上报IDLE态下，UE不上报，仅做小区重选；连接态下主要内容LTE协议和网络架构简介1LTE端到端业务建立/释放相关流程3LTE主要无线信令流程2LTE高层协议相关的增强4主要内容LTE协议和网络架构简介1LTE端到端业务建立/释放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UEAttach与Detach过程Attach和Detach过程作用：Attach与DetacUE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，除荐权、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UE开机Attach过程Attach信令流程在无线网部分，LAttach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Attach过程说明处在RRC_IDLE态的UE进行AttaConnectedUEinitiatedDetachDetach信令流程—连接态UE发起ConnectedUEinitiatedDetachDConnectedUEinitiatedDetach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ConnectedUEinitiatedDetach说MME-initiatedDetachMME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MME-initiatedDetachMME发起的DetaHSS-initiatedDetachHSS-initiatedDetachServiceRequest概述ServiceRequest过程作用当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ServiceRequest概述ServiceRequUEtriggeredServiceRequest主叫、被叫均需发起该过程这个流程很面熟UEtriggeredServiceRequest主NetworkTriggeredServiceRequest被叫业务，网络通过Paging引发UE发起该过程NetworkTriggeredServiceRequE-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eNB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E-RAB建立过程作用：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PDNGW发起的E-RAB建立流程UE为ECMIDLE态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E-RAB修改过程E-RAB修改概述作用PDNGW发起E-RAB修改流程（修改QoS）修改E-RAB的QosPDNGW发起E-RAB修改流程（修改QoS）修改E-RAPDNGW发起E-RAB修改流程（不修改QoS）不修改E-RAB的QosPDNGW发起E-RAB修改流程（不修改QoS）不修改E-E-RAB释放概述E-RAB释放过程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）E-RAB释放概述E-RAB释放过程PDNGW和MME均可PDNGW发起的承载释放流程当释放默认承载时，为detach过程PDNGW发起的承载释放流程当释放默认承载时，为detacMME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UE或MME发起的PDN连接释放流程UE的最后一个PDN连接主要内容LTE协议和网络架构简介1LTE主要无线信令流程2LTE高层协议相关的增强4LTE端到端业务建立/释放相关流程3主要内容LTE协议和网络架构简介1LTE主要无线信令流程2L自组织网络（SON）核心网基站自启动S1接口自配置X2接口自配置TD-LTEPCI自配置PCI=21邻小区列表自配置NRNOHONOX21xxxxxx2xxxxxx移动鲁棒性优化网络节能TD-LTETD-LTE网管如何降低运营商网络运营成本如何实现网络半自动或自动配置及优化工作如何在实现以上功能的条件下，保障运营商对网络的控制权自组织网络（SON）核心网基站自启动S1接口自配置X2接口自最小化路测（MDT）技术驱动力人工路测网络运维成本高狭窄路段、小区住宅等测试车辆无法到达区域无法路测汽车尾气、CO2排放不利于节能减排技术原理基站配置具有MDT功能的商用终端进行MDT，终端自动进行数据收集并上报技术现状位置信息：RFfingerprint、GNSS、网络为终端定位、网络侧请求终端定位等QoS验证：吞吐量、数据量、可接入性覆盖优化：RSRP/RSRQ，powerHeadroom,receivedinterferencepower终端记录路测数据并上报基站将路测报告转发给OAM最小化路测（MDT）技术驱动力人工路测网络运维成本高狭窄路段中继技术（Relay）连续覆盖不足根据链路预算结果和仿真数据，在2.6GHz按现有站址进行TD-LTE组网时，可能会存在很多覆盖盲点深度覆盖有难度现有站址平均站间距：250m(广州),410m(北京)根据链路预算结果，2.6GHzTD-LTE组网提供室内覆盖（假设1面墙）时，最大站间距不能超过240m根据爱立信的统计数据，按现有站址组网时，>50%的宏站存在深度覆盖问题覆盖盲点（诺西根据北京丰台区移动站址数据建模）3GPP中主要运营商、设备商以及芯片厂商决定在Rel-10引入Relay作为无线回传场景中的覆盖解决手段之一什么是Relay?——Relay是可以提供无线回传功能的基站把质量较差的1跳分为质量较好的2跳：解决中高频段传播损耗过大使用LTE-A的空口标准提供无线回传：解决传输到站困难问题克服无线直放站存在的网络底噪抬升问题，并做到可管、可控中继技术（Relay）连续覆盖不足覆盖盲点（诺西根据北京丰台终端内共存干扰消除同一个设备内两个无线模块工作于紧邻的频段时会产生共存干扰，可能导致无法正常工作。