LTE信令基礎(chǔ)知識(shí)

1、LTE信令基礎(chǔ)知識(shí)介紹信令基礎(chǔ)知識(shí)介紹 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與終端之間的默契配合、實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與終端之間的默契配合、 步調(diào)一致，步調(diào)一致，離不開(kāi)高效完善的控制信令設(shè)計(jì)離不開(kāi)高效完善的控制信令設(shè)計(jì)主要內(nèi)容LTELTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)空中接口協(xié)議架構(gòu)空中接口協(xié)議架構(gòu)基本信令流程基本信令流程信令流程總結(jié)信令流程總結(jié)LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)3GPP 系統(tǒng)架構(gòu)的演進(jìn)：SAE 系統(tǒng)演進(jìn) 空口的演進(jìn)：E-UTRA和E-UTRAN 核心網(wǎng)：負(fù)責(zé)對(duì)用戶(hù)終端的全面控制和有關(guān)承載的建立接入網(wǎng)：負(fù)責(zé)與無(wú)線相關(guān)的功能E-UTRAN總體架構(gòu)接入網(wǎng)關(guān)：MME：移動(dòng)性管理實(shí)體S-GW：服務(wù)網(wǎng)關(guān)接口：S1：連接eNode B與EPC（核心網(wǎng)）X2：連接

2、eNode B之間UEE-UTRANUuUu：連接UE與E-UTRAN（接入網(wǎng)）空中接口空中接口UE的模式的模式：1. 空閑模式(Idle 狀態(tài))：UE 開(kāi)機(jī)后停留在空閑模式下2.連接模式相互轉(zhuǎn)化相互轉(zhuǎn)化： UE完成RRC連接建立后，從空閑模式轉(zhuǎn)到連接模式 當(dāng)RRC連接釋放后，UE從連接模式到空閑模式 空中接口協(xié)議架構(gòu)協(xié)議分層：協(xié)議分層：物理層物理層：數(shù)據(jù)糾錯(cuò)和重傳，提供物理信道MACMAC（物理接入控制）層（物理接入控制）層：物理信道和邏輯信道的映射，信息的交互RLCRLC（無(wú)線鏈路控制）層（無(wú)線鏈路控制）層：RLC負(fù)責(zé)可靠性和正確性數(shù)據(jù)傳輸PDCPPDCP（分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議）（分組數(shù)據(jù)匯聚

3、協(xié)議）層層：可靠性和正確性數(shù)據(jù)傳輸RRCRRC（無(wú)線資源控制）層（無(wú)線資源控制）層：負(fù)責(zé)UE與eNode B間的信令交互空中接口協(xié)議架構(gòu)空中接口協(xié)議棧根據(jù)用途分為：l用戶(hù)平面協(xié)議棧l控制平面協(xié)議棧用戶(hù)平面協(xié)議棧l 組成組成：由用戶(hù)面由UE與eNode B的對(duì)等協(xié)議層組成l 功能功能： UE與eNode B之間數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)完整性保護(hù)、頭壓縮、加密、調(diào)度、ARQ和HARQ數(shù)據(jù)重傳控制平面協(xié)議棧l 組成組成：NAS層在UE和MME間形成對(duì)等層；其它層在UE和eNode B間形成對(duì)等層l 功能功能：用戶(hù)接入控制、數(shù)據(jù)安全保障、移動(dòng)性管理、無(wú)線資源管理、UE與MME間的信令處理 小區(qū)搜索信令流程小區(qū)搜

4、索信令流程 隨機(jī)接入信令流程隨機(jī)接入信令流程 RRC連接建立信令流程連接建立信令流程 開(kāi)機(jī)附著流程開(kāi)機(jī)附著流程UE發(fā)起的發(fā)起的service request流程流程網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的pagingpaging流程流程去附著去附著基本信令流程小區(qū)搜索信令流程小區(qū)搜索小區(qū)搜索：若UE要接入到LTE小區(qū)，必須首先進(jìn)行小 區(qū)搜索過(guò)程，包括一系列同步階段l 初始同步：UE之前未連接到LTE小區(qū)l 新小區(qū)識(shí)別：UE已經(jīng)連接到LTE小區(qū)且正在檢測(cè)相鄰小區(qū)隨機(jī)接入信令流程隨機(jī)接入隨機(jī)接入：UE選擇合適的小區(qū)進(jìn)行駐留以后, 就可以發(fā)起初始的隨機(jī)接入過(guò)程作用：作用：UE只有通過(guò)隨機(jī)接入過(guò)程, 與系統(tǒng)的上行同步以后

