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1、LTE信令基础知识介绍信令基础知识介绍 实现网络与终端之间的默契配合、实现网络与终端之间的默契配合、 步调一致，步调一致，离不开高效完善的控制信令设计离不开高效完善的控制信令设计主要内容LTELTE网网络架构架构空中接口空中接口协议架构架构基本信令流程基本信令流程信令流程信令流程总结LTE网络架构3GPP 系统架构的演进：SAE 系统演进 空口的演进：E-UTRA和E-UTRAN 核心网：负责对用户终端的全面控制和有关承载的建立接入网：负责与无线相关的功能E-UTRAN总体架构接入网关：MME：移动性管理实体S-GW：服务网关接口：S1：连接eNode B与EPC（核心网）X2：连接eNode
2、 B之间UEE-UTRANUuUu：连接UE与E-UTRAN（接入网）空中接口空中接口UE的模式的模式：1. 空闲模式(Idle 状态)：UE 开机后停留在空闲模式下2.连接模式相互转化相互转化： UE完成RRC连接建立后，从空闲模式转到连接模式 当RRC连接释放后，UE从连接模式到空闲模式 空中接口协议架构协议分层：协议分层：物理层物理层：数据纠错和重传，提供物理信道MACMAC（物理接入控制）层（物理接入控制）层：物理信道和逻辑信道的映射，信息的交互RLCRLC（无线链路控制）层（无线链路控制）层：RLC负责可靠性和正确性数据传输PDCPPDCP（分组数据汇聚协议）层（分组数据汇聚协议）层
3、：可靠性和正确性数据传输RRCRRC（无线资源控制）层（无线资源控制）层：负责UE与eNode B间的信令交互空中接口协议架构空中接口协议栈根据用途分为：l用户平面协议栈l控制平面协议栈用户平面协议栈l 组成组成：由用户面由UE与eNode B的对等协议层组成l 功能功能： UE与eNode B之间数据传输、数据完整性保护、头压缩、加密、调度、ARQ和HARQ数据重传控制平面协议栈l 组成组成：NAS层在UE和MME间形成对等层；其它层在UE和eNode B间形成对等层l 功能功能：用户接入控制、数据安全保障、移动性管理、无线资源管理、UE与MME间的信令处理 小区搜索信令流程小区搜索信令流程
4、 随机接入信令流程随机接入信令流程 RRC连接建立信令流程连接建立信令流程 开机附着流程开机附着流程UE发起的发起的service request流程流程网络发起的网络发起的pagingpaging流程流程去附着去附着基本信令流程小区搜索信令流程小区搜索小区搜索：若UE要接入到LTE小区，必须首先进行小 区搜索过程，包括一系列同步阶段l 初始同步：UE之前未连接到LTE小区l 新小区识别：UE已经连接到LTE小区且正在检测相邻小区随机接入信令流程随机接入随机接入：UE选择合适的小区进行驻留以后, 就可以发起初始的随机接入过程作用：作用：UE只有通过随机接入过程, 与系统的上行同步以后, 才能够
5、被系统调度来进行上行的传输基于竞争的随机接入过程如何竞争？如何竞争？ 结点B会通知UE其所期待接收到的前导序列功率，UE根据此目标值来设置初始前导序列的发射功率并发送给结点B，如果结点B检测到UE发送的前导序列，就会给UE响应。为何无竞争？为何无竞争？ 特定场景下结点B会通过对UE分配专门的前导序列避免竞争，以减少随机接入的时延，这在切换场景非常必要随机接入信令流程无竞争的随机接入过程RRC连接建立信令流程连接建立信令流程第一步：连接建立（包括随机接入过程）第二步：发起安全性激活和无线承载建立开机附着流程（正常）l消息1-5：建立RRC的连接l消息6，9：建立S1的连接l消息9：该消息为MME
6、向eNB发起的初始上下文建立请求，请求eNB建立承载资源，同时带安全上下文，可能带用户无线能力、切换限制列表等参数完成1、2过程标志着NAS signalling connection建立完 UE刚开机时，选到一个suitable或者acceptale小区后，驻留并进行附着过程开机附着流程（正常）l消息13-15：eNB发送完消息13，不需要等到接收消息14，直接发送消息15l 消息15、16：配置完数据/信令无线承载后，再进行的RRC连接重新设置，这样控制面才通知用户面的资源可用l 消息21-25:发生有一定条件，这里是因为检测到User Inactivity ，UE才进行上下文释放开机附着
7、流程（RRC连接建立失败）l T300:计时器l RRC通知授权管理中心（EMM）发送失败，用户可以再次发起attach 开机附着流程（核心网拒绝）步骤步骤9：如果是ESM过程导致的拒绝（比如默认承载建立失败），才会带PDN CONNECTIVITY REJECT消息；如果是EMM层拒绝，会带ATTACH REJECT消息。常见拒绝原因常见拒绝原因：国际移动用户识别IMSI中的移动网号MNC与核心网配置的不一致。 开机附着流程（eNB未等到未等到Initial context setup request消息）消息）l 如果定时器T3410超时，启动T3411，重发消息6l 如果定时器T3411
8、超时，重发attach request 开机附着流程（RRC重配消息丢失或者没收到重配消息丢失或者没收到RRC重配完成消息重配完成消息 或者或者eNB内部配置内部配置UE的安全参数等失败）的安全参数等失败） UE发起的发起的service request流程（正常流程）流程（正常流程） UE在IDLE状态下，需要发送业务数据时，发起service request过程 UE发起的发起的service request流程（正常流程）流程（正常流程）与开机附着流程的区别在于：l 请求不同l 不用建立和激活默认承载默认承载： 用户开机，进行网络附着的同时，为该用户建立一个固定数据速率的默认承载，保证其
9、基本的业务需求UE发起的发起的service request流程（异常流程）流程（异常流程）RRC连接失败，核心网拒绝与开机附着流程的异同与开机附着流程的异同：处理相同eNB未等到Initial context setup request消息， RRC重配消息丢失或者没有建立起一个非GBR承载或者eNB内部配置UE的安全参数等失败与开机附着流程的异同与开机附着流程的异同：处理相同，但service request过程失败没有重发网络发起的网络发起的pagingpaging流程（流程（S_TMSIS_TMSI寻呼）寻呼） UE在IDLE模式下，当网络需要给该UE发送数据（业务或者信令）时，发起寻
10、呼过程。S-TMSI：SAE临时移动用户标识网络发起的网络发起的pagingpaging流程（流程（IMSI寻呼）寻呼） 当网络发生错误需要恢复时（例如S-TMSI不可用），可发起IMSI寻呼，UE收到后执行本地detach，然后再开始attach。IMSI:国际移动用户识别去附着（关机去附着） UE关机时，需要发起去附着流程，来通知网络释放其保存的该UE的所有资源 如果是非关机去附着，则会收到MME的Detach Accept响应消息和eNB的RRC Connection Release消息去附着（IDLE下发起非关机）去附着（CONNECTED下发起非关机）l 不用先建立RRC连接l 通过上行信息传输发送去附着起请求信令总结步骤步骤1：UE为IDLE状态步骤步骤4、8：有激活承载等消息时步骤步骤9：检测到User Inactivity
