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LTE信令流程 研究院无线所 2010年12月.

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1 LTE信令流程 研究院无线所 2010年12月

2 主要内容 基本概念 无线网基本信令流程 端到端业务建立/释放相关流程 移动性管理 附录 网络架构 协议栈结构 接口功能 无线网系统消息
UE的工作模式与状态 无线承载的分类 UE标识 无线网基本信令流程 随机接入 寻呼 RRC连接建立、重配、重建立、释放 测量 端到端业务建立/释放相关流程 Attach流程 Detach流程 Service Request过程 专用承载建立流程 专用承载修改流程 专用承载释放流程 移动性管理 TAU 切换 小区重选 附录

3 E-UTRAN网络结构 基 本 概 念 网络架构 LTE网络架构 LTE主要3GPP规范见附录

4 网络实体 LTE网络实体 整个TD-LTE系统由3部分组成: EPC分为三部分: 接入网(也称E-UTRAN)由eNodeB构成 网络接口
基 本 概 念 网络架构 LTE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UE NOTE: 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

5 EPC与E-UTRAN功能划分 基 本 概 念 网络架构 EUTRAN EPC

6 EPC与E-UTRAN功能简述 功能概述 eNB功能: MME功能: 服务网关功能: PDN网关功能:
基 本 概 念 网络架构 功能概述 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

7 网元间控制面整体协议栈 基 本 概 念 协议栈结构 控制面协议栈 没有RNC,空中接口的控制平面(RRC)功能由eNB进行管理和控制

8 网元间用户面整体协议栈 用户面协议栈 用户面和控制面协议栈均包含PHY,MAC,RLC和PDCP层,控制面向上还包含RRC层和NAS层
基 本 概 念 协议栈结构 用户面协议栈 用户面和控制面协议栈均包含PHY,MAC,RLC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

9 逻辑信道、传输信道和物理信道映射关系见附录
用户面协议内部的关系 基 本 概 念 协议栈结构 层2协议架构(DL) 层2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

10 Uu口控制面协议栈 与3G的异同 LTE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SRB
基 本 概 念 协议栈结构 与3G的异同 3G中控制平面不存在PDCP协议栈,由RLC层提供无线信令承载SRB RLC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 LTE控制面 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测量上报和控制等功能 仅存在一个MAC实体

11 Uu口用户面协议栈 与3G的异同 LTE用户面 3G中PDCP层仅用于承载PS业务,广播和多播业务由BMC层协议承载
基 本 概 念 协议栈结构 与3G的异同 3G中PDCP层仅用于承载PS业务,广播和多播业务由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-hs RLC层依然提供TM/UM /AM三种传输模式 LTE用户面 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

12 E-UTRAN接口通用协议模型 LTE接口通用模型 适用于E-UTRAN相关的所有接口,即S1和X2接口
基 本 概 念 接口功能 LTE接口通用模型 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

13 S1接口协议栈 S1接口 控制层为了可靠的传输信令消息,在IP层之上添加了SCTP S1控制面主要功能:
基 本 概 念 接口功能 S1接口 控制层为了可靠的传输信令消息,在IP层之上添加了SCTP S1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; UDP/IP之上的GTP-U用来传输S-GW与eNB之间的用户平面PDU S1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;

14 X2接口协议栈 X2接口 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:
基 本 概 念 接口功能 X2接口 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。 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-U接口协议栈完全相同

15 与3G Iu-PS接口协议架构比较 3G Iu-PS接口通用模型
基 本 概 念 接口功能 3G Iu-PS接口通用模型 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永久虚电路上复用;在Release 5之后,直接采用IP传输,与LTE架构相同;

16 系统消息(36.331) LTE系统消息 系统消息的组成 MIB MasterInformationBlock(MIB)
基 本 概 念 无线网系统消息 LTE系统消息 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 PBCH时域映射结构 PBCH频域映射结构

17 系统消息(36.331) LTE系统消息 SIBs 除MIB以外的系统消息,包括SIB1-SIB12
基 本 概 念 无线网系统消息 LTE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,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

18 各系统消息作用 基 本 概 念 无线网系统消息 系统消息功能说明

19 系统消息获取 系统消息信令流程 UE通过E-UTRAN广播消息获取AS和NAS系统消息
基 本 概 念 无线网系统消息 系统消息信令流程 UE通过E-UTRAN广播消息获取AS和NAS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)

