LTE基本流程学习课程

1、1目录目录12344 LTE基本结构移动性管理会话管理切换过程第1页/共37页第一页，编辑于星期六：五点 四十七分。2LTE网络的基本结构网络的基本结构NAS信令加密在3GPP不同接入技术间移动时核心网节点间的信令跟踪区域管理PDG GW和Serving GW的选择在MME改变的切换过程中新MME的选择在向2G/3G接入系统切换过程中SGSN的选择漫游支持鉴权承载管理功能除了在TS 23.060中定义的功能外, SGSN还包括如下功能:-在2G/3G和E-UTRAN间移动时核心网节点间的信令-PDG GW和Serving GW的选择-在从2G/3G向E-UTRAN切换过程中MME的选择PDN

2、GW是终结到PDN的SGi接口的网关；如果终端接入多个PDN时，可能会有一个或者多个PDN GW为其服务；PDN GW 功能包括: 策略执行 基于每用户的内容过滤器 计费支持 合法监听 终端IP地址分配 内容控制为GTP-based S5/S8增加的PDN GW功能包括 ： 上下行承载绑定 和 上行承载绑定校验Serving GW是终结到EUTRAN的网关；对于每一个附着到EPS的终端在每一时刻只有一个Serving GW为其服务；Serving GW 功能包括: 在eNodeB间切换时候的移动锚点协助eNodeB完成内部重排序功能 在3GPP不同接入系统间切换时的移动锚点 E-UTRAN空闲

3、态数据缓存和网络侧业务请求的发起点 数据路由转发第2页/共37页第二页，编辑于星期六：五点 四十七分。S6aHSSS5S3S1-MMES10GERANUTRANSGSNMMES11ServingGatewayUE“LTE- Uu”E-UTRANS4HPLMNVPLMNV-PCRFGxSGiPDN GatewayS1-UH-PCRFS9 Home Operators IP Services Rx Visited Operator PDN P-GW在拜访网络，两个PCRF，业务属于归属网运营商3GPP接入漫游架构接入漫游架构（用户面本地疏导归属域业务场（用户面本地疏导归属域业务场景景 ）4第3页/

4、共37页第三页，编辑于星期六：五点 四十七分。n 位于eNB和MME/SGW之间，将SAE/LTE演进系统划分为无线接入网和核心网。沿袭了承载和控制分离的思想，S1接口也分为用户平面和控制平面-用户平面接口S1-U将eNB和SGW连接，用于传送用户数据和相应的用户平面控制帧。- 控制平面接口S1-MME则将eNB和MME相连，采用S1AP协议，类似于UMTS网络中的无线网络层的控制部分，主要完成S1接口的无线接入承载控制、接口专用的操作维护等功能，具体包括-EPS承载管理功能-LTE_IDLE状态下的UE移动性-S1寻呼功能 -安全加密功能 -初始上下文建立功能 -除此以外，S1-AP还负责N

5、AS信令传送功能、S1接口管理功能、网络共享功能、漫游和区域限制等功能 S1接口描述5第4页/共37页第四页，编辑于星期六：五点 四十七分。5构架中的协议栈 - 控制面eNodeB - MME S1-MME接口：在IP层之上采用了比TCP协议功能更为强大的SCTP（stream control transmission protocol），为上层S1-AP提供有保证的可靠传输，支持多宿性。 MME上下文标识(eNB-UE-S1AP-ID)由MME为S1-MME专用过程分配，eNB上下文标识(MME-UE-S1AP-ID: 12)由eNB为S1-MME专用过程分配，用于区分UE特定的S1-MME

6、信令传输承载。通信上下文在S1-AP层进行传送。第5页/共37页第五页，编辑于星期六：五点 四十七分。6 架构中的协议栈 - 控制面UE - MME NAS信令：主要完成核心网对用户移动性、呼叫控制和QoS的管理等功能第6页/共37页第六页，编辑于星期六：五点 四十七分。7架构中的协议栈 - 用户面eNodeB S-GW S1-U:从S1用户平面接口的协议栈来看，S1-U在IP层之上采用了面向非连接的UDP，在UDP之上承载GTP-U协议，满足了SAE/LTE在对分组核心网采用统一的GTP协议的要求。第7页/共37页第七页，编辑于星期六：五点 四十七分。8架构中的协议栈 - 用户面UE - P

7、-GW user plane with E-UTRAN第8页/共37页第八页，编辑于星期六：五点 四十七分。9 架构中的协议栈 - 控制面MME S-GWS11:MME和Serving GW之间；协议同S10，S3，S4，S5/S8第9页/共37页第九页，编辑于星期六：五点 四十七分。10移动性管理移动性管理S1释放过程跟踪区更新过程服务请求过程去附着过程附着过程第10页/共37页第十页，编辑于星期六：五点 四十七分。11移动性管理移动性管理 MME的状态迁移的状态迁移 EMM-DEREGISTERED EMM-REGISTERED Attach accept TAU accept for a

8、 UE selecting E-UTRAN from GERAN/UTRAN Detach, Attach Reject, TAU reject, All bearers deactivated 第11页/共37页第十一页，编辑于星期六：五点 四十七分。12Attach流程3. Identification Request2. Attach Request3. Identification Response2. Attach Request4. Identity Request4. Identity Response5. Authentication and Security 7. Updat

9、e Location8. Cancel Location10. Update Location Ack8. Cancel Location Ack9. Delete Bearer Request9. Delete Bearer Response6. Delete Bearer Response6. Delete Bearer RequestGTPU tunnelGTP signalingNAS signalingS1AP signalingRRC signalingDiameter signaling1. RRC Connection est.5b. Identity Request/Resp

