td-lte高层信令

大唐移动通信学院大唐移动通信学院 TD-LTE高层信令高层信令 DTM.PX.016.901_v1.0.1 大唐移动校企合作专用教材 课程目标课程目标 参考书目参考书目 ?熟悉熟悉TD-LTE系统协议栈架构系统协议栈架构 ?掌握掌握TD-LTE系统关键的高层信令流程系统关键的高层信令流程 3GPP系统架构演进原理与设计 大唐移动校企合作专用教材 TD-LTE高层信令过程高层信令过程 1.概述概述 2.系统消息系统消息 3.随机接入和随机接入和RRC连接连接 4.端到端业务建立端到端业务建立/释放流程释放流程 5. 移动性管理移动性管理 大唐移动校企合作专用教材 - EUTRAN MME SGW/PGW x2 x2 x2 eNB eNB S1 HSS/AAAPCRFIMS EPC Service Layer EUE eNB 接入网扁平化 核心网全IP化 核心网与业务分离 IMS对业务负责 1.1 TD-LTE网络架构网络架构 1 概述概述 大唐移动© 版权所有 Uu 大唐移动校企合作专用教材 1.2 网元功能网元功能 1 概述概述 大唐移动© 版权所有 Internet eNode B 小区间RRM 无线承载控制 连接移动性控制 无线许可控制 eNodeB测量配置与提供 动态资源分配（调度集） RRC PDCP RLC MAC PHY S-GW 移动性锚定 MME EPS承载控制 Idle状态移动性管理 NAS安全性 S1 E-UTRANEPC P-GW UE IP地址分配 包过滤 大唐移动校企合作专用教材 ?控制平面协议栈控制平面协议栈 1.3 E-Uu接口接口 1 概述概述 大唐移动© 版权所有 大唐移动校企合作专用教材 ?用户平面协议栈用户平面协议栈 1.3 E-Uu接口接口 1 概述概述 大唐移动© 版权所有 大唐移动校企合作专用教材 ? PDCP 子层功能子层功能 PDCP功能功能 头压缩与解压缩 用户面数据传输 切换时对上层 头压缩与解压缩 用户面数据传输 切换时对上层PDU的顺序递交 低层 的顺序递交 低层SDU的重复检测 用户面数据和控制面数据加密 的重复检测 用户面数据和控制面数据加密 以VoIP为例，32字节的有效负荷，IPv6报头增加60字节，IPv4增 加40字节，经过PDCP压缩，这一开销可被压缩成46字节 1.3 E-Uu接口接口 1 概述概述 大唐移动© 版权所有 大唐移动校企合作专用教材 ?控制面协议栈控制面协议栈?用户面协议栈用户面协议栈 上下文管理上下文管理 承载管理承载管理 移动性管理移动性管理寻呼管理寻呼管理 负荷管理负荷管理 S1-flex 1.4 S1接口接口 1 概述概述 GTP-U UDP IP Data Link Layer Physical Layer S1-AP Radio Network Layer Transport Network Layer SCTP IP Data Link Layer Physical Layer 大唐移动© 版权所有 大唐移动校企合作专用教材 ?控制平面协议栈控制平面协议栈? 用户面传输网络层用户面传输网络层 移动性管理移动性管理负载管理负载管理干扰管理干扰管理 1.5 X2接口接口 1 概述概述 GTP-U UDP IP Data Link Layer Physical Layer X2-AP Radio Network Layer Transport Network Layer SCTP IP Data Link Layer Physical Layer 大唐移动© 版权所有 大唐移动校企合作专用教材 NAS: 支持移动性管理功能以及用户面承载的激活、修改与去激活，并 负责NAS信令的加密和完整性保护. ?控制面控制面 NAS RRC RLC MAC Physical Layer RRC RLC MAC Physical Layer SCTP IP L2 relay L1 NAS SCTP IP L2 L1 UEeNodeBMME LTE-UuS1-MME PDCP 1.6 接口转换接口转换 1 概述概述 PDCP 大唐移动© 版权所有 大唐移动校企合作专用教材 ? 用户面用户面 IP RLC MAC L1 PDCP RLC MAC L1 GTP-U UDP/IP L2 relay L1 IP GTP-U UDP/IP L2 L1 UEeNodeB Serving GW LTE-UuS5/S8 PDCP GTP-U UDP/IP L2 L1 GTP-U UDP/IP L2 L1 relay Application S1-U PDN GW 1.6 接口转换接口转换 1 概述概述 大唐移动© 版权所有 大唐移动校企合作专用教材 大唐移动© 版权所有13 1 概述概述 1.7 基本概念基本概念-信道映射信道映射 逻辑信道到传输 信道的映射 大唐移动校企合作专用教材 大唐移动© 版权所有14 1 概述概述 1.7 基本概念基本概念-信道映射信道映射 传输信道到物理 信道的映射 大唐移动校企合作专用教材 大唐移动© 版权所有 业务承载结构业务承载结构 ?EPS承载，建立在UE和P-GW之间 ?无线承载（RB），在UE和eNodeB之间传送EPS数据包，EPS承载与无线承载一一映射 ?S1承载（s1 Bearer），用来传输eNodeB和SGW之间的EPS数据包 ?eNodeB存储无线承载与S1接口之间的一一映射关系，从而在上行链路和下行链路中绑定 无线承载和S1接口 1 概述概述 1.7 基本概念基本概念-业务承载结构业务承载结构 大唐移动校企合作专用教材 RRC协议对于无线承载（Radio Bearer）的定义RRC协议对于无线承载（Radio Bearer）的定义 ?RRC协议定义了三个SRB，也即Signaling RB ?SRB0 ?使用CCCH逻辑信道 ?