20 当存在RRC连接时,UE处于RRC连接状态,否则为RRC IDLE状态 TS 36.331 4.2
3GPP各状态间转换 基 本 概 念 UE的工作模式与状态 各系统状态转移图 当存在RRC连接时,UE处于RRC连接状态,否则为RRC IDLE状态 TS

21 UE各状态说明 RRC状态 基 本 概 念 UE的工作模式与状态 状 态 行 为 RRC_IDLE PLMN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 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

22 RRC Connection Reconfiguration
基 本 概 念 UE的工作模式与状态 Radio Bearer Setup (无线承载建立) Radio Bearer Release (无线承载释放) Radio Bearer Reconfiguration (无线承载重配置) Transport Channel Reconfiguration (传输信道重配置) TransportFormatCombinationControl (传输格式组合控制) Physical Channel Reconfiguration (物理信道重配置) Measurement Control (测量控制) RRC Connection Reconfiguration (RRC连接重配置) RRC信令简化

23 LTE中的承载 Bear(承载) in LTE Radio Bearer承载空口RRC信令和NAS信令
基 本 概 念 无线承载的分类 Bear(承载) in LTE 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

24 无线承载分类 根据承载内容分类 NAS消息其他承载方式 数据承载为DRB,通过eNB为其分配的PDSCH来承载
基 本 概 念 无线承载的分类 根据承载内容分类 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 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消息其他承载方式 NAS消息种类见附录

25 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
基 本 概 念 UE标识 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 T-CRNTI 随机接入中,没有进行竞争裁决前的CRNTI eNB在随机接入响应消息中下发给终端(003D~FFF3) 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) (003D~FFF3) SPS-CRNTI 半静态调度标识 eNB在调度UE进入SPS时分配(003D~FFF3) P-RNTI 寻呼 FFFE(固定标识) 全网相同 SI-RNTI 系统广播 FFFF(固定标识)

26 核心网UE标识(2) 用户标识 名称 来源 作用 IMSI International Mobile Subscriber Identity
基 本 概 念 UE标识 用户标识 名称 来源 作用 IMSI International Mobile Subscriber Identity SIM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 IMEI International 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 IMEISV IMEI and Software Version Number 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-TMSI SAE Temporary Mobile Station Identifier MME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IMSI GUTI Globally Unique Temporary Identifier 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

27 主要内容 基本概念 无线网基本信令流程 端到端业务建立/释放相关流程 移动性管理 附录 网络架构 协议栈结构 接口功能 无线网系统消息
UE的工作模式与状态 无线承载的分类 UE标识 无线网基本信令流程 随机接入 寻呼 RRC连接建立、重配、重建立、释放 测量 端到端业务建立/释放相关流程 Attach流程 Detach流程 Service Request过程 专用承载建立流程 专用承载修改流程 专用承载释放流程 移动性管理 TAU 切换 小区重选 附录

28 随机接入过程(36.300) 随机接入实现的基本功能 随机接入的使用场景 竞争接入过程 申请上行资源 与eNodeB间的上行时间同步
无线网基本信令流程 随机接入 随机接入实现的基本功能 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: Timing Advance) 随机接入的使用场景 竞争接入过程 非竞争接入过程

29 基于竞争的随机接入(2-1) 基于竞争的随机接入过程2-1 1 2 3 4 UE随机选择preamble码发起
无线网基本信令流程 随机接入 基于竞争的随机接入过程2-1 1 2 3 4 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Msg3

30 基于竞争的随机接入(2-2) 基于竞争的随机接入过程2-2 针对不同的场景,Msg3包含不同的内容 Msg4:竞争解决
无线网基本信令流程 随机接入 基于竞争的随机接入过程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-RNTI Msg4: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Msg4 C-RNTI Msg2中下发的临时C-RNTI在竞争成功后升级为UE的C-RNTI UE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

31 基于非竞争的随机接入 基于非竞争的随机接入过程 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
无线网基本信令流程 随机接入 基于非竞争的随机接入过程 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UE Msg1: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

32 寻呼(36.300,36.331) 寻呼的发送 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)
无线网基本信令流程 寻呼 寻呼的发送 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 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

33 寻呼消息的读取 寻呼的读取 UE寻呼消息的接收遵循DRX的原则 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
无线网基本信令流程 寻呼 寻呼的读取 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PDCCH UE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

