TDLTE信令流程和信令分析及应用

1、中国移动通信集团研究院版权所有2012年12月TD-LTE信令流程-2-本课程结合TD-LTE网络结构的演进，详细介绍了空口无线侧、端到端业务和用户移动性管理中涉及的信令流程。同时，结合LTE系统各接口的信令采集方案，介绍了通过信令分析进行LTE网络优化和故障排查的方法和应用案例-3-基本概念基本概念基于基于LTELTE信令分析的网络优化信令分析的网络优化LTELTE信令流程介绍信令流程介绍附录附录-4-1、网络架构2、协议栈结构基本概念基本概念3、UE的工作模式与状态4、无线承载的分类5、UE标识-5-E-UTRAN网络结构LTE主要主要3GPP规范见附录规范见附录基基 本本 概概 念念网络

2、架构网络架构LTE网络架构网络架构-6-网络实体整个TD-LTE系统由3部分组成： 核心网（EPC, Evolved Packet Core ） 接入网（eNodeB） 用户设备 （UE）EPC分为三部分： MME (Mobility Management Entity, 负责信令处理部分） S-GW (Serving Gateway , 负责本地网络用户数据处理部分） P-GW (PDN Gateway，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EPC X2接口：eNodeB之间 Uu接口：eNodeB与UENOTE:

3、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接口基基 本本 概概 念念网络架构网络架构LTE网络实体网络实体-7-EPC与E-UTRAN功能划分 基基 本本 概概 念念网络架构网络架构EPCEUTRAN-8-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

4、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分配基基 本本 概概 念念网络架构网络架构功能概述功能概述-9-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进行管理和控制基基 本本 概概 念念协议栈结构协议栈结构控制面协议栈控制面协议栈-10-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

5、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 基基 本本 概概 念念协议栈结构协议栈结构用户面协议栈用户面协议栈-11-用户面协议内部的关系层层2协议架构（协议架构（DL）层层2协议架构（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逻辑信道、传输信道和物理信道映射关系见附录基基 本本 概概 念念协议栈结构协议栈结构-12-Uu口控制面协议栈控制平面RRC协议数据的加解密和完整性保护功能，在LTE中交由PDCP层完成RRC子层主要承担广播、无线接口寻呼、RRC连接管理、无线承载控制、移动性管理、UE测量

6、上报和控制等功能仅存在一个MAC实体基基 本本 概概 念念协议栈结构协议栈结构LTE控制面控制面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与与3G的异同的异同-13-Uu口用户面协议栈安全方面的功能，用户面的加密和解密功能由PDCP子层完成仅存在一个MAC实体基基 本本 概概 念念协议栈结构协议栈结构LTE用户面用户面3G中PDCP层仅用于承载PS业务，广播和

7、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三种传输模式与与3G的异同的异同-14-LTE接口通用模型接口通用模型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 基基 本本 概概 念念接口功能接口功能-15-S1接口协议栈UDP/IP之上的GTP-U用来传输S-GW

8、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；漫游于区域限制支持功能；NAS节点选择功能；初始上下文建立过程；基基 本本 概概 念念接口功能接口功能S1接口接口-16-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-

9、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。基基 本本 概概 念念接口功能接口功能X2接口接口-17-3G Iu-PS接口通用模型接口通用模型与3G Iu-PS接口协议架构比较控制面：在Release 99中，采用7号信令系统协议承载信令；在Release 5之后的版本，控制信令直接用IP承载；用户面：Release 99 PS域，分组数据量在一个或多个AAL5永久虚电路上复

10、用；在Release 5之后，直接采用IP传输，与LTE架构相同；基基 本本 概概 念念接口功能接口功能-18-UE各状态说明状状 态态行行 为为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DRX基基 本本 概概 念念UE的工作模式与

11、状态的工作模式与状态RRC状态状态-19-RRC信令消息简化Radio Bearer Setup（无线承载建立）（无线承载建立）Radio Bearer Release（无线承载释放）（无线承载释放）Radio Bearer Reconfiguration（无线承载重配置）（无线承载重配置）Transport Channel Reconfiguration（传输信道重配置）（传输信道重配置）TransportFormatCombinationControl（传输格式组合控制）（传输格式组合控制）Physical Channel Reconfiguration（物理信道重配置）（物理信道重配置）

