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1、TDD LTE信令详解 2 LTE主要无线信令和流程 LTE端到端业务建立 释放相关流程 系统消息接入与重选 TAU 连接建立 重配寻呼 测量与切换 Attach和Detach过程ServiceRequest过程E RAB建立 修改 释放流程 承载释放流程 LTE切换信令相关流程 切换分类和信令前台信令解析 1 LTE状态转换及信令流程 空闲态 连接态 2 开机驻留流程 终端开机扫描所有频点 在每个频点上找到最强小区并阅读系统信息中的PLMN信息 PLMN选择 小区选择及重选 自动PLMN选择 终端AS将扫描所得的PLMN信息报告给NAS 由NAS根据特定方式选择相应PLMN 手动PLMN选择
2、 终端AS将扫描所得的PLMN依照特定的顺序报告给用户 由用户手动选择PLMN 3 系统消息接收 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 LTE系统消息 PBCH时域映射结构 PBCH频域映射结构 4 系统消息接收 SIBs除MIB以外的系统消息 包括SIB1 SIB13除SIB1以外
3、SIB2 SIB13均由SI SystemInformation 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 SFNmod2 0 SFNmod8 0 一次 如果满足SFNmod8 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 LTE系统消息 5 LTE系
4、统消息的内容 MIB 下行带宽 PHICH的配置 PhysicalHybridARQIndicatorCHannel SFNSIB1 PLMNID 小区全球ID Cell禁止状态 小区选择参数 CSG指示 SI信息 valuetag SIB2 ACB信息 公共无线资源的配置 上行带宽 SIB3 小区重选信息 服务小区信息 速度相关信息 SIB4 5 6 7 8 相邻小区信息 intra f inter f inter RAT UTRA GSM CDMA SIB9 heNB标示 HNBID SIB10 ETWS主通知信息SIB11 ETWS辅通知信息SIB12 CMAS通知信息SIB13 MBS
5、FNarealist信息和MBMS通知信息 6 捕获系统消息 idle态的UE和active态的UE都需要捕获系统消息 在下面的情况下 UE需要捕获系统消息 选择或重选到一个小区 切换完成后 从其他系统进入E UTRAN 从覆盖外返回覆盖区 接收到系统消息变更指示 接收到ETWS或CMAS通知 超过最大有效时间 重新接入一个小区 广播内容改变 7 系统消息的变更 寻呼消息通知系统消息的改变 通过寻呼消息中的systemInfoModification来指示 空闲态或连接态的UE都监听寻呼消息 空闲态的UE需要计算pagingoccasion 然后进行广播消息的接收 连接态的UE 在解析PDCC
6、H时判决是否有寻呼消息 包含在SIB中的systemInfoValueTag来指示当UE恢复覆盖的情况下 UE认为系统消息最多有效3个小时 超过3个小时 UE更新valuetag 所以读取广播用寻呼来接收ETWS和CMAS指示 通过寻呼消息中的ETWS Indication和CMAS Indication来指示 当接收到该指示信息后 UE进行SIB10 SIB11 SIB12的读取其中P RNTI的值为 FFFE 8 小区重选概述 小区重选 cellreselection 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
7、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 概念和分类 9 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
8、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 重选优先级 10 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
9、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SrxlevSnonintrasearch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 重选测量启动准则 11 重选判决准则 1基于优先级 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 EU
10、TRA 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SservingcellThreshx low在一段时间 Treselection EUTRA 内 Snonservingcell x一直好于该阈值 Threshx low 优先级不同的异频小区重选判决 12 重选判决准则 2基于R准则 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U
11、E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 服务小区CellRank R值 Rs Qmeas s Qhyst候选小区CellRank R值 Rt Qmeas t Qoffset 同频小区及同优先级异频小区重选判决 13 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 TrackingAreaUpdate TAU 14 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 TrackingArea TA TA功能与3G的位置区 LA
12、 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 TrackingAreaCode 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 TA和TAI的定义 TA和TAI UE在附着时 MME会为UE分配一组TAlist 长度1 16 并发送给UE保存 当需要寻呼UE时 网络会在TAlist所包含的小区内向UE发送寻呼消息 TAILIST的定义 通过合理规划TA 设置合适TAILIST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
13、相对平衡 进而获得较优的网络性能 TAILIST长度为8 98字节 分为三种类型 最多可包含16个TAIsUE附着时 MME通过ATTACHACCEPT或TAUACCEPT消息为UE分配一组TAI TAIlist 当需要寻呼UE时 网络在TAIlist所包含的所有小区内向UE发送寻呼UE收到TAILIST后保存在本地 移动过程中只要进入的新TA的TAI包含在TALIST中 UE都无需发起TAU过程 TAILIST TAILIST类型表 15 TAU概述 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TAILIST联合TAU 更新TAILIST LAU TAU的应
14、用场景 当前TA不在UE的TAIlist里周期性TAU表明UEAlive 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TAUECM IDLE状态下UE的GERAN和UTRANRadio能力发生变化从UTRANPMMConnected或GPRSREADY状态通过小区重选进入E UTRAN时 16 TAU过程 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TAILIST内给用户分配新的GUTI核心网在同一个MMEpool用GUTI唯一标识一个UE 若TAU过程中更换了MMEpool 则核心网会在TAUACC
15、EPT消息中携带新GUTI分配给UE使UE和MME的状态由EMM DEREGISTERED变为EMM REGISTEREDUE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TAUrequest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 TAU的作用 17 IDLETAU流程 1 TAURequest中含ACTIVE标识 用户完成TAU后可继续进行数据业务传输 18 IDLETA
16、U流程 2 TAURequest中不含ACTIVE标识 TAU完成后释放连接 19 CONNECTED TAU流程 连接态TAU流程若TAUaccept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 20 连接建立及重配置流程 UE eNB MME 寻呼消息 连接建立请求 连接建立 连接建立完成 NAS 初始终端消息 NAS 初始终端上下文建立请求 初始终端上下文建立相应 安全模式命令 安全模式完成 重配置请求 重配置完成 连接建立流程 当处于空闲状态的UE希望发起一个业务 或需要更新TA时 或响应寻呼时 触发该流程 连接重配置流程 承担着RRC连接管理的大部分功能 包括信令 数据承载管理 参数配置 切换执行 测量控制等 21 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 寻呼主要流程 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