34 控制面协议——RRC协议 RRC协议介绍 RRC协议功能 RRC协议承载——SRB 为NAS层提供连接管理、消息传递等服务
无线网基本信令流程 RRC连接建立、重配 重建、释放 RRC协议介绍 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——SRB SRB类别 承载逻辑信道 承载消息类别 承载消息内容 SRB0 CCCH RRC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 SRB1 DCCH 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连接重配置完成,RRC连接释放等 SRB2 NAS消息 上下行直传消息

35 RRC连接建立过程 RRC连接建立 触发原因: RRC连接建立成功流程 RRC连接建立失败
无线网基本信令流程 RRC连接建立 RRC连接建立 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Msg3 RRC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Msg4 RRC连接建立完成:UE通过UL-DCCH在SRB1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 RRC连接,网络侧拒绝

36 RRC连接重建立过程 RRC连接重建 触发原因: RRC连接重建立成功流程 RRC连接重建立拒绝流程
无线网基本信令流程 RRC连接重建 RRC连接重建 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 RRC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Msg3 RRC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Msg4 RRC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 RRC连接重建失败

37 RRC连接重配置过程 RRC连接重配 触发原因: RRC连接重配置过程 RRC连接重配置异常流程
无线网基本信令流程 RRC连接重配 RRC连接重配 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连接重配置成功 RRC连接重配置异常

38 RRC连接释放过程 RRC连接释放 触发原因: RRC连接释放过程 本地释放 网络希望解除与UE的RRC连接时,触发该过程 RRC连接释放
无线网基本信令流程 RRC连接释放 RRC连接释放 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

39 RRC过程场景总结 RRC过程总结 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;
无线网基本信令流程 RRC连接建立、重配 重建、释放 RRC过程总结 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;

40 测量(36.331) 测量概述 RRC_IDLE状态下,UE的测量参数信息通过E-UTRAN的广播获得
无线网基本信令流程 测量 测量概述 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或CDMA2000 1xRTT的系统间测量

41 测量下达 测量配置下发 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
无线网基本信令流程 测量 测量配置下发 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

42 测量报告上报 测量上报 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 周期性上报
无线网基本信令流程 测量 测量上报 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) 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 –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: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2 –Event 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

43 主要内容 基本概念 无线网基本信令流程 端到端业务建立/释放相关流程 移动性管理 附录 网络架构 协议栈结构 接口功能 无线网系统消息
UE的工作模式与状态 无线承载的分类 UE标识 无线网基本信令流程 随机接入 寻呼 RRC连接建立、重配、重建立、释放 测量 端到端业务建立/释放相关流程 Attach流程 Detach流程 Service Request过程 专用承载建立流程 专用承载修改流程 专用承载释放流程 移动性管理 TAU 切换 小区重选 附录

44 Attach和Detach过程 Attach与Detach过程 作用: Attach说明: Detach说明:
端到端业务建立/释放相关流程 Attach流程 Attach与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UE

45 UE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
端到端业务建立/释放相关流程 Attach流程 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

46 Attach过程说明 Attach流程说明 端到端业务建立/释放相关流程 Attach流程
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Attach request信息; eNB选择MME,向MME发送INITIAL UE MESSAGE消息,包含NAS层Attach request消息; 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; 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; UE向eNB发送UECapabilityInformation消息,报告UE能力信息; eNB向MME发送UE CAPABILITY INFO INDICATION消息,更新MME的UE能力信息; 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; UE向eNB发送SecurityModeComplete消息,表示安全激活完成; 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; UE向eNB发送RRCConnectionReconfigurationComplete消息,表示资源配置完成; eNB向MME发送INITIAL CONTEXT SETUP RESPONSE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Attach Complete、Activate default EPS bearer context accept消息; 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。

47 完整的ATTACH过程 端到端业务建立/释放相关流程 Attach流程 核心网进行用户身份验证、荐权和该用户上次关机遗留承载的删除

48 完整的ATTACH过程(续) 核心网建立默认承载,打通上行数据通道 打通上行数据通道,修改承载 端到端业务建立/释放相关流程

49 Connected UE initiated Detach
端到端业务建立/释放相关流程 Detach流程 Detach信令流程—连接态UE发起

50 Connected UE initiated Detach说明
端到端业务建立/释放相关流程 Detach流程 连接态UE发起Detach流程说明 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Detach request信息; eNB向MME发送上行直传UPLINK NAS TRANSPORT消息,包含NAS层Detach request信息; MME向Serving-GW发送Delete Session Request,以删除EPS承载; Serving-GW向MME发送Delete Session Response,以确认EPS承载删除; MME向基站发送下行直传DOWNLINK NAS TRANSPORT消息,包含NAS层Detach accept消息; eNB向UE发送DLInformationTransfer消息,包含NAS层Detach accept消息; MME向eNB发送UE CONTEXT RELEASE COMMAND消息,请求eNB释放UE上下文信息; eNB接收到UE CONTEXT RELEASE COMMAND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UE CONTEXT RELEASE COMPLETE消息进行响应。