10、onse5b. ME Identity checkEIRnew MMEold MMES-GWPCRFHSSPDN GWeNodeB UE第12页/共37页第十二页，编辑于星期六：五点 四十七分。13Attach流程new MMEold MMES-GWPCRFHSSPDN GWeNodeB UE16. Create Bearer Response12. Create Bearer Request17. Attach AcceptFirst Uplink Data13. Create Bearer Request15. Create Bearer Response14. PCRF Interact

11、ion19. RRC Connection Configuration Complete18. RRC Connection Configuration20. Attach Complete22. Modify Bearer Response21. Modify Bearer RequestFirst Downlink DataFirst Downlink Data may arrive23. Update Location Request24. Update Location Response第13页/共37页第十三页，编辑于星期六：五点 四十七分。 Attach过程过程S1口错误举例口错误

12、举例- Network Failure-默认APN的QCI设置成了1-HSS中配置了默认apn是*。而MME没有配置用默认apn或者override APN替换。-apn配置错误：cmcc4g IN NAPTR 10 10 “S” “x-3pgg-pgw:x-s5-gtp:x-s8-gtp”- EPS services and non-EPS services not allowed-HSS中未签约4G数据，AIR中返回DIAMETER_ERROR_USER_UNKNOWN - No Suitable Cells In Tracking area-HSS鉴权数据配置错误引起hss返回DIAME

13、TER_AUTHORIZATION_REJECTED-HSS的AIR返回返回DIAMETER_REALM_NOT_SERVEDAttach流程15第14页/共37页第十四页，编辑于星期六：五点 四十七分。15移动性管理移动性管理 鉴权过程鉴权过程MMEHSS IMSI,KiUEIMSI, KiIMSI / TMSIRAND(i), AUTN(i), XRES(i), KASMERAND(i), AUTN(i)IMSISRES(i)encrypted TMSISRES=XRES ?If yesHSSeNB第15页/共37页第十五页，编辑于星期六：五点 四十七分。16移动性管理移动性管理 加密过程

14、加密过程UEeNBHSS/AUCUP Security Association Security AssociationNAS Security AssociationSubscriber Authentication/Authorization (AKA)NAS KeysAS KeysUP KeysCK, IKCK, IKRoot KeyUSIMRoot KeyNAS KeysAS KeysUP KeysMMEK_ASME第16页/共37页第十六页，编辑于星期六：五点 四十七分。17移动性管理移动性管理 去附着过程去附着过程第17页/共37页第十七页，编辑于星期六：五点 四十七分。18移动性

15、管理移动性管理 UE发起服务请求过程发起服务请求过程第18页/共37页第十八页，编辑于星期六：五点 四十七分。19移动性管理移动性管理 MME发起服务请求过程发起服务请求过程第19页/共37页第十九页，编辑于星期六：五点 四十七分。20移动性管理移动性管理 跟踪区更新跟踪区更新第20页/共37页第二十页，编辑于星期六：五点 四十七分。21移动性管理移动性管理 S1释放过程释放过程第21页/共37页第二十一页，编辑于星期六：五点 四十七分。22会话管理会话管理专有承载修改专有承载去激活专有承载激活相关概念第22页/共37页第二十二页，编辑于星期六：五点 四十七分。23基本概念基本概念 - QOS

16、3GLTE/SAEResidual BERSDU error rateDelivery of erroneous SDUsMax SDU sizeDelivery orderTransfer delayARPTraffic classTraffic handling priorityMax bit rateGuaranteed bit rateQCI (QoS Class Identifier)ARPMax bit rateGuaranteed bit rateUE Aggregate max bit ratePer bearerPer UE(for non-GBR EPS bearers)U

17、E-AMBR to eNBEPS QOS: QCI to eNB/UE ARP to eNB (MBR/GBR if GBR) to eNB/UEAPN-AMBR to UETFT to UEUE-AMBR=MINsubscribed UE-AMBR, sum APN-AMBR of all active APNs第23页/共37页第二十三页，编辑于星期六：五点 四十七分。24基本概念基本概念 - QCIGBR1GuaranteeDelay budgetLoss rateApplicationQCIGBR100 ms1e-2VoIP2GBR150 ms1e-3Video call3GBR300

18、 ms1e-6Streaming4Non-GBR100 ms1e-6IMS signalling5Non-GBR100 ms1e-3Interactive gaming6Non-GBR300 ms1e-6TCP protocols : browsing, email, file download7Non-GBR300 ms1e-68Non-GBR300 ms1e-69Priority2451768950 ms1e-3Real time gaming3Converted to GBR if used for IMS signaling默认承载都是Non-GBR，专用承载可以是Non-GBR也可以

19、是GBR。第24页/共37页第二十四页，编辑于星期六：五点 四十七分。25会话管理 - EPS承载S1承载和无线承载是一对一映射关系，在上行和下行方向将无线承载和S1承载绑定。合起来就是e-RAB。对于上行，UL TFT（Traffic Flow Template）在UE侧将SDF（Service Data Flow）映射到EPS承载上。通过UL TFT中包含的多个上行分组filters，多个SDFs可以复用到同一条EPS承载。对于下行，DL TFT在PDN GW侧将SDF映射到EPS承载。通过DL TFT中包含的多个下行分组filters，多个SDFs可以复用到同一条EPS承载。第25页/共37页第二十五页，编辑于星期六：五点 四十七分。26会话管理会话管理 多多PDN激活过程激活过程第26页/共37页第二十六页，编辑于星期六：五点