LTE-接口與承載相關(guān)基礎(chǔ)知識

/基礎(chǔ)知識E—ＲＡB在LTＥ系統(tǒng)中的位置和組成圖１ＴＤ-LTEＥＰS的承載管理架構(gòu)延續(xù)３ＧＰP的一貫定義，RAＢ(ＲadioAcｃessＢeaｒer）為用戶提供從核心網(wǎng)到ＵE的數(shù)據(jù)連接能力，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（ＤatａRaｄｉｏBｅarer）串聯(lián)而成,進(jìn)入ＬＴE系統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)主要通過E－RAB進(jìn)行傳輸,因此LTE對于業(yè)務(wù)的管理主要是在Ｅ—RAB層次上進(jìn)行的。為了管理E-RＡB,在ＬTE系統(tǒng)內(nèi)需要相應(yīng)的信令連接傳輸網(wǎng)元間的控制信令來完成，LTE的信令主要包括三個部分，就是NAＳ信令、ＲRC信令和S１AＰ信令以及用來傳輸信令的各種實際的承載。另外EＲＡB的管理主要體現(xiàn)在S1接口的信令中,包括ERAB的建立、修改和釋放，對于ＲB的管理也就是空口連接的管理可以看做是ERAＢ管理過程的子過程。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，同時在Ｕu口還包括SRＢ（SignalＲａdioBeａrer，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(jìn)行管理的，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(jìn)行管理的,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。RB的功能圖2RB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?圖３RＢ的分類DRB“數(shù)據(jù)無線承載”DRB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)務(wù)。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在安全激活后進(jìn)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消息僅僅用于在建立連接的過程中傳輸初始的NＡS消息。一旦安全被激活,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(jìn)行完整型保護(hù)和加密。NＡＳ各自獨立采用完整性保護(hù)和加密生成ＮAS消息。RB的管理RＢ的管理主要是在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。RRC連接管理圖4RRC協(xié)議架構(gòu)如上所述，RRC是管理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,因為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定SRB0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(jìn)入RRC_Coｎnｅcted狀態(tài)；進(jìn)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(jìn)行過程中通過SRＢ1進(jìn)行管理；當(dāng)業(yè)務(wù)結(jié)束后,SＲＢ1上傳輸?shù)男帕羁梢詫⑺械腄RＢ、SRＢ釋放,使得ＵE進(jìn)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(jìn)行。RRC連接建立包括SRＢ1的建立。Ｅ-ＵTRＡN在完成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(jìn)行信息的交互,AＳ安全將不會被激活。當(dāng)接收到ＥPC發(fā)出的UE上下文后，Ｅ－UTRＡＮ使用初始安全激活過程來激活安全(包括加密和完整性保護(hù)）。激活安全的RＲC消息（命令與成功響應(yīng))會得到完整性保護(hù)，而加密只有當(dāng)此過程完成后才開始。也就是說，激活安全消息的響應(yīng)沒有被加密,只有隨后的消息有完整性保護(hù)和加密，比如建立SRB２和DRB的消息。初始安全激活過程啟動后，Ｅ—UTＲＡN發(fā)起SRB2和DRB的建立，也就是在接收到UE發(fā)出的初始安全激活確認(rèn)前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(jìn)行加密和完整性保護(hù)。如果初始安全激活和/或無線承載建立失敗,E-UTRAN應(yīng)釋放ＲRＣ連接。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—SAＰ是TＭ，邏輯信道是ＣＣCＨ，是從E-UTＲAN到UE的消息ＲRCＣonnectiｏnSetuｐ消息-—ASN１ＳTＡＲTＲRCConnectionSetup：:= ?ＳEQＵENCE{?rｒc－TｒansactionIdenｔifｉer???RRＣ—TｒａnsactｉonIdｅnｔifier,?critiｃａlExteｎsiｏns ? ??CHOＩＣE｛? c1? ?????? CHOIＣE｛?? rrcＣonnｅctioｎSetup-ｒ8?? ?ＲRCCoｎnectionSeｔｕp－ｒ８—ＩEs， ?ｓpare7NULL，? spａre6NULL，sｐａｒｅ５NUＬL,spare4ＮULＬ,? ?spare3NUＬL，spare2NULL，spaｒe1NＵLL ?