51 MME-initiated Detach Detach信令流程—连接态MME发起
端到端业务建立/释放相关流程 Detach流程 Detach信令流程—连接态MME发起 MME发起的Detach过程与UE发起的类似,只是Detach Request由MME发起

52 HSS-initiated Detach 端到端业务建立/释放相关流程 Detach流程

53 Service Request过程 Service Request 概述 作用 说明 当UE无RRC连接且有上行数据发起需求时
端到端业务建立/释放相关流程 Service Request过程 Service Request 概述 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 Service 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

54 UE triggered Service Request
端到端业务建立/释放相关流程 Service Request过程 主叫、被叫均 需发起该过程 这个流程很面熟

55 Network Triggered Service Request
端到端业务建立/释放相关流程 Service Request过程 被叫业务,网络通过Paging引发UE发起该过程

56 E-RAB建立过程 E-RAB建立概述 作用: 过程: 说明: 为专用承载分配资源 为默认承载分配资源
端到端业务建立/释放相关流程 专用承载建立流程 E-RAB建立概述 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 TEID eNB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。

57 PDN GW发起的E-RAB建立流程 UE为ECM IDLE态时,第三步触发由网络发起的service request过程
端到端业务建立/释放相关流程 专用承载建立流程 UE为ECM IDLE态时,第三步触发由网络发起的service request过程

58 E-RAB修改过程 E-RAB修改概述 作用 过程 说明 E-RAB修改过程由MME发起,用于修改已经建立承载的配置
端到端业务建立/释放相关流程 专用承载修改流程 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MME MME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QoS eNB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

59 PDN GW发起E-RAB修改流程(修改QoS)
端到端业务建立/释放相关流程 专用承载修改流程 修改E-RAB的Qos

60 PDN GW发起E-RAB修改流程(不修改QoS)
端到端业务建立/释放相关流程 专用承载修改流程 不修改E-RAB的Qos

61 E-RAB释放过程 E-RAB释放概述 PDN GW和MME均可发起对E-RAB的释放流程 过程 说明
端到端业务建立/释放相关流程 专用承载释放流程 E-RAB释放概述 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)

62 PDN GW发起的承载释放流程 端到端业务建立/释放相关流程 专用承载释放流程 当释放默认承载时,为detach过程

63 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/释放相关流程
专用承载释放流程 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

64 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 端到端业务建立/释放相关流程 专用承载释放流程 UE的最后一个PDN连接释放不可由UE或MME发起

65 主要内容 基本概念 无线网基本信令流程 端到端业务建立/释放相关流程 移动性管理 附录 网络架构 协议栈结构 接口功能 无线网系统消息
UE的工作模式与状态 无线承载的分类 UE标识 无线网基本信令流程 随机接入 寻呼 RRC连接建立、重配、重建立、释放 测量 端到端业务建立/释放相关流程 Attach流程 Detach流程 Service Request过程 专用承载建立流程 专用承载修改流程 专用承载释放流程 移动性管理 TAU 切换 小区重选 附录

66 TAU概述 TA和TAI TAU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
移动性管理 TAU TAU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) TA和TAI

67 TAU概述 TA和TAI TA和TAI的定义 TAI LIST的定义 TAI LIST
移动性管理 TAU TA和TAI的定义 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 通过合理规划TA,设置合适TAI LIST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 TAI LIST的定义 UE在附着时,MME会为UE分配一组TA list(长度1~16)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。 TA和TAI TAI LIST TAI LIST长度为8~98字节,分为三种类型,最多可包含16个TAIs UE附着时,MME通过ATTACH ACCEPT或TAU ACCEPT消息为UE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 8 7 6 5 4 3 2 1 Tracking area identity list IEI Length of tracking area identity list contents Partial tracking area identity list 1 Partial tracking area identity list 2 Partial tracking area identity list p TAI LIST类型表

