LTE-接口與承載相關(guān)基礎(chǔ)知識

1、1 根底知識1.1 E-RAB在LTE系統(tǒng)中的位置和組成RRt癥貳統(tǒng)中ERABorb y ?鶴S : SFtBEEPS承駁?5田祇載:>MML>< Sli >sctpM )>訊陽倍令總肚佰*3時戦iNibRNEliNibRNElS1AP )>圖1 TD-LTE EPS的承載治理架構(gòu)延續(xù)3GPP的一貫定義,RAB(Radio Access Bearer)為用戶提供從核心網(wǎng)到 UE的數(shù)據(jù)連接 水平,但是在LTE中RAB更名為E-RAB.如圖1所示,LTE的E-RAB從SGW開始到UE結(jié)束, 由S1-U承載和DRB(Data Radio Bearer)串聯(lián)而成,進

2、入 LTE系統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)主要通過 E-RAB 進行傳輸,因此LTE對于業(yè)務(wù)的治理主要是在 E-RAB層次上進行的.為了治理E-RAB,在LTE 系統(tǒng)內(nèi)需要相應(yīng)的信令連接傳輸網(wǎng)元間的限制信令來完成,LTE的信令主要包括三個局部,就是NAS信令、RRC信令和S1 AP信令以及用來傳輸信令的各種實際的承載.另外ERAB的治理主要表達在S1接口的信令中,包括 ERAB的建立、修改和釋放,對于RB的治理也就是空口連接的治理可以看做是 ERAB治理過程的子過程.其中DRB是數(shù)據(jù)無線承載的簡稱,在UE和ENodeB之間傳輸ERAB數(shù)據(jù)包,在DRB和ERAB之間有點到點的映射,是屬于空口 Uu接口的內(nèi)容,同時

3、在 Uu 口還包括SRBSignal Radio Bearer,信令無線承載.作為eNodeB和UE之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ? RB是通過RRC信令 來進行治理的,eNodeB和UE通過RRC信令的交互,完成各種RB的建立、重配和釋放等功能.S1-U承載在ENodeB和SGW之間傳輸數(shù)據(jù),通過 S1AP信令來進行治理的,包括 S1承載 的建立、修改和釋放.S1-AP有專門建立、修改和釋放信令完成這幾個功能.1.2 RB的功能eNodeBRMo BearerPDCP圖2 RB的構(gòu)造RB是eNodeB為UE分配的一系列協(xié)議實體及配置的總稱,包括PDCP 協(xié)議實體、RLC協(xié)議實體以及MAC和PHY分配的一

4、系列資源等.RB是 Uu接口連接eNodeB和UE的通道,在協(xié)議架構(gòu)由下到上包括 PHY、MAC、 RLC和PDCP協(xié)議,任何在Uu接口上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)都要經(jīng)過 RB.RB包括SRB和DRB,SRB是系統(tǒng)的信令消息實際傳輸?shù)耐ǖ?DRB是用戶數(shù)據(jù)實際傳輸?shù)耐ǖ?REO在R.ZC IELEflf, 盞承載已經(jīng)存在倍磺皿I琪逋上的満 息抨連傑建立:垂建零愛播理立OCCII信道上的潔嚴(yán)冼寶全性融 涪后逢立鑲畢貝傳愉息MB砌爭戶業(yè)務(wù)需 理立傳輸毎盧xtrn娠圖3 RB的分類1.2.1 DRB數(shù)據(jù)無線承載 DR是用于傳輸用戶數(shù)據(jù)的無線承載,DRB只有一種,協(xié)議規(guī)定每個UE可以最多有8個DRB用來傳輸不同的業(yè)

5、務(wù).1.2.2 SRB“信令無線承載 SRB 定義為僅僅用于 RRC和NAS消息傳輸?shù)臒o線承載RB . 更具體地講,定義如下三種 SRB:SRB0用于RRC消息,使用 CCCH邏輯信道；message3 4均使用SRB0.SRB1用于RRC消息可能包括含有 NAS消息,SRB1先于SRB2的建立, 所有使用DCCH邏輯信道；message5使用SRB1.SRB2用于NAS消息,使用 DCCH邏輯信道.SRB2要后于 SRB1建立,并 且總是由E-UTRAN在平安激活后進行配置.下行捎帶NAS消息僅僅用于一個依附的流程即在連接成功/失敗的時候使 用：建立/修改/釋放承載.上行捎帶NAS消息僅僅用

