LTE信令基礎(chǔ)知識

LTE信令基礎(chǔ)知識介紹2021/5/91實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與終端之間的默契配合、步調(diào)一致，離不開高效完善的控制信令設(shè)計2021/5/92主要內(nèi)容LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)空中接口協(xié)議架構(gòu)基本信令流程信令流程總結(jié)2021/5/93LTE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)對用戶終端的全面控制和有關(guān)承載的建立接入網(wǎng)：負(fù)責(zé)與無線相關(guān)的功能2021/5/94E-UTRAN總體架構(gòu)接入網(wǎng)關(guān)：MME：移動性管理實體S-GW：服務(wù)網(wǎng)關(guān)接口：S1：連接eNodeB與EPC（核心網(wǎng)）X2：連接eNodeB之間2021/5/95UEE-UTRANUuUu：連接UE與E-UTRAN（接入網(wǎng)）空中接口UE的模式：

空閑模式(Idle狀態(tài))：UE開機(jī)后停留在空閑模式下連接模式相互轉(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

2021/5/96空中接口協(xié)議架構(gòu)協(xié)議分層：物理層：數(shù)據(jù)糾錯和重傳，提供物理信道MAC（物理接入控制）層：物理信道和邏輯信道的映射，信息的交互RLC（無線鏈路控制）層：RLC負(fù)責(zé)可靠性和正確性數(shù)據(jù)傳輸PDCP（分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議）層：可靠性和正確性數(shù)據(jù)傳輸RRC（無線資源控制）層：負(fù)責(zé)UE與eNodeB間的信令交互2021/5/97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：用戶平面協(xié)議?？刂破矫鎱f(xié)議棧2021/5/98用戶平面協(xié)議棧

組成：由用戶面由UE與eNodeB的對等協(xié)議層組成

功能：UE與eNodeB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2021/5/99控制平面協(xié)議棧

組成：NAS層在UE和MME間形成對等層；其它層在UE和eNodeB間形成對等層

功能：用戶接入控制、數(shù)據(jù)安全保障、移動性管理、無線資源管理、UE與MME間的信令處理

2021/5/910小區(qū)搜索信令流程

隨機(jī)接入信令流程RRC連接建立信令流程開機(jī)附著流程UE發(fā)起的servicerequest流程網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的paging流程去附著基本信令流程2021/5/911小區(qū)搜索信令流程小區(qū)搜索：若UE要接入到LTE小區(qū)，必須首先進(jìn)行小區(qū)搜索過程，包括一系列同步階段

初始同步：UE之前未連接到LTE小區(qū)

新小區(qū)識別：UE已經(jīng)連接到LTE小區(qū)且正在檢測相鄰小區(qū)2021/5/912隨機(jī)接入信令流程隨機(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)接入過程作用：UE只有通過隨機(jī)接入過程,與系統(tǒng)的上行同步以后,才能夠被系統(tǒng)調(diào)度來進(jìn)行上行的傳輸基于競爭的隨機(jī)接入過程如何競爭？

結(jié)點B會通知UE其所期待接收到的前導(dǎo)序列功率，UE根據(jù)此目標(biāo)值來設(shè)置初始前導(dǎo)序列的發(fā)射功率并發(fā)送給結(jié)點B，如果結(jié)點B檢測到UE發(fā)送的前導(dǎo)序列，就會給UE響應(yīng)。2021/5/913為何無競爭？

特定場景下結(jié)點B會通過對UE分配專門的前導(dǎo)序列避免競爭，以減少隨機(jī)接入的時延，這在切換場景非常必要隨機(jī)接入信令流程無競爭的隨機(jī)接入過程2021/5/914RRC連接建立信令流程第一步：連接建立（包括隨機(jī)接入過程）第二步：發(fā)起安全性激活和無線承載建立2021/5/915開機(jī)附著流程（正常）消息1-5：建立RRC的連接消息6，9：建立S1的連接消息9：該消息為MME向eNB發(fā)起的初始上下文建立請求，請求eNB建立承載資源，同時帶安全上下文，可能帶用戶無線能力、切換限制列表等參數(shù)完成1、2過程標(biāo)志著NASsignallingconnection建立完

UE剛開機(jī)時，選到一個suitable或者acceptale小區(qū)后，駐留并進(jìn)行附著過程2021/5/916開機(jī)附著流程（正常）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15

消息15、16：配置完數(shù)據(jù)/信令無線承載后，再進(jìn)行的RRC連接重新設(shè)置，這樣控制面才通知用戶面的資源可用

消息21-25:發(fā)生有一定條件，這里是因為檢測到UserInactivity，UE才進(jìn)行上下文釋放2021/5/917開機(jī)附著流程（RRC連接建立失敗）

T300:計時器RRC通知授權(quán)管理中心（EMM）發(fā)送失敗，用戶可以再次發(fā)起attach2021/5/918開機(jī)附著流程（核心網(wǎng)拒絕）步驟9：如果是ESM過程導(dǎo)致的拒絕（比如默認(rèn)承載建立失?。艜DNCONNECTIVITYREJECT消息；如果是EMM層拒絕，會帶ATTACHREJECT消息。常見拒絕原因：國際移動用戶識別IMSI中的移動網(wǎng)號MNC與核心網(wǎng)配置的不一致。2021/5/919開機(jī)附著流程（eNB未等到Initialcontextsetuprequest消息）如果定時器T3410超時，啟動T3411，重發(fā)消息6如果定時器T3411超時，重發(fā)attachrequest2021/5/920開機(jī)附著流程（RRC重配消息丟失或者沒收到RRC重配完成消息或者eNB內(nèi)部配置UE的安全參數(shù)等失?。?021/5/921UE發(fā)起的servicerequest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，發(fā)起servicerequest過程

2021/5/922UE發(fā)起的servicerequest流程（正常流程）與開機(jī)附著流程的區(qū)別在于：

請求不同

不用建立和激活默認(rèn)承載默認(rèn)承載：

用戶開機(jī)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)附著的同時，為該用戶建立一個固定數(shù)據(jù)速率的默認(rèn)承載，保證其基本的業(yè)務(wù)需求2021/5/923UE發(fā)起的servicerequest流程（異常流程）RRC連接失敗，核心網(wǎng)拒絕與開機(jī)附著流程的異同：處理相同eNB未等到Initialcontextsetuprequest消息，RRC重配消息丟失或者沒有建立起一個非GBR承載或者eNB內(nèi)部配置UE的安全參數(shù)等失敗與開機(jī)附著流程的異同：處理相同，但servicerequest過程失敗沒有重發(fā)2021/5/924網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的paging流程（S_TMSI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，發(fā)起尋呼過程。S-TMSI：SAE臨時移動用戶標(biāo)識2021/5/925網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的paging流程（IMSI尋呼）當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生錯誤需要恢復(fù)時（例如S-TMSI不可用），可發(fā)起IMSI尋呼，UE收到后執(zhí)行本地detach，然后再開始attach。IMSI:國際移動用戶識別2021/5/926去附著（關(guān)機(jī)去附著）

UE關(guān)機(jī)時，需要發(fā)起去附著流程，來通知網(wǎng)絡(luò)釋放其保存的該UE的所有資源如果是非關(guān)機(jī)去附著，則會收到MME的DetachAccept響應(yīng)消息和eNB的RRCConnectionRelease消息2021/5/9