12、Measurement Control（测量控制）（测量控制）RRC Connection Reconfiguration（RRC连接重配置）连接重配置）基基 本本 概概 念念UE的工作模式与状态的工作模式与状态RRC信令简化信令简化-20-LTE中的承载Radio Bearer承载空口RRC信令和NAS信令S1 Bearer 承载eNB与MME间S1-AP信令NAS消息也可作为NAS PDU附带在RRC消息中发送基基 本本 概概 念念无线承载的分类无线承载的分类Bear(承载承载) in LTE-21-无线承载分类 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，

13、LTE中有三类SRB SRB0：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 SR

14、B1承载） RRCConnectionSetupComplete 和 RRCConnectionReconfiguration （由SRB1承载） RRCConnectionSetupComplete（只携带NAS的初始直传消息）每种每种SRB可承载信令内容见附录可承载信令内容见附录NAS消息种类见附录消息种类见附录基基 本本 概概 念念无线承载的分类无线承载的分类根据承载内容分类根据承载内容分类NAS消息其他承载方式消息其他承载方式-22-小区内UE标识（1）标识类型标识类型应用场景应用场景获得方式获得方式有效范围有效范围是否与终端是否与终端/卡设备相关卡设备相关RA-RNTI随机接入中用于

15、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（0001003C）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（003DFFF3）小区内否C-RNTI用于标识RRC Connect状态的UE初始接入时获得（T-CRNTI升级为C-RNTI） （003DFFF3）小区内否SPS-CRNTI半静态调度标识eNB在调度UE进入SPS时分配（003DFFF3）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）全网相同否基基 本本 概概 念念UE标识标识-23-核心网UE标识（2）用户标识用户标识名

16、称名称来源来源作用作用IMSIInternational Mobile Subscriber IdentitySIM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IMEIInternational Mobile Equipment Identity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IMEISVIMEI and Software Version Number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-TMSISAE Temporary Mobile Station IdentifierMME产生并维护SA

17、E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IMSIGUTIGlobally Unique Temporary IdentifierMME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；GUTI由两部分构成，一部分标识分配GUTI的MME，另一部分则标识被分配GUTI的UE(TMSI)基基 本本 概概 念念UE标识标识-24-基本概念基本概念基于

18、基于LTELTE信令分析的网络优化信令分析的网络优化LTELTE信令流程介绍信令流程介绍附录附录-25-2、随机接入4、RRC连接建立、重配、重建立、释放3、寻呼LTELTE信令流程介绍信令流程介绍5、测量无线网无线网信令流程信令流程端到端端到端信令流程信令流程移动性管理流程移动性管理流程1、系统消息-26-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，PHI

19、CH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系统消息系统消息PBCH时域映射结构PBCH频域映射结构无线网基本信令流程无线网基本信令流程系系统消息统消息-27-系统消息（36.331）LTE系统消息系统消息 SIBs 除MIB以外的系统消息，包括SIB1-SIB12 除SIB1以外，SIB2-SIB12均由SI (System Information)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（SFN mod 2 = 0，SFN mod 8 0）一次，

20、如果满足SFN mod 8 = 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消息无线网基本信令流程无线网基本信令流程系系统消息统消息-28-各系统消息作用系统消息功能说明系统消息功能说明无线网基本信令流程无线网基本信令流程系系统消息统消息-29-系统消息信令流程系统消息信令流程系统消息获取UE通过E-UTRAN广播消息获取AS和NA

21、S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 upon receiving a request from CDMA2000 upper layers upon exceeding the maximum validity duration (3h) E-UTRAN MasterInformationBlock UE SystemInformationBlockType1 SystemInformation 无线网基本信令流程无线网基本信

22、令流程系系统消息统消息-30-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: T

23、iming Advance）竞争接入过程竞争接入过程非竞争接入过程非竞争接入过程无线网基本信令流程无线网基本信令流程随机接入随机接入随机接入实现的基本功能随机接入实现的基本功能随机接入随机接入的使用场景的使用场景-31-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-R

24、NTI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基于竞争的随机接入过程2-1无线网基本信令流程无线网基本信令流程随机接入随机接入-32-基于竞争的随机接入过程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

25、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初始接入和连接重建场景切换，上切换，上/下行数据到达场景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

26、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无线网基本信令流程无线网基本信令流程随机接入随机接入-33-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

