LTE网络信令的流程

LTE网络信令的流程LTE系统简述

EPS系统架构

2LTE系统简述

接口介绍及接口信令

Uu接口：是终端和接入网（EUTRAN）之间的接口。主要用来建立、重配置和释放各种无线承载业务。常见的Uu接口信令：RRCConnectionRequestRRCConnectionSetupRRCConnectionSetupCompleteRRCConnectionReconfigurationRRCConnectionReconfigurationCompleteMasterInformationBlockSystemInformationBlockType1DLInformationTransfer…………….ULInformationTransfer3LTE系统简介

RRC信令的简化

RadioBearerSetup（无线承载建立）RadioBearerRelease（无线承载释放）RadioBearerReconfiguration（无线承载重配置）TransportChannelReconfiguration（传输信道重配置）TransportFormatCombinationControl（传输格式组合控制）PhysicalChannelReconfiguration（物理信道重配置）MeasurementControl（测量控制）RRCConnectionReconfiguration（RRC连接重配置）4LTE系统简述

接口介绍及接口信令

常见的Uu接口NAS消息：AttachrequestAttachacceptAttachcompleteDetachrequestDetachacceptActivatedefaultEPSbearercontextrequestActivatedefaultEPSbearercontextacceptAuthenticationResponse…………AuthenticationRequest5LTE系统简述

接口介绍及接口信令

S1-MME接口：是eNodeB与MME之间的控制平面接口，用于控制UE和网络间的E-RAB和连接以及NAS消息的透明传送该接口采用S1AP协议，S1AP提供的E-UTRAN和EPC间的信令业务。常见的S1-MME接口信令：InitialUEMessageInitialContextSetupRequestInitialContextSetupResponseUEContextReleaseCommandUEContextReleaseComplete………..DownlinkNASTransportUplinkNASTransport6LTE系统简述

接口介绍及接口信令

S1-U接口：是eNodeB与S-GW间用户平面的接口，提供eNodeB和S-GW间的用户平面PDU通过隧道进行无保证的传送。常见的S1-U接口信令：Echo(ping)requestEcho(ping)replyFTPData:1420bytes……………7LTE系统简述

接口介绍及接口信令

S11接口：是MME和S-GW之间的接口，用于支持移动性和承载管理。包括承载的建立、修改或释放；或者用于修改用户承载的QoS参数；或者在发生InterRAT切换的时候，用于转变数据的转发方式，删除或者建立间接转发方式常见的S11接口信令：CreateSessionRequestCreateSessionResponseUpdateBearerRequestUpdateBearerResponseCreateBearerRequestCreateBearerResponse……………8LTE系统简述

接口介绍及接口信令

S5接口：是S-GW和P-GW之间的接口，提供S-GW和P-GW间的用户面隧道和隧道管理功能，主要包括承载的建立、修改或释放常见的S5接口信令：CreateSessionRequestCreateSessionResponseDeleteSessionRequestDeleteSessionResponseCreateBearerRequestCreateBearerResponse……………9LTE系统简述

接口介绍及接口信令

S4接口：是MME和SGSN之间的接口，用于2G/3G无线系统接入EPS网络的时候，在SGSN和S-GW间提供控制和移动性功能。常见的S4接口信令：ForwardRelocationRequestForwardRelocationResponseForwardRelocationCompleteForwardRelocationCompleteAck……………10第一节LTE系统简述第四节LTE基本信令流程第三节LTE系统消息介绍第二节LTE系统状态模型第五节LTE切换信令流程附录典型流程介绍及案例11LTE系统状态模型

EMM状态模型

EPS移动性管理（EMM）状态模型描述的是UE在网络中的注册状态，表明UE是否已经在网络中注册。EMM-DEREGISTEREDEMM-REGISTEREDEMM状态模型有两种状态：12LTE系统状态模型

EMM状态模型

UE的EMM状态转化EMM-REGISTEREDEMM-DEREGISTERED附着接受注销附着拒绝TA更新拒绝所有承载已删除切换到非3GPP系统13LTE系统状态模型

EMM状态模型

MME的EMM状态转化EMM-REGISTEREDEMM-DEREGISTERED附着接受注销附着拒绝TA更新拒绝所有承载已删除UE从其他系统重选到EUTRAN的TA更新成功14LTE系统状态模型

ECM状态模型

EPS连接管理状态（ECM）描述的是UE和EPC间的信令连接性。ECM-IDLEECM-CONNECTEDECM状态模型有两种状态：15LTE系统状态模型

ECM状态模型

UE的ECM状态转化ECM-CONNECTEDECM-IDLERRC连接建立RRC连接释放16LTE系统状态模型

ECM状态模型

MME的ECM状态转化ECM-CONNECTEDECM-IDLES1连接建立S1连接释放17第一节LTE系统简述第四节LTE基本信令流程第三节LTE系统消息介绍第二节LTE系统状态模型第五节LTE切换信令流程附录典型流程介绍及案例18LTE系统消息介绍