由于间隔太近、干扰太大，用单纯的射频方案无法消除干扰为了避免一些有损TDD利益的方案，我公司发起立项，从协议和信令的角度来解决这一问题，将于2012年底完成标准化LTETDD干扰WiFi/蓝牙WiFi/蓝牙干扰LTETDDLTEFDD干扰WiFi/蓝牙由终端上报干扰情况，网络侧与终端共同解决干扰基于频分复用的解决方案依靠终端自身、或者终端辅助LTE网络通过工作频段搬移来避开干扰基于时分复用的解决方案LTE网络控制下，确保其中一模的发射与另一模接收错开基于功率控制的解决方案通过降低终端中某一模的发射功率从而减轻对另外一模的干扰会发生共存干扰的应用场景LTE+WiFi分流LTE+WiFiAP（CPE、MiFi）LTE+蓝牙话音/多媒体LTE+GPS定位LTEWiFi/BT终端内共存干扰消除同一个设备内两个无线模块工作于紧邻的频段时欢迎交流、讨论中国移动研究院杨angning@欢迎交流、讨论附录：SRB0承载的消息消息名消息含义RRCConnectionReestablishmentTheRRCConnectionReestablishmentmessageisusedtoresolvecontentionandtore-establishSRB1.RRCConnectionReestablishmentRejectTheRRCConnectionReestablishmentRejectmessageisusedtoindicatetherejectionofanRRCconnectionreestablishmentrequest.RRCConnectionReestablishmentRequestTheRRCConnectionReestablishmentRequestmessageisusedtorequestthereestablishmentofanRRCconnection.RRCConnectionRejectTheRRCConnectionRejectmessageisusedtorejecttheRRCconnectionestablishment.RRCConnectionRequestTheRRCConnectionRequestmessageisusedtorequesttheestablishmentofanRRCconnection.RRCConnectionSetupTheRRCConnectionSetupmessageisusedtoestablishSRB1.附录：SRB0承载的消息消息名消息含义RRCConnect附录：SRB1承载的消息（1）消息名消息含义CounterCheckTheCounterCheckmessageisusedbytheE-UTRANtoindicatethecurrentCOUNTMSBvaluesassociatedtoeachDRBandtorequesttheUEtocomparethesetoitsCOUNTMSBvaluesandtoreportthecomparisonresultstoE-UTRANCounterCheckResponseTheCounterCheckResponsemessageisusedbytheUEtorespondtoaCounterCheckmessage.CSFBParametersRequestCDMA2000TheCSFBParametersRequestCDMA2000messageisusedbytheUEtoobtaintheCDMA20001xRTTParametersfromthenetwork.TheUEneedstheseparameterstogeneratetheCDMA20001xRTTRegistrationmessageusedtoregisterwiththeCDMA20001xRTTNetworkwhichisrequiredtosupportCSFBtoCDMA20001xRTT.CSFBParametersResponseCDMA2000TheCSFBParametersResponseCDMA2000messageisusedtoprovidetheCDMA20001xRTTParameterstotheUEsotheUEcanregisterwiththeCDMA20001xRTTNetworktosupportCSFBtoCDMA20001xRTT.HandoverFromEUTRAPreparationRequest(CDMA2000)TheHandoverFromEUTRAPreparationRequestmessageisusedtotriggerthehandoverpreparationprocedurewithaCDMA2000RAT.ThismessageisalsousedtotriggeratunneledpreparationprocedurewithaCDMA20001xRTTRATtoobtaintrafficchannelresourcesfortheenhancedCSfallbacktoCDMA20001xRTT,whichmayalsoinvolveaconcurrentpreparationforhandovertoCDMA2000HRPD.MeasurementReportTheMeasurementReportmessageisusedfortheindicationofmeasurementresults.MobilityFromEUTRACommandTheMobilityFromEUTRACommandmessageisusedtocommandhandoveroracellchangefromE‑UTRAtoanotherRAT(3GPPornon-3GPP),orenhancedCSfallbacktoCDMA20001xRTT.ProximityIndicationTheProximityIndicationmessageisusedtoindicatethattheUEisenteringorleavingtheproximityofoneormorecellswhoseCSGIDsareintheUEsCSGwhitelist.RRCConnectionReconfigurationT