68 TAU概述 TA和TAI TAU分类 TAU的应用场景 UE状态不同 更新内容不同 空闲态TAU 连接态TAU
移动性管理 TAU 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TAI LIST 联合TAU——更新TAI LIST + LAU TA和TAI TAU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TAU ECM-IDLE状态下UE的GERAN和UTRAN Radio能力发生变化 从UTRAN PMM Connected或GPRS READY状态通过小区重选进入E-UTRAN时

69 TAU过程 TAU的作用 在网络登记新的用户位置信息 给用户分配新的GUTI
移动性管理 TAU TAU的作用 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TAI LIST内 给用户分配新的GUTI 核心网在同一个MME pool用GUTI唯一标识一个UE。若TAU过程中更换了MME pool,则核心网会在TAU ACCEPT消息中携带新GUTI 分配给UE 使UE和MME的状态由EMM-DEREGISTERED变为EMM-REGISTERED UE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TAU request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

70 IDLE TAU流程-1 移动性管理 TAU TAU Request中含ACTIVE标识,用户完成TAU后可继续进行数据业务传输

71 IDLE TAU流程-2 移动性管理 TAU TAU Request中不含ACTIVE标识,TAU完成后释放连接

72 CONNECTED-TAU流程 连接态TAU流程 若TAU accept未分配新GUTI,无过程6、7
移动性管理 TAU 连接态TAU流程 若TAU accept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

73 切换概述 切换概述 切换的含义及目的 切换分类 切换判决准备——测控及测报 切换步骤及作用
移动性管理 切换 切换概述 切换的含义及目的 当正在使用网络服务的用户从一个小区移动到另一个小区,或由于无线传输业务负荷 量调整、激活操作维护、设备故障等原因,为了保证通信的连续性和服务的质量,系 统要将该用户与原小区的通信链路转移到新的小区上,这个过程就是切换 切换分类 同一个eNB内的切换 基于X2口的切换 基于S1口的切换 切换判决准备——测控及测报 基站根据不同的需要利用移动性管理算法给UE下发不同种类的测量任务,在RRC重配消息中携带 MeasConfig 信元给UE下发测量配置 UE收到配置后,对测量对象实施测量,并用测量上报标准进行结果评估,当评估测量结果满足上报标准后向基站发送相应的测量报告 基站通过终端上报的测量报告决策是否执行切换 切换步骤及作用 切换准备:目标网络完成资源预留 切换执行:源基站通知UE执行切换;UE在目标基站上连接完成 切换完成:源基站释放资源、链路,删除用户信息

74 eNB内的切换 切换概述 eNB发送RRC CONNECTION RECONFIGURATION消息发送给UE
移动性管理 切换 切换概述 eNB发送RRC CONNECTION RECONFIGURATION消息发送给UE 消息中携带切换信息mobilityControlInfo;包含目标小区ID、载频、测量带宽给用户分配的C-RNTI,通用RB配置信息(包括各信道的基本配置、上行功率控制的基本信息等),给用户配置dedicated random access parameters 避免用户接入目标小区时有竞争冲突 UE按照切换信息在新的小区接入,向eNB发送RRC CONNECTION RECONFIGURATION COMPLETE消息,表示切换完成,正常切入到新小区 eNB内切换 信令流程

75 基于X2口的切换-1 两个eNB之间切换,MME不变,切换命令同eNB内部切换,携带的信息内容也一致 切换准备 切换执行 信令流程
移动性管理 切换 两个eNB之间切换,MME不变,切换命令同eNB内部切换,携带的信息内容也一致 切换准备 UE Source eNB Target S - GW MME UL / DL Data 1 . RRCConnectionReconfigurati on ( Measure Control ) 2 Complete 3 MeasurementReport 4 Handover Request 5 Handover Request Ack 6 Handover Command 7 Random Access and RRC 连接建立 8 SN Status Tranfer Data Forwarding Buffered DL Data UL Data 切换执行 9 RRCConnectionReconfigurationCo mplete Handover Confirm 切换准备 切换执行 信令流程

76 基于X2口的切换-2 移动性管理 切换 两个eNB之间切换,MME不变 切换完成 信令流程

77 基于S1接口的切换-1 两个eNB之间的切换 同时完成与eNB建立S1接口承载的两个MME的切换,即跨MME的切换
移动性管理 切换 两个eNB之间的切换 同时完成与eNB建立S1接口承载的两个MME的切换,即跨MME的切换 其他基于S1接口切换的应用场景:SON FEMETO没有X2接口,也基于S1接口进行切换 切换命令同eNB内部切换,携带的信息内容也一致 切换准备 信令流程