5、, 才能夠被系統(tǒng)調(diào)度來(lái)進(jìn)行上行的傳輸基于競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入過(guò)程如何競(jìng)爭(zhēng)？如何競(jìng)爭(zhēng)？ 結(jié)點(diǎn)B會(huì)通知UE其所期待接收到的前導(dǎo)序列功率，UE根據(jù)此目標(biāo)值來(lái)設(shè)置初始前導(dǎo)序列的發(fā)射功率并發(fā)送給結(jié)點(diǎn)B，如果結(jié)點(diǎn)B檢測(cè)到UE發(fā)送的前導(dǎo)序列，就會(huì)給UE響應(yīng)。為何無(wú)競(jìng)爭(zhēng)？為何無(wú)競(jìng)爭(zhēng)？ 特定場(chǎng)景下結(jié)點(diǎn)B會(huì)通過(guò)對(duì)UE分配專(zhuān)門(mén)的前導(dǎo)序列避免競(jìng)爭(zhēng)，以減少隨機(jī)接入的時(shí)延，這在切換場(chǎng)景非常必要隨機(jī)接入信令流程無(wú)競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入過(guò)程RRC連接建立信令流程連接建立信令流程第一步：連接建立（包括隨機(jī)接入過(guò)程）第二步：發(fā)起安全性激活和無(wú)線承載建立l 消息1-5：建立RRC的連接l 消息6，9：建立S1的連接l 消息9：該消息為MME向e

6、NB發(fā)起的初始上下文建立請(qǐng)求，請(qǐng)求eNB建立承載資源，同時(shí)帶安全上下文，可能帶用戶(hù)無(wú)線能力、切換限制列表等參數(shù)完成1、2過(guò)程標(biāo)志著NAS signalling connection建立完 UE剛開(kāi)機(jī)時(shí)，選到一個(gè)suitable或者acceptale小區(qū)后，駐留并進(jìn)行附著過(guò)程l消息13-15：eNB發(fā)送完消息13，不需要等到接收消息14，直接發(fā)送消息15l 消息15、16：配置完數(shù)據(jù)/信令無(wú)線承載后，再進(jìn)行的RRC連接重新設(shè)置，這樣控制面才通知用戶(hù)面的資源可用l 消息21-25:發(fā)生有一定條件，這里是因?yàn)闄z測(cè)到User Inactivity ，UE才進(jìn)行上下文釋放開(kāi)機(jī)附著流程（RRC連接建立失敗

7、）l T300:計(jì)時(shí)器l RRC通知授權(quán)管理中心（EMM）發(fā)送失敗，用戶(hù)可以再次發(fā)起attach步驟步驟9：如果是ESM過(guò)程導(dǎo)致的拒絕（比如默認(rèn)承載建立失敗），才會(huì)帶PDN CONNECTIVITY REJECT消息；如果是EMM層拒絕，會(huì)帶ATTACH REJECT消息。常見(jiàn)拒絕原因常見(jiàn)拒絕原因：國(guó)際移動(dòng)用戶(hù)識(shí)別IMSI中的移動(dòng)網(wǎng)號(hào)MNC與核心網(wǎng)配置的不一致。eNB未等到未等到Initial context setup request消息）消息）l 如果定時(shí)器T3410超時(shí)，啟動(dòng)T3411，重發(fā)消息6l 如果定時(shí)器T3411超時(shí)，重發(fā)attach requestRRC重配消息丟失或者沒(méi)收到重

8、配消息丟失或者沒(méi)收到RRC重配完成消息重配完成消息 或者或者eNB內(nèi)部配置內(nèi)部配置UE的安全參數(shù)等失?。┑陌踩珔?shù)等失敗） UE發(fā)起的發(fā)起的service request流程（正常流程）流程（正常流程） UE在IDLE狀態(tài)下，需要發(fā)送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)起service request過(guò)程 UE發(fā)起的發(fā)起的service request流程（正常流程）流程（正常流程）與開(kāi)機(jī)附著流程的區(qū)別在于：l 請(qǐng)求不同l 不用建立和激活默認(rèn)承載默認(rèn)承載： 用戶(hù)開(kāi)機(jī)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)附著的同時(shí)，為該用戶(hù)建立一個(gè)固定數(shù)據(jù)速率的默認(rèn)承載，保證其基本的業(yè)務(wù)需求UE發(fā)起的發(fā)起的service request流程（異常流程）流程（異

9、常流程）RRC連接失敗，核心網(wǎng)拒絕與開(kāi)機(jī)附著流程的異同與開(kāi)機(jī)附著流程的異同：處理相同eNB未等到Initial context setup request消息， RRC重配消息丟失或者沒(méi)有建立起一個(gè)非GBR承載或者eNB內(nèi)部配置UE的安全參數(shù)等失敗與開(kāi)機(jī)附著流程的異同與開(kāi)機(jī)附著流程的異同：處理相同，但service request過(guò)程失敗沒(méi)有重發(fā)網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的pagingpaging流程（流程（S_TMSIS_TMSI尋呼）尋呼） UE在IDLE模式下，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)需要給該UE發(fā)送數(shù)據(jù)（業(yè)務(wù)或者信令）時(shí)，發(fā)起尋呼過(guò)程。S-TMSI：SAE臨時(shí)移動(dòng)用戶(hù)標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的pagingpaging流程（流程（IMSI尋呼）尋呼） 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生錯(cuò)誤需要恢復(fù)時(shí)（例如S-TMSI不可用），可發(fā)起IMSI尋呼，UE收到后執(zhí)行本地detach，然后再開(kāi)始attach。IMSI:國(guó)際移動(dòng)用戶(hù)識(shí)別去附著（關(guān)機(jī)去附著） UE關(guān)機(jī)時(shí)，需要發(fā)起去附著流程，來(lái)通知網(wǎng)絡(luò)釋放其保存的該UE的所有資源 如果是非關(guān)