TD-LTE协议与信令课件

TD-LTE协议与信令DTM.PX3.016.102_v5.0.0TD-LTE协议与信令DTM.PX3.016.102_v5.0.0移动通信设备有限公司客服中心培训中心课程目标了解TD-LTE系统协议栈架构熟悉TD-LTE系统关键高层信令流程熟悉TD-LTE系统端到端信令流程参考书目TD-LTE技术原理与系统设计LTE-UMTS长期演进理论与实践3GPPTS36.300V9.1.03GPPTS36.304V9.b.03GPPTS36.321V9.6.03GPPTS36.322V9.3.03GPPTS36.323V9.0.03GPPTS36.331V9.d.0

3GPPTS36.413V9.8.03GPPTS36.423V9.6.03GPPTS23.401V9.e.0TD-LTE高层信令过程1. 概述2. 接口协议栈3. 系统消息TD-LTE高层信令过程1. 概述2. 接口协议栈3. 系统消息4. 随机接入和RRC连接5. 端到端业务建立/释放流程6. 移动性管理1概述1.11概述1.1TD-LTE网络架构ServiceLayer HSS PCRF IMSEPC 核心网IP化MME SGW/PGW S1 EUTRAN x2eNodeB eNodeB eNodeB x2 x2UueNodeBUE网元功能接入控制会话管理网元选择信息存储

1概述1.1TD-LTE网络架构移动性管理接入限制

策略控制计费策略控制Gx会话H-PCRFV-PCRFQoS管理路由选择和数据转发

IP地址分配会话管理PCRF选择 Qos控制信息存储 费策略和计费执行路由数据选择和转发网元功能

1概述TD-LTE网络架构版权所有控制面协议栈

1概述接口协议栈relayrelayNASRRCRRCPDCPSCTPSCTPPDCPRLCRLCIPIPMACMACPhysicalLayerPhysicalLayerL1L1S1-MMEUE eNodeB MMEL2L2NAS版权所有业务面协议栈

概述接口协议栈IPIPrelayrelayPDCPGTP-UGTP-URLCDP/IPMACMACL2L1L1L1S1-UL1S5/S8L2UDP/IPRLCL1L2UUDP/IPGTP-UPDCPApplicationIPGTP-UUDP/IPIPGTP-UUDP/IPL2L1

GW

PDNGW版权所有1概述LTE中的业务承载LTE中的业务承载E-RAB承载在UE和EPC之间传送EPS承载的数据包，其与EPS承载一一映射；UE和eNB之间传送EPS承载的数据包，其与EPS承载/E-RAB一一映射；S1承载在传输eNodeB和SGW之间传送EPS承载的数据包；S5/S8承载在传输SGW和PGW之间传送EPS承载的数据包。版权所有1概述LTE中的UE标识LTE中的UE常用标识用户标识名称作用IMSIInternationalMobileSubscriberIdentity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IMEIInternationalMobileEquipmentIdentityUE设备，用15个数字表示IMEISVIMEIandSoftwareVersionNumber16个数字表示S-TMSISAETemporaryMobileStationIdentifierSAE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IMSIGUTIGloballyUniqueTemporaryIdentifier全球唯一临时标识，在网络中唯一标识UE，可以有效保护IMSI、IMEI等用户私有参数的安全性。第一次Attach时UE携带IMSI，MME将IMSI和GUTI进行一一对应，并通过AttachAccept带给UE，之后就一直使用GUTIS-TMSI信息是GUTI的一部分版权所有TD-LTE高层信令过程1. 概述2. 接口协议栈3. 系统消息TD-LTE高层信令过程1. 概述2. 接口协议栈3. 系统消息4. 随机接入和RRC连接5. 端到端业务建立/释放流程6. 移动性管理Uu接口协议栈

接口协议栈2.1Uu接口协议栈版权所有物理层（PHY）

2接口协议栈传输信道的纠错编码/译码HARQ软合并编码的传输信道向物理信道映射物理信道功率加权传输信道的错误检测，并向高层提供指示2.1Uu接口协议栈传输信道的纠错编码/译码HARQ软合并编码的传输信道向物理信道映射物理信道功率加权传输信道的错误检测，并向高层提供指示版权所有物理层（PHY）