系统消息类型

在LTE中系统信息广播消息分为3种类型：由众多IE组成。包含一定数量的最基本且被传输次数最多的信息。如BCH上传输的信息由众多IE组成。包含评估一个UE是否被允许接入到一个小区相关的信息，并定义了其他SI的调度相关信息主信息块（MIB）：系统信息块（SIB1）：系统信息（SI）：由众多IE组成。用于传送一个或多个SIB信元（SIB2~SIB12）。19LTE系统消息介绍

系统消息类型

IE名称IE信息内容MIB包含了BCH上传输的信息SIB1SIB1包括评估一个UE是否允许接入到一个小区相关消息，并定义了其他系统信息调度相关的信息SIB2IESIB2包含公共的共享信道的信息SIB3IESIB3包含小区重选信息，主要是和服务小区相关的信息SIB4IESIB4包含小区重选时服务频率和同频相邻小区相关的信息。包括一个频率上公共的重选参数和小区特定的重选参数SIB5IESIB5包含小区重选时其他E-UTRA频率和频间相邻小区的信息。包括一个频率上公共的重选参数和小区特定的重选参数SIB6IESIB6包含小区重选时UTRA频率和UTRA相邻下去相关的信息。包括一个频率上公共的重选参数和小区特定的重选参数SIB7IESIB7包含小区重选时GERAN频率相关的信息。包括一个频率上公共的重选参数和小区特定的重选参数SIB8IESIB8包含小区重选时CDMA2000频率和CDMA2000相邻的小区相关的信息。包括一个频率上公共的重选参数和小区特定的重选参数SIB9HomeeNodeB标示SIB10ETWS主要通知信息（地震、海啸告警系统的通知）SIB11ETWS次要通知信息（地震、海啸告警系统的通知）SIB12CMAS的告警通知消息（商用UE告警服务）20LTE系统消息介绍

系统消息调度

系统广播消息的协议层次映射：BCCHBCHDL-SCHPBCHPDSCHMIB消息SIB/SI消息逻辑信道传输信道物理信道21LTE系统消息介绍

系统消息调度

调度方式：固定调度调度周期：40ms，每10秒重传相同内容第一次传输位置：SFNmod4=0、#0主信息块（MIB）：系统信息块（SIB1）：系统信息（SI）：动态调度调度方式：固定调度调度周期：80ms，每20秒重传相同内容第一次传输位置：SFNmod4=0、#022LTE系统消息介绍

系统消息流程-空闲

UEeNodeB23LTE系统消息介绍

系统消息流程-连接态

UEeNodeB24第一节LTE系统简述第四节LTE基本信令流程第三节LTE系统消息介绍第二节LTE系统状态模型第五节LTE切换信令流程附录典型流程介绍及案例25LTE基本信令流程

随机接入

随机接入实现基本功能取得与eNodeB间的上行同步申请上行资源

随机接入分类竞争随机接入非竞争随机接入LTE基本信令流程

随机接入

随机接入应用场景从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接收下行数据在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，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）竞争随机接入非竞争随机接入LTE基本信令流程

竞争随机接入

Msg1：发送Preamble码UEeNodeB1324Msg1承载于PRACH上，该消息包含本次随机接入使用的PRACH信道资源和Preamble码。用户非竞争随机接入的Preamble码由eNodeB自行预留，并不包含在系统消息通知的Preamble中eNodeB可以选择64个Preamble码中的部分或全部用于竞争接入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Msg2：随机接入响应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-RNTILTE基本信令流程

竞争随机接入

Msg3：第一次传输调度UEeNodeB1324UE在接收Msg2后，在其分配的上行资源上传输Msg3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-RNTI

Msg4：竞争解决LTE基本信令流程

非竞争随机接入

Msg1：发送Preamble码UEeNodeB12UE在eNodeB指定的PRACH信道资源上用指定的Preamble码发起随机接入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Msg2：随机接入响应0Msg0：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创建MME到S-GW，及S-GW到P-GW，和P-GW到外网的会话UE身份识别、鉴权和安全模式确认。由于目前外场或实验室此过程均关闭，码流中一般无此信令随机接入过程，完成UE到eNodeB的RRC连接建立过程，并请求初始化UE上下文LTE基本信令流程

附着流程

UEeNodeBMMES-GWP-GWPCRF31LTE基本信令流程

附着流程

UEeNodeBMMES-GWP-GWPCRFUE初始化上下文，完成UE能力查询和安全模式激活，如果初始化请求中携带了UE能力，则不进行查询完成上下文建立。重配SRB1和无线资源配置，建立SRB2及默认承载，完成附着请求32LTE基本信令流程

去附着流程-连接态非关机

UEeNodeBMMES-GWP-GWPCRF33LTE基本信令流程

去附着流程-空闲态非关机

UEeNodeBMME34LTE基本信令流程关机去附着流程

UEeNodeBMME连接态直接关机则无RRC建立过程35如果TAUaccept分配了一个新的GUTI，则UE需要回复TAUcomplete，否则不用回复没有设置"active"标识，则TAU完成后释放NAS信令连接LTE基本信令流程

空闲TAU流程-完成后直接释放

UEeNodeBMMEUEeNodeBMME36TAUaccept未分配新的GUTI，则UE不需要回复TAUcomplete，设置有“active”标识，则TAU完成后直接数据传输LTE基本信令流程