27、的随机接入过程无线网基本信令流程无线网基本信令流程随机接入随机接入-34-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（36.300，36.331）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

28、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的发送无线网基本信令流程无线网基本信令流程寻呼寻呼-35-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P

29、CH寻呼的读取寻呼的读取无线网基本信令流程无线网基本信令流程寻呼寻呼-36-RRC协议介绍协议介绍控制面协议RRC协议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SRBSRB类别类别 承载逻辑信道承载逻辑信道承载消息类别承载消息类别承载消息内容承载消息内容SRB0CCCHRRC消息RRC连接请求，RRC连接建立，RRC连接拒绝，RRC连接重建立请求，RRC连接重建立，RRC连接重建立拒绝SRB1DCCHRRC消息部分NAS消息RRC连接建立完成，RRC连接重建立完成，RRC连接重配置，RRC连

30、接重配置完成，RRC连接释放等SRB2DCCHNAS消息上下行直传消息无线网基本信令流程无线网基本信令流程RRC连接建立、重配连接建立、重配重建、释放重建、释放-37-RRC连接建立过程触发原因：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

31、上发送，携带上行方向NAS消息，如Attach Request、TAU Request、Service Request、Detach Request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，建立成功连接，建立成功RRC连接，网络侧拒绝连接，网络侧拒绝无线网基本信令流程无线网基本信令流程RRC连接建立连接建立RRC连接建立连接建立-38-RRC连接重建立过程触发原因：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R

32、RC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连接重建成功连接重建成功RRC连接重建失败连接重建失败

33、RRC连接重建连接重建无线网基本信令流程无线网基本信令流程RRC连接重建连接重建-39-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

34、配置成功连接重配置成功RRC连接重配置异常连接重配置异常RRC连接重配连接重配无线网基本信令流程无线网基本信令流程RRC连接重配连接重配-40-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连接释放连接释放RRC连接释放连接释放无线网基本信令流程无线网基本信令流程RRC连

35、接释放连接释放-41-RRC过程场景总结RRC连接建立RRC连接重建RRC重配置RRC释放场景初始接入Attach时发起；UE从IDLE态至连接态时发起： 发起呼叫； 响应寻呼； Attach Request； TAU Request； Detach Request RRC连接出现异常时发起： 切换失败； 无线链路失败； 底层完整性保护失败； RRC重配置失败；当需要对SRB和DRB进行管理时发起： E-RAB的建立、修改、删除； 请求UE激活SRB2；测量控制下发时发起；切换执行时发起； 希望解除与UE的RRC连接，使UE返回IDLE态时；RRC过程总结过程总结无线网基本信令流程无线网基本信

36、令流程RRC连接建立、重配连接建立、重配重建、释放重建、释放-42-测量概述测量概述测量（36.331）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（measurement configuration）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CDMA2000 HRPD

37、或CDMA2000 1xRTT的系统间测量无线网基本信令流程无线网基本信令流程测量测量-43-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SIB3：小区重选信息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 测量配置下发测量配置下发无线网基本信令流程无线网基本信令流程测量测量-44-测量报告上报IDLE态下，UE不上

38、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A1A5，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A1A5，B1，B2上报次数为多次上报间隔配置有效测测 量量 事事 件件LTE系统内的同频/异频测量事件异技术测量事件Event A1：服务小区测量值（RSRP或RSRQ）大于门限值Event A2：服务小区测量值（RSRP或RSRQ）小于门限值Event A3：

39、邻小区测量值优于服务小区测量值一定门限值Event A4：邻小区测量值大于门限值Event A5：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2Event B1：异技术邻小区信道质量大于门限Event B2：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测量上报测量上报无线网基本信令流程无线网基本信令流程测量测量-45-LTELTE信令流程介绍信令流程介绍无线网无线网信令流程信令流程端到端端到端信令流程信令流程移动性管理流程移动性管理流程1、Attach/Detach流程2、Service Request过程3、专用承载建立/修改/释放流程-46-Attach和De

40、tach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与与Detach过程过程端到端业务建立端到端业务建立/ /释放相关流程释放相关流程Attach流程流程-47-UE开机Attach过程端到端业务建立端到端业务建立/