接口协议栈2.1Uu接口协议栈物理信道调制与解调物理信道调制与解调频率与时间同步无线特征测量，并向高层提供指示MIMO天线处理频率与时间同步无线特征测量，并向高层提供指示MIMO天线处理射频处理（射频相关规范）版权所有2接口协议栈Uu接口协议栈下行上行传输信道-物理信道映射下行上行传输信道到版权所有传输信道到2接口协议栈2.1Uu接口协议栈媒体接入层（MAC）逻辑信道到传输信道的映射MACSDUs到TB的复用TB到MACSDUs的解复用报告调度信息基于HARQ的纠错基于动态调度的UEs间优先级处理逻辑信道到传输信道的映射MACSDUs到TB的复用TB到MACSDUs的解复用报告调度信息基于HARQ的纠错基于动态调度的UEs间优先级处理同一UE不同逻辑信道间的优先级处理传输格式选择版权所有HARQ复用or解复用随机接入控制MAC层控制HARQ复用or解复用随机接入控制MAC层控制2接口协议栈2.1Uu接口协议栈PCCH MCCHMTCHPCCH MCCHMTCHBCCHUpperlayersCCCHDCCH DTCHMAC-control(De-)MultiplexingControlRandomAccessControlPCHMCHBCHDL-SCHUL-SCHLowerlayerRACHHARQDeMultiplexingLogicalChannelPrioritization(ULonly)逻辑信道优先级处理解复用HARQ解复用HARQ实体版权所有2接口协议栈2.1Uu接口协议栈媒体接入层（MAC）R:保留头指示MACMACPDU(除随机接入响应RAR)控制单元冲突解决标识CRI不连续接收命令DRXCmdPadding&Etc.PHR)C-RNTIPadding&Etc.

T：RAPID指示随机接入延迟RAPID：随机接入前导码标识

版权所有(RAR)MAC版权所有逻辑信道到上行逻辑信道到上行2接口协议栈2.1Uu接口协议栈下行逻辑信道-传输信道映射下行版权所有2接口协议栈2.1Uu接口协议栈无线链路控制层（RLC）基于ARQ的纠错(AMdata)级联、分段和重装RLCSDUs(UM&AMdata)基于ARQ的纠错(AMdata)级联、分段和重装RLCSDUs(UM&AMdata)重分段RLC数据PDUs(AMdata)按序重排RLC数据PDUs(UM&AMdata)重复检测(UM&AMdata)RLCSDU丢弃（UM&AMdata）RLC重建立协议错误检测（AMdata）版权所有2接口协议栈2.1Uu接口协议栈无线链路控制层（RLC）透明模式实体 非确认模式实体 确认模式实体透明模式实体非确认模式实体确认模式实体版权所有2接口协议栈2.1Uu接口协议栈无线链路控制层（RLC）透明模式实体发端不分段或级联SDU透明模式实体发端不分段或级联SDU不封装RLC协议头收端PDU给高层非确认模式实体发端（或）级联SDU封装RLC协议头收端PDU按序重排PDU丢失监测SDU重组及按序递交SDU重组失败PDU丢弃确认模式实体发端（与收端共实体）SDU封装RLC协议头收端（与发端共实体）PDU按序重排PDU丢失监测及重传SDU重组及按序递交版权所有2接口协议栈2.1Uu接口协议栈无线链路控制层（RLC）透明模式实体透明模式实体BCCH/PCCHDL/ULCCCH版权所有2接口协议栈2.1Uu接口协议栈无线链路控制层（RLC）非确认模式实体非确认模式实体DL/ULDTCHMCCH/MTCH版权所有2接口协议栈2.1Uu接口协议栈版权所有无线链路控制层（版权所有确认模式实体确认模式实体DL/ULDCCHDL/ULDTCH2接口协议栈2.1Uu接口协议栈分组数据汇聚协议（PDCP）用户面IP数据流头压缩和解压缩按序递交数据重复数据删除加密和解密基于定时器的丢弃控制面数据完整性保护和完整性认证用户面IP数据流头压缩和解压缩按序递交数据重复数据删除加密和解密基于定时器的丢弃控制面数据完整性保护和完整性认证版权所有2接口协议栈2.1Uu接口协议栈分组数据汇聚协议（PDCP） 版权所有2接口协议栈2.1Uu接口协议栈无线资源控制层（RRC）系统消息广播RRC连接控制（包括寻呼）异系统移动性（Inter-RAT）测量配置和报告一般性协议错误处理支持自组织和自由化系统消息广播RRC连接控制（包括寻呼）异系统移动性（Inter-RAT）测量配置和报告一般性协议错误处理支持自组织和自由化版权所有2接口协议栈2.1Uu接口协议栈无线资源控制层（RRC）CELL_DCHCELL_FACH