6、于在建立連接的過程中傳 輸初始的NAS消息.一旦平安被激活,在 SRB1和SRB2上所有的RRC消息,包括那些包含 NAS或非3GPP消 息,都由PDCP進行完整型保護和加密.NAS各自獨立采用完整性保護和加密生成NAS消息.2 RB的治理RB的治理主要是在 RRC連接的信令傳輸上完成的,Uu 口上的RB包括SRB0、SRB1、SRB2和DRB.接下來介紹RRC連接相關(guān)內(nèi)容.2.1 RRC連接治理圖4 RRC協(xié)議架構(gòu)如上所述,RRC是治理RB的協(xié)議實體,通過RRC信令的交互完成RB的建立、修改以及 釋放等功能.通俗的講 RRC連接指的是UE和eNodeB之間建立的SRB1,由于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定SRB0

7、 是不需要建立的,UE在RRC_IDLE狀態(tài)就可以獲得SRB0的配置和資源,如果需要可以直接使用.系統(tǒng)中業(yè)務(wù)發(fā)起的過程是通過SRB0上傳輸信令建立SRB1,SRB1建立之后UE就進入RRC_Connected狀態(tài)；進而通過SRB1傳輸信令建立 SRB2用來傳輸NAS信令；利用SRB1傳輸 信令建立DRB來傳輸用戶數(shù)據(jù),在業(yè)務(wù)進行過程中通過 SRB1進行治理；當(dāng)業(yè)務(wù)結(jié)束后,SRB1 上傳輸?shù)男帕羁梢詫⑺械?DRB、SRB釋放,使得UE進入到RRC_IDLE狀態(tài),在需要時UE 唯一可以使用的資源就是 SRB0,而且需要在完成隨機接入之后進行.RRC連接建立包括SRB1的建立.E-UTRAN在完成

8、S1連接建立過程前,即在接收 EPC 發(fā)出的UE上下文信息之前,完成 RRC連接的建立.因此,在 RRC連接的初始階段,SRB1的 建立不需要同核心網(wǎng)進行信息的交互,AS平安將不會被激活.當(dāng)接收到EPC發(fā)出的UE上下文后,E-UTRAN使用初始平安激活過程來激活平安包括 加密和完整性保護.激活平安的 RRC消息命令與成功響應(yīng)會得到完整性保護,而加密 只有當(dāng)此過程完成后才開始.也就是說,激活平安消息的響應(yīng)沒有被加密,只有隨后的消息有完整性保護和加密,比方建立 SRB2和DRB的消息.初始平安激活過程啟動后, E-UTRAN發(fā)起SRB2和DRB的建立,也就是在接收到 UE發(fā)出 的初始平安激活確認(rèn)前

9、 E-UTRAN 可以發(fā)起SRB2和DRB的建立.在任何情況下,E-UTRAN 會對用于建立SRB2和DRB的RRC連接重配消息進行加密和完整性保護. 如果初始平安激 活和/或無線承載建立失敗,E-UTRAN應(yīng)釋放RRC連接.2.1.1 RRC連接建立過程與 RRC連接建立相關(guān)的信令包括RRCConnectionSetupRequest , RRCConnectionSetup,RRCConnectionReject , RRCConnectionSetupComplete.其中RRCConnectionSetup消息用于建立 SRB1,無線承載是SRB0,RCL-SA是TM邏輯信道 是CCC

10、H是從E-UTRAN UE的消息RRCConnectionSetup 消息-ASN1STARTRRCConnectionSetup :=SEQUENCErrc-TransactionIdentifierRRC-TransactionIdentifier,criticalExtensionsCHOICE clCHOICE rrcConnectionSetup-r8RRCConnectionSetup-r8-IEs,spare7 NULL,spare6 NULL, spare5 NULL, spare4 NULL,spare3 NULL, spare2 NULL, spare1 NULL,crit

11、icalExtensionsFutureSEQUENCE RRCConnectionSetup-r8-IEs := radioResourceConfigDedicated nonCriticalExtensionSEQUENCERadioResourceConfigDedicated,SEQUENCE OPTIONAL - NeedOP-ASN1STOP2.1.2 RRC連接重配置過程該過程旨在修改RRC連接,包括增加、刪除、修改各種RB ;進行切換,這是由于 LTE沒有單獨定義Intra-LTE的切換信令,對于 UE的切換信令是通過 RRC重配消息完成的；這條 消息還可以的修改和釋放測量的

