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1、黄勇 2013年08月,TD-LTE信令流程 分析,主要内容,基本概念 网络架构 协议栈结构 接口功能 UE的工作模式与状态 无线承载的分类 NAS消息分类 空口基本信令流程 系统消息 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 S1释放流程 移动性管理 TAU 切换 小区重选 附录,LTE网络结构,MME:移动性管理实体 PCRF:负责策略和计费控制 SGSN:业务GPRS支撑节点 HSS: 归属用户服务器,网络实体,整个T
2、D-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
3、 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,LTE网络实体,EPC与E-UTRAN功能划分,EPC,EUTRAN,UU,LTE中核心网演进方向为EPC演进核心网(Evolved Packet Core),包含MME (Mobility Management Entity)和S-GW(Serving Gateway),无线接入网UTRAN(Universal Terrestrial Radio Access Network)演进方向为EUTRAN(Evolved UTRAN)。EPC和EUTRAN合称EPS演进分组系统(Evolv
4、ed Packet System),EPC与E-UTRAN功能划分,EPC与E-UTRAN功能简述,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
5、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、合法监听、上下行业务级的收费、上下行业务级速率控制等,功能概述,网元间控制面整体协议栈,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 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,而LTE仅存在一个MAC
6、实体,控制面协议栈,网元间用户面整体协议栈,安全方面的功能,用户面的加密和解密功能由PDCP子层完成,而3G中用户数据的加密和解密由RLC和MAC层完成 仅存在一个MAC实体 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,用户面协议栈,网元间用户面整体协议栈,用户面协议内部的关系,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,用户面协议内部的关系,MAC(Media Access Control)功能: 信道映射 传输格式选择(调制方式、信道编码) 逻辑信道复用、解复用 动态调度 混合重传,用户面协议内部的关系,RLC(Radi
7、o Link Control)功能: 分段和级联 ARQ功能 轮询 重组 重排序 按序递交 RLC重建立 PDU重分段,用户面协议内部的关系,PDCP(Packet Data Convergence Protocol )功能: 头压缩和解压缩 用户数据传输 支持无损SRNS重定位 完整性保护(控制面) 加密/解密(用户面) 重复检测(重建立) 定时丢弃(QOS低时延),用户面协议内部的关系,S1接口协议栈,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
8、误处理机制; MBMS支持功能; 分组丢失检测机制;,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;,S1接口,X2接口协议栈,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,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
9、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,3GPP各状态间转换,当存在RRC连接时,UE处于RRC连接状态,否则为RRC IDLE状态,各系统状态转移图,UE各状态说明,RRC状态,LTE中的承载,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,Bear(承载) in LTE,无线承载分类,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 SR
10、B0: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) RRCConn
11、ectionSetupComplete 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消息种类见附录,根据承载内容分类,NAS消息其他承载方式,NAS消息,NAS消息可分为ESM消息和EMM消息,具体如下: ESM (EPS session management)EPS会话管理,建立和维护UE和PDN GW之间的IP连接。包括:1)网络侧激活、去激活和修改EPS承载上下文;2)UE请求资源(跟PDN的IP连接,以及专用承载资源) EMM(
12、EPS Mobility Management)的一般过程主要包括:GUTI(全球唯一临时标识)重分配过程、鉴权过程、安全模式命令过程、标识过程、Attach、Detach等几个模块功能。这些过程都是在非接入层信令连接建立基础上才发起的。,二、空口基本信令流程,系统消息 随机接入 寻呼 RRC连接建立、重配、重建立、释放 测量,系统消息(36.331),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
13、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,系统消息(36.331),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
14、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,各系统消息作用,系统消息功能说明,随机接入过程(36.300),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,
15、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),竞争接入过程,非竞争接入过程,随机接入实现的基本功能,随机接入的使用场景,基于竞争的随机接入(2-1),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PR
16、ACH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,并映射到UL-SCH上的CCCH逻辑信道上发送,基于竞争的随机接入过程2-1,基于竞争的随机接入过程2-2,基于竞争的随机接入(2-2),针对不同的场景,Msg3包含不同的内容 初
17、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,基于非竞争的随机接入,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,此前缀码不再BCH上广播的集合中 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PRA
18、CH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,基于非竞争的随机接入过程,寻呼(36.300,36.331),寻呼消息的读取,系统信息改变,RRC协议介绍,控制面协议RRC协议,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,RRC连接建立过程,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
19、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,R
20、RC连接,建立成功,RRC连接,网络侧拒绝,RRC连接建立,RRC连接重建立过程,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
21、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,RRC连接重建,RRC连接重配置过程,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
22、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,RRC连接重配,RRC信令消息简化,RRC信令简化,RRC连接释放过程,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
23、,RRC连接释放,RRC连接释放,RRC过程场景总结,RRC过程总结,测量概述,测量(36.331),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CDMA200
24、0 HRPD或CDMA2000 1xRTT的系统间测量,测量下达,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,测量配置下发,测量报告上报,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A1A5,B1,B2 上报次数为