Handover

E-UTRARRC_CONNECTED

Handover

GSM_ConnectedGPRSPacketCELL_PCHURA_PCH

Reselection

Connection

CCOwithNACC

CCO,Reselection

ConnectionConnectionestablishment/releaseUTRA_Idle

Reselection

establishment/releaseE-UTRARRC_IDLE

Reselection

establishment/releaseGSM_Idle/GPRSPacket_Idle版权所有2接口协议栈2.1Uu接口协议栈无线资源控制层（RRC）RRC_IDLE可配置不连续接收RRC_IDLE可配置不连续接收控制的移动性寻呼信道监听获取系统消息RRC_Connected点对点数据传输UE底层可配置不连续接收（或）SIB1监听提供信道质量和反馈信息进行邻区测量和测量报告获取系统信息版权所有2接口协议栈2.1Uu接口协议栈无线承载RB(RadioBearer)信令无线承载信令无线承载信令承载为SRB，分为三类：RRC层信令，映射到CCCHSRB1：承载RRC层信令，也可承载NAS层信令，映射到DCCHSRB2：承载NAS层信令，映射到DCCHRRC连接未建立时，由SRB0承载RRC层信令SRB2未建立(RRC连接建立且安全模式未激活)时，由SRB1承载NAS层信令数据无线承载数据无线承载数据无线承载为DRB或TRB通过eNB分配的DTCH->DL-SCH/UL-SCH->PDSCH/PUSCH承载版权所有数据封装流程

2接口协议栈Uu接口协议栈版权所有S1接口协议栈

2接口协议栈S1接口协议栈S1接口信令承载S1接口信令承载和MME之间，

版权所有2接口协议栈S1接口协议栈S1接口应用协议（S1-AP）E-RAB承载管理上下文管理LTE-ACTIVE状态下移动性管理寻呼功能S1接口管理NAS层信令传输E-RAB承载管理上下文管理LTE-ACTIVE状态下移动性管理寻呼功能S1接口管理NAS层信令传输版权所有X2接口协议栈

2接口协议栈X2接口协议栈版权所有2接口协议栈2.3X2接口协议栈X2接口应用协议（X2-AP）移动性管理负荷管理X2接口管理节能管理移动性管理负荷管理X2接口管理节能管理版权所有TD-LTE高层信令过程1. 概述2. 接口协议栈3. 系统消息TD-LTE高层信令过程1. 概述2. 接口协议栈3. 系统消息4. 随机接入和RRC连接5. 端到端业务建立/释放流程6. 移动性管理系统消息的组成

3系统消息系统消息的组成主信息块（主信息块（MIB）BCCH->BCH->PBCH；位于系统带宽中央的72个子载波；调度周期为40ms，在40ms内重复传输4次；首次在SFNmod4=0的无线帧的子帧0传输；副本在其它无线帧的子帧0传输。系统信息块（SIBs）BCCH->DL-SCH->PDSCH；SIB1调度周期为80ms，在80ms内重复传输4次；首次在SFNmod8=0的无线帧的子帧5传输；副本在其它SFNmod2=0无线帧的子帧5传输；SIBs调度周期可变，调度信息由SIB1携带。版权所有系统消息的内容