78 基于S1接口的切换-2 移动性管理 切换 切换执行 切换完成 信令流程

79 小区重选概述 移动性管理 小区重选 概念和分类 小区重选(cell reselection)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

80 重选优先级 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
移动性管理 小区重选 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 消息块 所在域 对应载频 SIB3 cellReselectionServingFreqinfo 当前载频,即服务小区载频 SIB5 interFreqCarrierFreqLIst 某个E-UTRA异频载频 SIB6 carrierFreqListUTRA-TDD 某个UTRA-TDD载频 carrierFreqListUTRA-FDD 某个UTRA-FDD载频 SIB7 carrierFreqsinfoList.commoninfo 某个GERAN载频 SIB8 parametersHRPD..physCellIdList 某个CDMA2000载频

81 重选测量启动准则 移动性管理 小区重选 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 参数名 单位 意义 Srxlev dB Cell selection RX level value 小区接收电平 Snonintrasearch 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 Sintrasearch 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

82 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 高优先级小区重选判决准则 低优先级小区重选判决准则
移动性管理 小区重选 优先级不同的异频小区重选判决 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) 参数名 单位 意义 Threshserving,low dB 小区满足选择或重选条件的最小接收功率级别值 Threshx,high 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,low 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,high Treselection-EUTRA S 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

83 重选判决准则-2 基于R准则 R准则 同频小区及同优先级异频小区重选判决
移动性管理 小区重选 同频小区及同优先级异频小区重选判决 服务小区Cell Rank(R值) Rs = Qmeas,s + Qhyst 候选小区Cell Rank(R值) Rt = Qmeas,t - Qoffset 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 参数名 单位 意义 Qmeas,s dBm UE测量到的服务小区RSRP实际值 Qmeas,t UE测量到的邻小区RSRP实际值 QHyst dB 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 Qoffsets 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 Treselection S 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

84 附录:LTE主要规范 物理层规范 高层规范 接口规范 射频规范 终端一致性规范 36.2XX 36.3XX 36.4XX 36.1XX
TS Physical layer:General description 物理层综述协议,讲述物理层在协议结构中的位置和作用,物理层4个规范的主要内容和相关关系 TS Physical channels and modulation 主要描述了物理层信道和调制方法,包括物理信道的定义、结构、帧格式,下行OFDM和上行SC-FDMA描述,预编码设计,定时关系等内容 TS Multiplexing and channel coding 描述传输信道和控制信道的数据处理,包括复用、交织、速率匹配,信道编码,层1/层2控制信息编码 TS Physical layer procedures 描述物理层过程特性,包括同步,功率控制,随机接入,上下行共享信道相关过程等 TS Physical layer: Measurements 描述物理层测量特性,包括UE和E-UTRAN的物理层测量,测量结果上报,切换测量和空闲模式测量等

85 附录:LTE主要规范 高层协议规范 TS 36.300 Overall description
无线接口协议框架总体描述,包括E-UTRAN协议框架,各功能实体功能划分,无线接口协议栈,物理层框架描述,空口高层协议框架描述,RRC服务和功能等 TS MAC protocol specification MAC层描述,包括MAC层框架,MAC实体功能,MAC过程,MAC PDU格式和定义 TS RLC protocol specification RLC层描述,包括RLC层框架,RLC实体功能,RLC过程,RLC PDU格式和定义 TS PDCP specification PDCP层描述,包括PDCP层框架,PDCP实体功能,PDCP过程,PDCP PDU格式和定义 TS RRC protocol specification RRC层描述,包括RRC层框架,RRC层对上下层提供的服务,RRC过程,RRC测量,系统消息定义,连接控制等 接口系列规范 TS Architecture description E-UTRAN整体架构和整体功能描述,包括E-UTRAN框架结构,信令和数据传输的逻辑划分,用户面和控制面协议等 TS S1 AP(Application protocol) S1接口应用协议,是S1接口最主要的协议,包括S1接口信令过程,S1AP功能,S1AP过程,S1AP消息 TS X2 AP(Application protocol) X2接口应用协议,是X2接口最主要的协议,包括X2接口信令过程,X2AP功能,X2AP过程,X2AP消息