41、/释放相关流程释放相关流程Attach流程流程Attach信令流程信令流程E-UTRAN部分部分在无线网部分，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-48-Attach过程说明1. 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；2. eNB检测到MSG1消息后，向UE发送随机接入响应消息，即MSG2消息；3. 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；4. eNB向UE发送RRCC

42、onnectionSetup消息，包含建立SRB1承载信息和无线资源配置信息；5. UE完成SRB1承载和无线资源配置，向eNB发送RRCConnectionSetupComplete消息，包含NAS层Attach request信息；6. eNB选择MME，向MME发送INITIAL UE MESSAGE消息，包含NAS层Attach request消息；7. MME向eNB发送INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST消息，请求建立默认承载，包含NAS层Attach Accept、Activate default EPS bearer context request消息；8

43、. eNB接收到INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST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；9. UE向eNB发送UECapabilityInformation消息，报告UE能力信息；10.eNB向MME发送UE CAPABILITY INFO INDICATION消息，更新MME的UE能力信息；11.eNB根据INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST消息中UE支持的安全信息，向UE发送 SecurityModeCommand消息，进行安全激活；12.UE向eNB发送SecurityMod

44、eComplete消息，表示安全激活完成；13.eNB根据INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST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；14.UE向eNB发送RRCConnectionReconfigurationComplete消息，表示资源配置完成；15.eNB向MME发送INITIAL CONTEXT SETUP RESPONSE响应消息，表明UE上下文建立完成；16.UE向eNB发送ULInformationTransfe

45、r消息，包含NAS层Attach Complete、Activate default EPS bearer context accept消息；17.eNB向MME发送上行直传UPLINK NAS TRANSPORT消息，包含NAS层Attach Complete、Activate default EPS bearer context accept消息。Attach流程说明流程说明端到端业务建立端到端业务建立/ /释放相关流程释放相关流程Attach流程流程-49-完整的ATTACH过程端到端业务建立端到端业务建立/ /释放相关流程释放相关流程Attach流程流程核心网进行用户身份验证、荐权和该

46、用户上次关机遗留承载的删除-50-完整的ATTACH过程（续）端到端业务建立端到端业务建立/ /释放相关流程释放相关流程Attach流程流程核心网建立默认承载，打通上行数据通道打通下行数据通道，修改承载-51-Connected UE initiated DetachDetach信令流程信令流程连接态连接态UE发起发起端到端业务建立端到端业务建立/ /释放相关流程释放相关流程Detach流程流程-52-Connected UE initiated Detach说明1. 处在RRC_CONNECTED态的UE进行Detach过程，向eNB发送UL NAS Transfer消息，包含NAS层Det

47、ach request信息；2. eNB向MME发送上行直传UPLINK NAS TRANSPORT消息，包含NAS层Detach request信息；3. MME向Serving-GW发送Delete Session Request，以删除EPS承载；4. Serving-GW向MME发送Delete Session Response，以确认EPS承载删除；5. MME向基站发送下行直传DOWNLINK NAS TRANSPORT消息，包含NAS层Detach accept消息；6. eNB向UE发送DLInformationTransfer消息，包含NAS层Detach accept消息；

48、7. MME向eNB发送UE CONTEXT RELEASE COMMAND消息，请求eNB释放UE上下文信息；8. eNB接收到UE CONTEXT RELEASE COMMAND消息，向UE发送RRCConnectionRelease消息，释放RRC连接；9. eNB释放UE上下文信息，向MME发送UE CONTEXT RELEASE COMPLETE消息进行响应。连接态连接态UE发起发起Detach流程说明流程说明端到端业务建立端到端业务建立/ /释放相关流程释放相关流程Detach流程流程-53-MME-initiated DetachMME发起的Detach过程与UE发起的类似，只是

49、Detach Request由MME发起Detach信令流程信令流程连接态连接态MME发起发起端到端业务建立端到端业务建立/ /释放相关流程释放相关流程Detach流程流程-54-HSS-initiated Detach端到端业务建立端到端业务建立/ /释放相关流程释放相关流程Detach流程流程-55-Service Request 概述概述Service Request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ECM IDLE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service request时，需先发起随机接入过程Serv

50、ice Request由RRC Connection Setup Comlete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service request过程UE发起service request相当于主叫过程下行数据达到发起的service request相当于被叫接入端到端业务建立端到端业务建立/ /释放相关流程释放相关流程 Service Request过程过程-56-UE triggered Service Request 主叫、被叫均需发起该过程端到端业务建立端到端业务建立/ /释放相关流程释放相关流程 Service Request过程过程这个