3系统消息系统消息的内容版权所有系统消息获取

3系统消息系统消息获取和更新UE在RRC_IDLE和RRC_Connected状态均进行系统消息获取，该过程应用于：进入到E-UTRAN时；

切换完成时；重新回到服务区时；接收到ETWS或CMASCDMA20003h)时。版权所有系统消息获取

3系统消息系统消息获取和更新RRC_IDLE状态MasterRRC_IDLE状态MasterInformationBlockSystemInformationBlockType1SystemInformationBlockType2依赖于对相关RAT的支持，可能获取：SystemInformationBlockType3SystemInformationBlockType4SystemInformationBlockType5SystemInformationBlockType6SystemInformationBlockType7SystemInformationBlockType8RRC_Connected状态MasterInformationBlockSystemInformationBlockType1SystemInformationBlockType2SystemInformationBlockType8版权所有寻呼寻呼OrSIB1Old系统消息更新边界NewChangenotificationUpdatedinformation

3系统消息系统消息获取和更新版权所有BCBCCHmodificationperiod(n)BCCHmodificationperiod(n+1)TD-LTE高层信令过程1. 概述2. 接口协议栈3. 系统消息TD-LTE高层信令过程1. 概述2. 接口协议栈3. 系统消息4. 随机接入和RRC连接5. 端到端业务建立/释放流程6. 移动性管理随机接入和RRC连接过程随机接入随机接入分类和应用场景随机接入分类随机接入分类随机接入应用场景非竞争随机接入在RRC-IDLE状态进行初始接入RRC在RRC-CONNECTED状态，上行数据到达随机接入应用场景非竞争随机接入在RRC-IDLE状态进行初始接入RRC在RRC-CONNECTED状态，上行数据到达状态，下行数据到达在RRC-CONNECTED状态，切换竞争随机接入在RRC-CONNECTED状态，定位需要版权所有竞争随机接入非竞争随机接入基于竞争的随机接入

随机接入和RRC连接过程随机接入Msg1：UE在RACH信道上发送随机接入前导码；Msg2：eNB的MAC层产生随机接入响应，并映射到DL-SCH上发送；第一次调度上行传输，映射到UL-SCH上发送；Msg4：eNB的RRC层产生，并映射到DL-SCH上发送。版权所有随机接入和RRC连接过程随机接入基于非竞争的随机接入通过下行专用信令给UE指派随机接入前导码；Msg1：UE在RACH信道上发送指派的随机接入前导码；Msg2；eNB的MAC层产生随机接入响应，并映射到DL-SCH上发送。版权所有RRC连接过程

4随机接入和RRC连接过程RRC连接过程RRC连接建立UE在RRC_IDLE状态发起，成功后进入RRC_Connected状态RRC连接建立RRRRC连接过程RRC连接重建UE在RRC连接异常时发起RRC连接重建RRC重配置失败。RRC连接重配置RRC连接重配置E-RAB建立、修改、删除。RRC连接释放网络在释放RRC连接以及所有无线承载时发起RRC连接释放版权所有RRC连接建立

4随机接入和RRC连接过程4.2RRC连接过程成功流程成功流程RRC连接请求(SRB0UL_CCCH)：UE的初始（NAS）标识和建立原因等，对应于随机接入过程的Msg3；RRC连接建立(SRB0DL_CCCH)：SRB1的完整配置信息，对应随机接入过程的Msg4；RRC连接建立完成(SRB1UL_DCCH)：失败流程RRC层确认消息，同时，可能携带NAS消息。失败流程RRC连接请求(SRB0UL_CCCH)：UE的初始（NAS）标识和建立原因等，对应于随机接入过程的Msg3；RRC连接拒绝(SRB0DL_CCCH)：拒绝为UE建立RRC连接，则回复拒绝消息。版权所有RRC连接重建