86 附录:逻辑信道与传输信道的映射关系 上、下行逻辑信道到传输信道的映射 协议结构中逻辑信道和传输信道位置

87 附录:传输信道和物理信道的映射关系 上、下行传输信道到物理信道的映射

88 附录:LTE信道映射

89 附录:SRB0承载的消息 消息名 消息含义 RRC Connection Reestablishment
The RRCConnectionReestablishment message is used to resolve contention and to re-establish SRB1. RRC Connection Reestablishment Reject The RRCConnectionReestablishmentReject message is used to indicate the rejection of an RRC connection reestablishment request. RRC Connection Reestablishment Request The RRCConnectionReestablishmentRequest message is used to request the reestablishment of an RRC connection. RRC Connection Reject The RRCConnectionReject message is used to reject the RRC connection establishment. RRC Connection Request The RRCConnectionRequest message is used to request the establishment of an RRC connection. RRC Connection Setup The RRCConnectionSetup message is used to establish SRB1.

90 附录:SRB1承载的消息(1) 消息名 消息含义 CounterCheck
The CounterCheck message is used by the E-UTRAN to indicate the current COUNT MSB values associated to each DRB and to request the UE to compare these to its COUNT MSB values and to report the comparison results to E-UTRAN CounterCheckResponse The CounterCheckResponse message is used by the UE to respond to a CounterCheck message. CSFBParameters RequestCDMA2000 The CSFBParametersRequestCDMA2000 message is used by the UE to obtain the CDMA2000 1xRTT Parameters from the network. The UE needs these parameters to generate the CDMA2000 1xRTT Registration message used to register with the CDMA2000 1xRTT Network which is required to support CSFB to CDMA2000 1xRTT. ResponseCDMA2000 The CSFBParametersResponseCDMA2000 message is used to provide the CDMA2000 1xRTT Parameters to the UE so the UE can register with the CDMA2000 1xRTT Network to support CSFB to CDMA2000 1xRTT. HandoverFromEUTRA PreparationRequest (CDMA2000) The HandoverFromEUTRAPreparationRequest message is used to trigger the handover preparation procedure with a CDMA2000 RAT. This message is also used to trigger a tunneled preparation procedure with a CDMA2000 1xRTT RAT to obtain traffic channel resources for the enhanced CS fallback to CDMA2000 1xRTT, which may also involve a concurrent preparation for handover to CDMA2000 HRPD. MeasurementReport The MeasurementReport message is used for the indication of measurement results. MobilityFromEUTRA Command The MobilityFromEUTRACommand message is used to command handover or a cell change from E‑UTRA to another RAT (3GPP or non-3GPP), or enhanced CS fallback to CDMA2000 1xRTT. ProximityIndication The ProximityIndication message is used to indicate that the UE is entering or leaving the proximity of one or more cells whose CSG IDs are in the UEs CSG whitelist. RRCConnection Reconfiguration The RRCConnectionReconfiguration message is the command to modify an RRC connection. It may convey information for measurement configuration, mobility control, radio resource configuration (including RBs, MAC main configuration and physical channel configuration) including any associated dedicated NAS information and security configuration. RRCConnectionReconfigurationComplete The RRCConnectionReconfigurationComplete message is used to confirm the successful completion of an RRC connection reconfiguration

91 附录: SRB1承载的消息(2) 消息名 消息含义 RRCConnection ReestablishmentComplete
The RRCConnectionReestablishmentComplete message is used to confirm the successful completion of an RRC connection reestablishment. RRCConnectionRelease The RRCConnectionRelease message is used to command the release of an RRC connection. RRCConnectionSetup Complete The RRCConnectionSetupComplete message is used to confirm the successful completion of an RRC connection establishment. SecurityModeCommand The SecurityModeCommand message is used to command the activation of AS security. SecurityModeComplete The SecurityModeComplete message is used to confirm the successful completion of a security mode command. SecurityModeFailure The SecurityModeFailure message is used to indicate an unsuccessful completion of a security mode command. UECapabilityEnquiry The UECapabilityEnquiry message is used to request the transfer of UE radio access capabilities for E‑UTRA as well as for other RATs. UECapabilityInformation The UECapabilityInformation message is used to transfer of UE radio access capabilities requested by the E‑UTRAN UEInformationRequest The UEInformationRequest is the command used by E-UTRAN to retrieve information from the UE. UEInformationResponse The UEInformationResponse message is used by the UE to transfer the information requested by the E-UTRAN. ULHandoverPreparation Transfer (CDMA2000) The ULHandoverPreparationTransfer message is used for the uplink transfer of handover related CDMA2000 information when requested by the higher layers. (DLInformationTransfer) The DLInformationTransfer message is used for the downlink transfer of dedicated NAS information. (ULInformationTransfer) The ULInformationTransfer message is used for the uplink transfer of dedicated NAS information.