12、配置.在SRB2建立之前,NAS消息還可以通過這個過程捎帶給UE.發(fā)起RRC連接重配的前提必須是 UE已經(jīng)建立SRB1進入RRC連接狀態(tài),并且已經(jīng)建立了AS平安上下文.該過程包括 RRCConnectionReconfigurationComplete 和 RRCConnectionReconfiguration 消 息,信令無線承載是SRB1 , RLC-SAP是AM ,邏輯信道是DCCH . RRCCo nn ectio nReco nfiguration消息是命令消息,用來修改RRC連接.其可以傳送測量配置、移動限制、包含任何相關(guān)專用NASI息的無線資源配置包含RBs、MA主要配置以及物

13、理信道配置、平安配置.RRCConnectionReconfiguration 消息-ASN1STARTSEQUENCERRCConnectionReconfiguration :=rrc-TransactionldentifierRRC-Transactionldentifier,criticalExtensionsCHOICE c1CHOICErrcConnectionReconfiguration-r8RRCConnectionReconfiguration-r8-IEs,spare7 NULL,spare6 NULL, spare5 NULL, spare4 NULL,spare3 N

14、ULL, spare2 NULL, spare1 NULL,criticalExtensionsFutureSEQUENCE RRCConnectionReconfiguration-r8-IEs := SEQUENCE measConfigMeasConfigOPTIONAL,Need ONmobilityControllnfoMobilityControllnfoOPTIONAL, - Cond HOdedicatedInfoNASListSEQUENCE (SIZE(仁maxDRB) OFnonHODedicatedInfoNASOPTIONAL, - CondradioResource

15、ConfigDedicatedRadioResourceConfigDedicated OPTIONAL, - Cond HO-toEUTRAsecurityConfigHOSecurityConfigHOOPTIONAL,-Cond HOnonCriticalExtensionSEQUENCE OPTIONAL-Need OPhandoverTypeCHOICE intraLTESEQUENCEsecurityAlgorithmConfigSecurityAlgorithmConfigOPTIONAL,-NeedOPkeyChangeIndicatorBOOLEAN,nextHopChain

16、ingCountNextHopChainingCount,interRATSEQUENCEsecurityAlgorithmConfigSecurityAlgorithmConfig,nas-SecurityParamToEUTRAOCTET STRING (SIZE(6),-ASN1STOP2.1.3 RRC連接重建立過程該過程旨在重建 RRC連接,包括SRB1操作的恢復(fù),以及平安的重新激活.處于RRC_CONNECTED狀態(tài)的UE,平安已被激活,可發(fā)起該過程繼續(xù)RRC連接.僅當(dāng)相關(guān)小區(qū)是具有 UE上下文的小區(qū)時,連接重建才會成功.假使 E-UTRAN認(rèn)可重建, SRB1的操作會恢復(fù),而其它

17、 RB將繼續(xù)保持掛起.如果 AS平安沒有被激活,UE不會發(fā)起 該過程,而直接轉(zhuǎn)到 RRC_IDLE狀態(tài).E-UTRAN在如下情況使用此過程：- 重配SRB1,且僅為其恢復(fù)數(shù)據(jù)傳輸；- 重新激活A(yù)S平安不改變算法.RRCConnectionReestablishment消息用于解決競爭和建立SRBs.信令無線承載：SRBORLC-SAP: TM邏輯信道：CCCH方向：從 E-UTRAN至U UERRCCo nn ectio nReestablishme nt 消息-ASN1STARTRRCConnectionReestablishment := rrc-Transactionldentifier

18、 criticalExtensionsSEQUENCERRC-Transactionldentifier：CHOICE c1rrcConnectionReestablishment-r8spare7 NULL,spare6 NULL, spare5 NULL, spare4spare3 NULL, spare2 NULL, spare1CHOICERRCConnectionReestablishment-r8-IEsNULL,NULL,criticalExtensionsFutureSEQUENCE RRCConnectionReestablishment-r8-IEs := SEQUENCE radioResourceConfigDe