空闲TAU流程-完成后数据传输

UEeNodeBMMEUEeNodeBMME上下行数据传输37LTE基本信令流程连接态TAU流程

UEeNodeBMME38LTE基本信令流程

ServiceRequest流程

UEeNodeBMMES-GWP-GWPCRF39LTE基本信令流程

ServiceRequest流程

UEeNodeBMMES-GWP-GWPCRF数据传输40LTE基本信令流程

寻呼-空闲态

UEeNodeBMME41如果默认承载的QoS无法满足产生本次寻呼请求的业务，则LTE基本信令流程

寻呼-连接态

UEeNodeBMME数据传输专用承载建立/修改42LTE基本信令流程

专用承载建立-UE触发

UEeNodeBMMES-GWP-GWPCRF43LTE基本信令流程

专用承载建立-UE触发

UEeNodeBMMES-GWP-GWPCRF数据传输44LTE基本信令流程

专用承载建立-网络侧发起

UEeNodeBMMES-GWP-GWPCRF数据传输45LTE基本信令流程

专用承载修改-QoS改变

UEeNodeBMMES-GWP-GWPCRF46LTE基本信令流程

专用承载修改-QoS改变

UEeNodeBMMES-GWP-GWPCRF数据传输47LTE基本信令流程

专用承载修改-QoS不改变

UEeNodeBMMES-GWP-GWPCRF数据传输48LTE基本信令流程

专用承载删除-UE触发

UEeNodeBMMES-GWP-GWPCRF49LTE基本信令流程

专用承载删除-UE触发

UEeNodeBMMES-GWP-GWPCRF50LTE基本信令流程

专用承载删除-网络侧发起

UEeNodeBMMES-GWP-GWPCRF51第一节LTE系统简述第四节LTE基本信令流程第三节LTE系统消息介绍第二节LTE系统状态模型第五节LTE切换信令流程附录典型流程介绍及案例52LTE切换信令流程

eNodeB内切换流程

UEeNodeB53LTE切换信令流程

eNodeB间EPC内（X2）

UES-eNodeBT-eNodeBMMES-GW54LTE切换信令流程

eNodeB间EPC内（S1）

UES-eNodeBT-eNodeBMMES-GW55源MME与源S-GW建立数据转发承载目标MME与目标S-GW建立数据转发承载LTE切换信令流程

eNodeB间EPC间

UES-eNodeBT-eNodeBS-MMES-SGWT-MMET-SGWPGW目标MME与目标S-GW建立上行承载切换准备过程56LTE切换信令流程

eNodeB间EPC间

连接态TAU流程UES-eNodeBT-eNodeBS-MMES-SGWT-MMET-SGWPGW切换执行过程57源MME与源S-GW建立数据转发承载目标SGSN与目标S-GW建立数据转发承载LTE切换信令流程

LTE到TD-SCDMA切换

UEeNodeBNodeBMMES-SGWSGSNT-SGWPGWRNC目标SGSN与目标S-GW建立上行承载建立NodeB与RNC的Iub连接切换准备过程58LTE切换信令流程

LTE到TD-SCDMA切换

UEeNodeBNodeBMMES-SGWSGSNT-SGWPGWRNCTD网RAU流程切换执行过程59源MME与源S-GW建立数据转发承载目标MME与目标S-GW建立数据转发承载LTE切换信令流程

TD-SCDMA到LTE切换

UES-NodeBS-RNCS-SGSNS-SGWT-MMET-SGWPGWT-eNodeB目标MME与目标S-GW建立上行承载切换准备过程60LTE切换信令流程

TD-SCDMA到LTE切换

UES-NodeBS-RNCS-SGSNS-SGWT-MMET-SGWPGWT-eNodeBLTE网TAU流程切换执行过程61源MME与源S-GW建立数据转发承载目标SGSN与目标S-GW建立数据转发承载LTE切换信令流程

LTE到GERAN切换

UEeNodeBBTSMMES-SGWSGSNT-SGWPGWBSC目标SGSN与目标S-GW建立上行承载切换准备过程62LTE切换信令流程

LTE到GERAN切换

UEeNodeBNodeBMMES-SGWSGSNT-SGWPGWRNCRAU流程切换执行过程63LTE切换信令流程

LTE到GSM（CSFB-MO-Idle）

UEeNodeBMMEPGWBSCBTSMSCSGWGSM语音业务建立流程GSM小区驻留过程，目标小区信息在上面的rrc释放消息携带64LTE切换信令流程

LTE到GSM（CSFB-MO-Active）

UEeNodeBMMEPGWBSCBTSMSCSGWGSM语音业务建立流程GSM小区驻留过程，目标小区信息在上面的rrc释放消息携带65LTE切换信令流程

LTE到GSM（CSFB-MT-Idle）

UEeNodeBMMEPGWBSCBTSMSCSGWGSM语音业务建立流程GSM小区驻留过程，目标小区信息在上面的rrc释放消息携带66LTE切换信令流程

LTE到GSM（CSFB-MT-Active）

UEeNodeBMMEPGWBSCBTSMSCSGWGSM语音业务建立流程GSM小区