92 DLInformationTransfer ULInformationTransfer
附录: SRB2承载的消息 消息名 消息含义 DLInformationTransfer The DLInformationTransfer message is used for the downlink transfer of dedicated NAS information. ULInformationTransfer The ULInformationTransfer message is used for the uplink transfer of dedicated NAS information.

93 附录: NAS消息的传递 RRCConnectionSetupComplete(Initial NAS message)
RRCConnectionReconfiguration ATTACH REQUEST(包含pdn连接) DETACH REQUEST(空闲态下UE发起的detach) TRACKING AREA UPDATE REQUEST(空闲态下UE发起) SERVICE REQUEST ATTACH ACCEPT TRACKING AREA UPDATE ACCEPT(看有没有业务建立) ACTIVATE DEFAULT EPS BEARER CONTEXT REQUEST ACTIVATE DEDICATED EPS BEARER CONTEXT REQUEST The MODIFY EPS BEARER CONTEXT REQUEST DEACTIVATE EPS BEARER CONTEXT REQUEST ULInformationTransfer DLInformationTransfer GUTI REALLOCATION COMPLETE AUTHENTICATION RESPONSE AUTHENTICATION FAILURE SECURITY MODE COMPLETE SECURITY MODE REJECT IDENTITY RESPONSE ATTACH COMPLETE DETACH REQUEST(连接态下UE发起的detach) DETACH ACCEPT(核心网发起的detach) TRACKING AREA UPDATE REQUEST(连接态下UE发起) TRACKING AREA UPDATE COMPLETE ACTIVATE DEFAULT EPS BEARER CONTEXT ACCEPT ACTIVATE DEFAULT EPS BEARER CONTEXT REJECT ACTIVATE DEDICATED EPS BEARER CONTEXT ACCEPT ACTIVATE DEDICATED EPS BEARER CONTEXT REJECT MODIFY EPS BEARER CONTEXT ACCEPT MODIFY EPS BEARER CONTEXT REJECT DEACTIVATE EPS BEARER CONTEXT ACCEPT PDN CONNECTIVITY REQUEST PDN DISCONNECT REQUEST BEARER RESOURCE ALLOCATION REQUEST BEARER RESOURCE MODIFICATION REQUEST GUTI REALLOCATION COMMAND AUTHENTICATION REQUEST AUTHENTICATION REJECT SECURITY MODE COMMAND IDENTITY REQUEST ATTACH REJECT DETACH REQUEST(连接态下核心网发起的detach) DETACH ACCEPT(UE发起的detach) TRACKING AREA UPDATING REJECT TRACKING AREA UPDATE ACCEPT(看有没有业务建立) SERVICE REJECT MODIFY EPS BEARER CONTEXT REQUEST(只修改TFT) PDN CONNECTIVITY REJECT PDN DISCONNECT REJECT BEARER RESOURCE ALLOCATION REJECT BEARER RESOURCE MODIFICATION REJECT

94 TAI LIST TYPE TYPE1 type of list = “000” TYPE3 type of list = “010”
表中TACs属于同一个PLMN ,但值不连续 TYPE type of list = “010” 表中TAIs属于不同的PLMN ,值也是连续的 8 7 6 5 4 3 2 1 Type of list Number of elements MCC digit 2 MCC digit 1 MNC digit 3 MCC digit 3 MNC digit 2 MNC digit 1 TAC 1 TAC 1 (continued) TAC k TAC k (continued) 8 7 6 5 4 3 2 1 Type of list Number of elements MCC digit 2 MCC digit 1 MNC digit 3 MCC digit 3 MNC digit 2 MNC digit 1 TAC 1 TAC 1 (continued) TAC 2 TAC 2 (continued) TAC k TAC k (continued) TYPE type of list = “001” 表中TACs属于同一个PLMN ,值也是连续的 8 7 6 5 4 3 2 1 Type of list Number of elements MCC digit 2 MCC digit 1 MNC digit 3 MCC digit 3 MNC digit 2 MNC digit 1 TAC 1 TAC 1 (continued)

95 谢谢!


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