}，? cｒiticaｌExｔenｓｉonｓＦutｕrｅ? ＳEQＵENCE{｝ ｝}RRCConnectｉonSetup-r8—IEｓ：：=? ＳEＱUEＮCE{?rａｄioRｅsourｃeConfｉｇDedｉｃatｅｄ RaｄioReｓｏurｃｅCoｎfigDｅｄicaｔed, noｎCrｉticalＥｘteｎsｉon ???SEQUENCE｛｝ ? ? ＯPTIONAＬ?——NeedOＰ｝——ASＮ1SＴO(shè)PRRC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(jìn)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(jìn)入ＲＲC連接狀態(tài)，并且已經(jīng)建立了AS安全上下文。該過程包括RＲCConｎecｔｉonReconfigurａt(yī)ionComplｅｔe和RRＣＣonnｅcｔionＲeconfiguratioｎ消息,信令無線承載是SＲB１,RLC－SＡP是AＭ，邏輯信道是DCCH。RＲＣConneｃtｉonＲeconｆｉguratｉｏn消息是命令消息，用來修改RRC連接.其可以傳送測量配置、移動控制、包含任何相關(guān)專用NAS信息的無線資源配置（包含ＲBｓ、ＭAC主要配置以及物理信道配置）、安全配置.ＲRＣＣonｎｅctｉｏｎReconfiguraｔioｎ消息-－ＡＳＮ1ＳTARTRRＣConneｃｔionRｅconfiｇｕｒatiｏn：：=?SＥQＵENCE{ ｒｒｃ-ＴrａnsactionＩdentｉfｉer ? RRC—TrａｎsactｉonIdeｎｔｉfier， ｃritｉcａlExｔensions?? ? ＣHOICE｛??ｃ1? ? CHOICE{? ?rｒcＣｏnnectiｏｎReｃｏｎfiｇuｒaｔｉon-r8 ?RRCCｏnnectiｏnReconｆiguratiｏｎ—r8－IEs， ??sｐaｒｅ7NＵLL，?? spare6NＵLＬ，spaｒe5NＵLＬ，spａre4NＵＬL， ??spａre３NUＬL,ｓpaｒｅ2NULＬ，spaｒｅ１NＵLL? ｝,??critiｃａlExtenｓioｎｓFｕture? ＳEQUEＮCE｛｝ }｝RRCConnecｔionReconfiｇuｒaｔion—r8－IＥs::＝SEQUENCE{ measＣonfiｇ? ?? ? MeaｓCｏnfiｇ???? ?OＰTＩONAL，?——NeｅdON mobｉlitｙControlInｆo MobｉlｉtyCｏntｒｏｌInfo OＰTIONＡL，?-—CondHＯ dｅdｉｃatedInｆoNASLisｔ? ??ＳEＱUEＮCE(SＩZＥ（１..maｘＤRＢ））OＦ ? ? ?? Ｄedicａt(yī)edInfoNAS ? OPTIONAL， －—CondｎonHＯ radｉoResｏurｃeConｆigDedｉcatｅd? ＲadｉoＲｅｓouｒcｅCｏnfigDedicａｔｅd OＰTIONAL,——CondＨＯ-toEＵTRA seｃurｉtyＣonfｉｇHＯ?????SecurｉtｙＣonfｉgＨＯ ? ?OPTIＯNAL,?-—CoｎdHO nonCritｉcalＥｘtensｉon ???SＥQUＥNCE{}? ? OＰTIONAＬ?－—ＮeeｄＯP｝SeｃｕrityConfｉgHO:：=? ? ＳＥQＵEＮＣE{ handovｅrＴyｐe ?? ?ＣＨOICＥ｛??ｉntｒaLTＥ ??? ??ＳＥQUENＣE{???securityAlgｏｒithmConfiｇ? ?ＳeｃurityＡlgoriｔｈmConｆｉｇ ?OPTＩOＮＡL,?——NeedＯＰ? ?keyＣｈaｎgeIｎdicator ??? BOOLＥAN， ? ｎextHoｐCｈaiｎｉnｇＣoｕｎt ? ＮｅｘtHopＣhaｉninｇCount ?｝， ?iｎterRAT??? ???ＳEＱUEＮＣE{ seｃurｉtyAlgｏｒitｈmConｆig ??ＳecuｒitｙAｌgoritｈmＣoｎfｉg, ??nas—ＳｅcuｒityParａmＴoEＵＴＲＡ ??ＯCTETＳTRING（ＳIＺE(６）） ｝?}, .。。}--ＡSN1STOＰＲRＣ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)，以及安全的重新激活。處于RRＣ＿ＣＯＮNECＴＥD狀態(tài)的ＵE,安全已被激活,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RB將繼續(xù)保持掛起。如果AS安全沒有被激活，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ＡS安全不改變算法。RRCCoｎｎeｃtionReestaｂlishｍent消息用于解決競爭和建立ＳRBs。信令無線承載:SRＢ0RＬＣ-ＳAP:ＴＭ邏輯信道：CCCH方向：從EUTRAＮ到UERＲCＣonnｅｃｔｉoｎReestabｌisｈmeｎｔ消息-－ASN1STＡRＴRRCConnectiｏnReeｓtabliｓhment：:=?SＥＱUENCE{ rｒc—TransaｃtiｏnＩdentｉfier???RRＣ－TrａnsactionIｄentifier， cｒitｉcalＥxtensions ?? CHOICE｛ ?ｃ１? ? ?? CHOICＥ{???rrｃＣoｎｎectionＲeestａbｌｉsｈment—ｒ8??RRCＣoｎneｃtioｎRｅｅstabliｓｈｍｅnｔ-r８-IEｓ， ??spare７NＵLＬ，?? sｐarｅ６ＮULL,sｐare５NULL,sｐare4 NUＬL， spare3ＮULL，sparｅ2ＮULＬ,sparｅ1 NULL ?｝，??criticalEｘtｅnsionsFuture ? ＳＥＱUEＮCＥ｛}?}}RＲＣCｏｎnectionRｅeｓtablｉｓhmｅｎt-r8—IＥs：：=SEQUＥNＣE{ radiｏReｓoｕrｃeConｆigDedｉｃatｅd ?RａdioRｅｓou