用于RRC连接建立过程 ?用于RRC连接重建过程 ?SRB1 ?使用DCCH逻辑信道 ?用于传输RRC消息和SRB2建立之前的NAS消息 ?用于初始安全性激活 ?用于建立SRB2 ?SRB2 ?使用DCCH逻辑信道 ?必须在安全性激活后建立 ?用于传输SRB2建立后的NAS直传消息 ?优先级比SRB1低 ?承载业务的RB称为DRB，也即Data RB 1 概述概述 1.7 基本概念基本概念-业务承载结构业务承载结构 大唐移动校企合作专用教材 1 概述概述 1.7基本概念基本概念- RRC协议状态及状态转换协议状态及状态转换 RRC_IDLE RRC_CONNECTED NULL 搜索网络(PLMN) “驻扎”小区(camp on) 无活动 执行注册 PLMN改变与注销 新业务 周期TA超时更新 减少活动，DRX，节电 大唐移动校企合作专用教材 TD-LTE高层信令过程高层信令过程 1.概述概述 2.系统消息系统消息 3.随机接入和随机接入和RRC连接连接 4.端到端业务建立端到端业务建立/释放流程释放流程 5. 移动性管理移动性管理 大唐移动校企合作专用教材 2.1 系统消息的内容系统消息的内容 2 系统消息系统消息 小区范围内对所有UE广播，目的是告诉UE接入层和非接入层的 公共信息，以便UE在发起网络连接前了解网络的配置信息 系统帧号、下行系统带宽、PHICH配置信息 小区选择和驻留相关的信息 公共信道的资源配置信息 系统内同频、异频小区重选信息 异系统小区重选信息 UE通过系统信息可以获得如下信息 大唐移动校企合作专用教材 2.1 系统消息的内容系统消息的内容 2 系统消息系统消息 MIB 系统帧号、下行系统带宽、 PHICH配置信息 SIB 1 其它信息块的调度信息及小区选择 和驻留相关信息 SIB 2公共信道的资源配置信息 SIB 3 小区重选信息（公共参数，使用于 同频、异频及异系统的小区重选） SIB 4同频小区重选信息 SIB 5异频小区重选信息 SIB 6异系统小区重选信息（UTRAN） SIB 7异系统小区重选信息（GERAN） SIB 8异系统小区重选信息（cdma2000） SIB 9家庭eNode B的名称 SIB 10ETWS的主要通知信息 SIB 11ETWS的次要通知信息 SIB12CMAS的告警通知信息 系统消息说明系统消息说明 大唐移动校企合作专用教材 2.2 系统消息广播和更新系统消息广播和更新 2 系统消息系统消息 小区选择/重选 切换完成 从其它RAT重选进入EUTRAN 重新进入覆盖区域 收到系统信息更新指示 超过最大有效时间 接收广播消息的情况 RRC_idle状态：MIB、SIB1、SIB2、SIB3SIB8（根据UE能力及网络配置） RRC_connected状态：MIB、SIB1、SIB2 UE在不同状态下需要读取的系统信息 大唐移动校企合作专用教材 2.2 系统消息广播和更新系统消息广播和更新 2 系统消息系统消息 系统消息广播系统消息广播 UE eNodeB Master Information Block System Information Block Type 1 System Information eNodeB周期发 送系统消息 UE自动进行接收 大唐移动校企合作专用教材 2.2 系统消息广播和更新系统消息广播和更新 2 系统消息系统消息 系统消息更新系统消息更新 下发Paging消息，并且消息中携带IE“System Info Modification” 通过寻呼消息通知系统信息变更 修改SIB1中的IE“System Info value tag”取值，当UE发现该值与自 己保存的值不同时，重新读取信息信息 修改SIB1中的value tag值 大唐移动校企合作专用教材 TD-LTE高层信令过程高层信令过程 1.概述概述 2.网络启动网络启动 3.随机接入和随机接入和RRC连接连接 4.端到端业务建立端到端业务建立/释放流程释放流程 5. 移动性管理移动性管理 大唐移动校企合作专用教材 3 随机接入和随机接入和RRC连接连接 3.1 随机接入随机接入 3.2 RRC连接连接 大唐移动校企合作专用教材 3.1 随机接入随机接入 3 随机接入和随机接入和RRC连接连接 取得与eNodeB的上行同步 申请上行资源 随机接入的作用 RRC_IDLE状态的UE发起初始接入 无线链路失败后重新建立连接 切换过程 RRC_CONNECTED状态的UE，有上行数据到达（如UE处于上行失步状态， 或没有PUCCH资源传输SR请求） RRC_CONNECTED状态的UE，下行数据到达（如UE处于上行失步状态） 辅助定位，网络利用随机接入获取时间提前量 随机接入的应用场景 基于竞争的随机接入（应用于前六种场景） 基于非竞争的随机接入（只应用于后四种场景） 随机接入的分类 大唐移动校企合作专用教材 3.1 随机接入随机接入 3 随机接入和随机接入和RRC连接连接 竞争随机接入竞争随机接入 ?Msg1：UE在RACH上发送随机接入前导； ?Msg2：eNode B的MAC层产生随机接入 响应，映射到DL-SCH上发送； ?Msg3：第一次调度传输，RRC信令映射 到UL-SCH上发送 ?初始接入时，承载RRC建立请求； ?连接重建时，承载RRC重建请求； ?切换时，承载RRC重配置完成； ?上下行数据传输时，传输C-RNTI； ?Msg4：由eNodeB的RRC层产生，映射 到DL-SCH上发送。 UEeNB Random Access Preamble1 Random Access Response2 Scheduled Transmission3 Contention Resolution4 大唐移动校企合作专用教材 3.1 随机接入随机接入 3 随机接入和随机接入和RRC连接连接 非竞争随机接入非竞争随机接