25、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) 触发事件有A1A5,B1,B2 上报次数为多次 上报间隔配置有效,测量上报,三、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 S1释放流程,Attach和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
26、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(Non-GBR业务)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,Attach与Detach过程,UE开机Attach过程,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,Attach信令流程 E-UTRA
27、N部分,PDN CONNECTIVITY REQUEST消息携带在Attach Request的ESM message container中。 如果消息9中携带了Ue Radio Capability IE,则eNB不会发送UECapabilityEnquiry,即没有10-12过程,UE的EUTRAN无线能力信息如果发生改变,需要先Detach再Attach,Attach过程说明,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
28、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、Activa
29、te 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 SecurityModeComman
30、d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eN
31、B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。,Attach流程说明,Connected UE initiated Detach,Detach信令流程连接态UE发起,Connected UE initiated Detach说明,处在RRC_CONN
32、ECTED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DLI
33、nformationTransfer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。,连接态UE发起Detach流程说明,MME发起 Detach,MME发起的Detach过程与UE发起的类似,只是Detach Request由MME发起
34、,Detach信令流程连接态MME发起,Service Request 概述,Service Request过程,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
35、下行数据达到发起的service request相当于被叫接入,UE triggered Service Request,MME triggered Service Request,被叫业务,网络通过Paging引发UE发起该过程,E-RAB建立过程,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
36、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。,E-RAB建立概述,E-RAB建立过程,EPS Bear可以划分为两大类: GBR(Guranteed Bit Rate) 和 NonGBR。 所谓GBR,是指承载要求的比特速率被网络“永久”恒定的分配,即使在网络资源紧张的情况下,
37、相应的比特速率也能够保持。 EPS系统中,为了提高用户体验,减小业务建立的时延,真正实现用户的“永远在线”,引入了默认承载(Default Bearer)的概念,即在用户开机,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,保证其基本的业务需求,默认承载是一种NonGBR承载。一般来说,每个PDN连接都对应着一个Default Bearer和一个IP Address,只有在UE和PDN都支持IPV4,IPV6双协议栈,一个PDN连接才有可能对应两个Default Bearer和IP Address 。 为了给相同IP地址的UE提供具有不同QoS保障的业务,如视频通话,移动电视等,需
38、要在UE和PDN 之间建立一个或多个Dedicated EPS Bear。连接到相同PDN的其他EPS承载称为专有承载,运营商可以根据PCRF(Policy And Charging Resource Function)定义的策略,将不同的数据流映射到相应的Dedicated EPS Bear上,并且对不同的EPS Bear采用不同的QoS机制。专有承载可以是GBR承载,也可以是NonGBR承载。,E-RAB建立概述-2,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,UE请求的E-RAB建立流程,E-RAB修改过程,
39、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
40、两种类型,PDN GW发起E-RAB修改流程(修改QoS),修改E-RAB的Qos,PDN GW发起E-RAB修改流程(不修改QoS),不修改E-RAB的Qos,UE请求的E-RAB修改流程,E-RAB释放概述,E-RAB释放过程,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
41、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),PDN GW发起的承载释放流程,当释放默认承载时,为detach过程,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,UE或MME发起的PDN连接释放流程,UE的最后一个PDN连接释放不可由UE或MME发起,S1释放流程,功能:释放UE的信令面和数据面,使UE从ECM-CONNECTED 到 ECM-IDLE态,释放eNodeB中有关UE的上下文信息 。 触发流程: 1、eNod
42、eB触发,原因:O&M Intervention, Unspecified Failure, User Inactivity, Repeated RRC signalling Integrity Check Failure, Release due to UE generated signalling connection release, CS Fallback triggered, Inter-RAT Redirection, etc. 2、MME触发,原因:authentication failure, detach, not allowed CSG cell 等。,四、移动性管理,TA
43、U 切换 小区重选,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 (Tracking Area Update,TAU),TAU概述,TA和TAI,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,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,
44、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,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
45、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,TAU的作用,IDLE TAU流程-1,TAU Request中含ACTIVE标识,用户完成TAU后可继续进行数据业务传输,IDLE TAU流程-2,TAU Request中不含ACTIVE标识,TAU完成后释放连接,CONNECTED-TAU流程,连接态TA
46、U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,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
47、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,切换概述,eNB内的切换,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
48、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,切换概述,eNB内切换 信令流程,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,基于X2口的切换-2,两个eNB之间切换,MME不变,切换完成 信令流程,基于S1接口的切换,小区重选概述,小区重选(cell reselection)指UE在空闲模式
49、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,概念和分类,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RRCConnectionRel
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