51、流程很面熟-57-Network Triggered Service Request 被叫业务，网络通过Paging引发UE发起该过程端到端业务建立端到端业务建立/ /释放相关流程释放相关流程 Service Request过程过程-58-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-RAB ID,QoS,S-GW TEIDeNB接收建立请求消息后，建立数据无线承载eNB返回E-RA

52、B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UE RRC CONNECTED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建立概述建立概述端到端业务建立端到端业务建立/ /释放相关流程释放相关流程专用承载建立流程专用承载建立流程-59-PDN GW发起的E-RAB建立流程端到端业务建立端到端业务建立/ /释放相关流程释放相关流程专用承载建立流程专用承载建立流程-6

53、0-E-RAB修改过程E-RAB修改概述修改概述 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

54、不修改Qos两种类型端到端业务建立端到端业务建立/ /释放相关流程释放相关流程专用承载专用承载修改流程修改流程-61-PDN GW发起E-RAB修改流程（修改QoS）修改E-RAB的Qos端到端业务建立端到端业务建立/ /释放相关流程释放相关流程专用承载专用承载修改流程修改流程-62-PDN GW发起E-RAB修改流程（不修改QoS）不修改E-RAB的Qos端到端业务建立端到端业务建立/ /释放相关流程释放相关流程专用承载专用承载修改流程修改流程-63-E-RAB释放概述释放概述E-RAB释放过程PDN GW和MME均可发起对E-RAB的释放流程对于PDN GW发起的承载释放，可释放专用承载或

55、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）端到端业务建立端到端业务建立/ /释放相关流程释放相关流程专用承载专用承载释放流程释放流程-64-PDN GW发起的承载释放流程当释放默认承载时，为detach过程端到端业务建立端到端

56、业务建立/ /释放相关流程释放相关流程专用承载专用承载释放流程释放流程-65-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连接下的默认承载端到端业务建立端到端业务建立/ /释放相关流程释放相关流程专用承载专用承载释放流程释放流程-66-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发起端到端业务建立端到端业务建立/ /释放相关流程释放相关流程专用承载专用承载释放流程释放流程-67-LTELTE信令流程介绍信令流程介绍无线网无线网信令流程信令流程端到端端到端信令流程信令流程移动性管理流程移动性管理流程1、TAU流程3、小

57、区重选流程2、切换流程4、自动邻区关系添加流程-68-TAU概述TA和和TAITAU的定义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(Tracking Area Update,TAU)移动性管理移动性管理TAU-69-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(Tracking Area, 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(Tracking Area Code, TAC)标识，一个TA可包

58、含一个或多个小区，TAC在这在这些小区的些小区的SIB1中广播中广播 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和和TAI的定义的定义TA和和TAI UE在附着时，MME会为UE分配一组TA list（长度长度116）并发送给UE保存，当需要寻呼UE时，网络会在TA list所包含的小区内向UE发送寻呼消息。TAI LIST的定义的定义通过合理规划通过合理规划TA，设置合适，设置合适TAI LIST的长度和内容，通过不断调整可的长度和内容，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以实现寻呼和位置

59、更新的一个相对平衡，进而获得较优的网络性能TAI LIST长度为898字节，分为三种类型，最多可包含16个TAIsUE附着时，MME通过通过ATTACH ACCEPT或或TAU ACCEPT消息为消息为UE分配一组分配一组TAI(TAI list) 当需要寻呼UE时，网络在TAI list所包含的所有小区内向UE发送寻呼UE收到TAI LIST后保存在本地，移动过程中只要进入的新TA的TAI包含在TA LIST中，UE都无需发起TAU过程87654321Tracking area identity list IEILength of tracking area identity list co

60、ntentsPartial tracking area identity list 1Partial tracking area identity list 2Partial tracking area identity list pTAI LIST TAI LIST类型表移动性管理移动性管理TAU-70-TAU概述TA和和TAITAU分类分类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TAI LIST联合TAU更新TAI LIST + LAUTAU的应用场景的应用场景 当前TA不在UE的TAI list里 周期性TAU表明UE Alive；网络配置， IDLE或连接态均强