4随机接入和RRC连接过程4.2RRC连接过程成功流程成功流程RRC连接重建请求(SRB0UL_CCCH)：，确，确RRC连接建立(SRB0DL_CCCH)：SRB1的完整配置信息，对应随机接入过程的Msg4；RRC连接建立完成(SRB1UL_DCCH)：失败流程RRC层认的功能。失败流程RRC连接请求(SRB0UL_CCCH)：的AS层标识信息及重建立原因，该消息对应随机接入过程的Msg3；RRC连接拒绝(SRB0DL_CCCH)：中没有UE的上下文信息，则拒绝为UE重建RRC连接。版权所有RRC连接重配置

4随机接入和RRC连接过程4.2RRC连接过程成功流程成功流程RRC(SRB1DL_DCCH)：可以同时携带多个功能信息单元；RRC连接重配置完成(SRB1UL_DCCH)：失败流程RRC层确认功能。失败流程RRC(SRB1DL_DCCH)：可以同时携带多个功能信息单元；RRC连接重建请求(SRB0UL_CCCH)：无法执行重配置消息中的内容，回退到收到该消息前的配置，并发起RRC连接重建立过程。版权所有RRC连接重配置

4随机接入和RRC连接过程4.2RRC连接过程RRCConnectionReconfigurationFunctionality描述对应的IEEstablish/Modify/ReleaseRBs建立、修改和释放无线承载radioResourceDedicated&PerformHandover执行切换mobilityControlInfoSetup/Modify/ReleaseMeasurements建立、修改和释放测量measConfigNASDedicatedNAS信息传递dedicatedInfoNASList版权所有RRC连接释放

4随机接入和RRC连接过程4.2RRC连接过程网络释放网络释放RRCSRB1DL_DCCH)：UE的RRC连接时，触发该过程；本地释放UE的小区选择和重选。本地释放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。版权所有TD-LTE高层信令过程1. 概述2. 接口协议栈3. 系统消息TD-LTE高层信令过程1. 概述2. 接口协议栈3. 系统消息4. 随机接入和RRC连接5. 端到端业务建立/释放流程6. 移动性管理5端到端业务建立/释放流程5.1 Attach流程5.2 Service5端到端业务建立/释放流程5.1 Attach流程5.2 ServiceRequest流程5.3 EPS承载建立流程5.4 EPS承载修改流程5.5 EPS承载释放流程5.6 Detach流程Attach流程

端到端业务建立/释放流程5.1Attach流程Attach的主要作用是，完成UE在网络中的注册；版权所有版权所有Attach流程

5端到端业务建立/释放流程Attach流程版权所有5端到端业务建立/释放流程5.1 Attach流程5.2 Service5端到端业务建立/释放流程5.1 Attach流程5.2 ServiceRequest流程5.3 EPS承载建立流程5.4 EPS承载修改流程5.5 EPS承载释放流程5.6 Detach流程5端到端业务建立/释放流程ServiceRequest流程ServiceRequest触发原因在EMM-IDLE状态，UE有上行信令需要传输UE有CDMA2000上行信令需要传输在EMM-IDLE状态，UE或网络有数据需要传输在EMM-IDLE或CONNECTED状态，需要进行CSFB在EMM-IDLE状态，网络有下行信令需要传输网络有CDMA2000下行信令需要传输在EMM-IDLE状态，UE有上行信令需要传输UE有CDMA2000上行信令需要传输在EMM-IDLE状态，UE或网络有数据需要传输在EMM-IDLE或CONNECTED状态，需要进行CSFB在EMM-IDLE状态，网络有下行信令需要传输网络有CDMA2000下行信令需要传输版权所有5端到端业务建立/释放流程5.2ServiceRequest流程UE触发ServiceRequest流程版权所有5端到端业务建立/释放流程5.2ServiceRequest流程UE触发ServiceRequest流程版权所有5端到端业务建立/释放流程5.2ServiceRequest流程网络触发ServiceRequest流程版权所有5端到端业务建立/释放流程5.2ServiceRequest流程网络触发ServiceRequest流程版权所有寻呼

5端到端业务建立/释放流程ServiceRequest流程网络下发寻呼网络下发寻呼TA列表中的区的小区下发寻呼；若UE已上报UE特定DRX周期，网络将根据上报的DRX周期下发寻呼；UE接收寻呼UE接收寻呼UE根据DRX周期在特定时刻监听寻呼；UE将监听到的PCH传输块进行解码：若检测到自己的标识(IMSI/S-TMSI)，则响应寻呼；否则，再次进入DRX状态。版权所有5端到端业务建立/释放流程5.1 Attach流程5.2 Service5端到端业务建立/释放流程5.1 Attach流程5.2 ServiceRequest流程5.3 EPS承载建立流程5.4 EPS承载修改流程5.5 EPS承载释放流程5.6 Detach流程5端到端业务建立/释放流程EPS承载建立流程EPS承载建立流程EPS承载建立仅在RRC_Connected状态进行；UE或MME均可发起EPS承载建立过程；UE发起的承载建立过程，网络可以进行EPS承载建立，或者修改流程。版权所有5端到端业务建立/释放流程5.3EPS承载建立流程UE触发EPS承载建立流程版权所有5端到端业务建立/释放流程EPS承载建立流程网络触发EPS承载建立流程版权所有5端到端业务建立/释放流程5.1 Attach流程5.2 Service5端到端业务建立/释放流程5.1 Attach流程5.2 ServiceRequest流程5.3 EPS承载建立流程5.4 EPS承载修改流程5.5 EPS承载释放流程5.6 Detach流程5端到端业务建立/释放流程EPS承载修改流程EPS承载修改流程EPS承载修改仅在RRC_Connected状态进行；UE或MME均可发起EPS承载修改过程；EPS承载建立、修改，或者释放流程；承载修改过程，包括修改Qos和不修改Qos两种类型。版权所有5端到端业务建立/释放流程5.4EPS承载修改流程UE触发EPS承载修改流程版权所有5端到端业务建立/释放流程5.4EPS承载修改流程网络触发EPS承载修改流程（修改Qos）版权所有5端到端业务建立/释放流程EPS承载修改流程网络触发EPS承载修改流程（不修改Qos）版权所有5端到端业务建立/释放流程5.1 Attach流程5.2 Service5端到端业务建立/释放流程5.1 Attach流程5.2 ServiceRequest流程5.3 EPS承载建立流程5.4 EPS承载修改流程5.5 EPS承载释放流程5.6 Detach流程5端到端业务建立/释放流程EPS承载释放流程UE触发EPS承载释放流程版权所有5端到端业务建立/释放流程5.5EPS承载释放流程P-GW触发EPS承载释放流程版权所有5端到端业务建立/释放流程EPS承载释放流程MME触发EPS承载释放流程版权所有5端到端业务建立/释放流程5.1 Attach流程5.2 Service5端到端业务建立/释放流程5.1 Attach流程5.2 ServiceRequest流程5.3 EPS承载建立流程5.4 EPS承载修改流程5.5 EPS承载释放流程5.6 Detach流程5端到端业务建立/释放流程Detach流程触发Detach流程的常见原因UE仅去激活EPS服务UE断开最后一个PDN连接网络通知UE去激活EPS业务网络断开UE最后一个PDN连接网络通知UE进行重新附着并重建所有PDN连接UE仅去激活EPS服务UE断开最后一个PDN连接网络通知UE去激活EPS业务网络断开UE最后一个PDN连接网络通知UE进行重新附着并重建所有PDN连接版权所有5端到端业务建立/释放流程5.6Detach流程UE触发Detach流程（SwitchOff）版权所有5端到端业务建立/释放流程5.6Detach流程UE触发Detach流程（SwitchOff）版权所有触发Detach流程

端到端业务建立/释放流程Detach流程版权所有5端到端业务建立/释放流程5.6Detach流程MME触发Detach流程版权所有TD-LTE高层信令过程1. 概述2. 接口协议栈3. 系统消息TD-LTE高层信令过程1. 概述2. 接口协议栈3. 系统消息4. 随机接入和RRC连接5. 端到端业务建立/释放流程6. 移动性管理66.移动性管理 6.1. TAU 6.2 切换 6移动性管理6.1TAU触发TAU流程的常见原因UE检测到进入一个不在TAL的新TA周期T