TDD-LTE基本信令流程
TDD-LTE 基本信令流程指导书TDD-LTE 基本信令流程指导书网版本 日期 作者 审核 修改记录V1.0 2009-09-14 初版目 录1 概述 .12 TDD-LTE 网络结构概述 .22.1 EPC 与 E-UTRAN 功能划分 .32.2 E-UTRAN 接口的通用协议模型 .42.3 S1 接口 .42.3.1 S1 接口的用户平面 .52.3.2 S1 接口控制面 .52.4 X2 接口 .62.4.1 X2 接口用户平面 .72.4.2 X2 接口控制平面 .73 典型信令流程分析 .93.1 开机附着流程 .93.2 UE 发起的 service request 流程 .103.3 网络发起的 paging 流程 .113.4 关机去附着 .113.5 切换流程 .123.6 空口 RRC 信令 .141 概述对信令的理解和熟悉有助于在网络规划和优化过程中定位问题，因此是网络优化的必备能力。通常遇到问题，我们需要结合网络侧（后台信令跟踪）和终端侧两边的信令，共同分析。本文首先介绍了 LTE 网络架构及各个接口；接着详细描述了 TDD-LTE的空口的信令流程，希望对读者学习 LTE 有所帮助。2 TDD-LTE 网络结构概述LTE 的系统架构分成两部分，包括演进后的核心网 EPC（MME/S-GW）和演进后的接入网 E-UTRAN。演进后的系统仅存在分组交换域。LTE 接入网仅由演进后的节点 B（evolved NodeB）组成，提供到 UE 的E-UTRA 控制面与用户面的协议终止点。eNB 之间通过 X2 接口进行连接，并且在需要通信的两个不同 eNB 之间总是会存在 X2 接口。LTE 接入网与核心网之间通过 S1 接口进行连接，S1 接口支持多多联系方式。与 3G 网络架构相比，接入网仅包括 eNB 一种逻辑节点，网络架构中节点数量减少，网络架构更加趋于扁平化。扁平化网络架构降低了呼叫建立时延以及用户数据的传输时延，也会降低 OPEX 与 CAPEX。由于 eNB 与 MME/S-GW 之间具有灵活的连接（S1-flex） ，UE 在移动过程中仍然可以驻留在相同的 MME/S-GW 上，有助于减少接口信令交互数量以及 MME/S-GW 的处理负荷。当 MME/S-GW 与 eNB 之间的连接路径相当长或进行新的资源分配时，与 UE 连接的 MME/S-GW 也可能会改变。eNBME /S-GWME /S-GWeNBeNBS1 S1S1 S1X2X2X2 E-UTRAN2.1 EPC 与 E-UTRAN 功能划分与 3G 系统相比，由于重新定义了系统网络架构，核心网和接入网之间的功能划分也随之有所变化，需要重新明确以适应新的架构和 LTE 的系统需求。针对 LTE 的系统架构，网络功能划分如下图：eNB 功能：1） 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；2） IP 头压缩与用户数据流加密；3） UE 附着时的 MME 选择；4） 提供到 S-GW 的用户面数据的路由；5） 寻呼消息的调度与传输；6） 系统广播信息的调度与传输；7） 测量与测量报告的配置。MME 功能：1） 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；interteNBRB ContrlConection Mbilty Cont.eNB MeasurmentConfigurtion &PovisDynaic Resource Alocti(Shdl)PDCPHYMEServing GatewyS1MACInter l RMRadio Aisio trolRLE-UTRAN EPCR Mobilty AnchoringSAE Bear ContrlIdle Stae Mobilty HndligNAS ecurity2） 安全控制；3） 空闲状态的移动性管理；4） SAE 承载控制；5） 非接入层信令的加密与完整性保护。服务网关功能：1） 终止由于寻呼原因产生的用户平面数据包；2） 支持由于 UE 移动性产生的用户平面切换。2.2 E-UTRAN 接口的通用协议模型E-UTRAN 接口的通用协议模型如下图所示，适用于 E-UTRAN 相关的所有接口，即 S1 和 X2 接口。E-UTRAN 接口的通用协议模型继承了UTRAN 接口的定义原则，即控制面和用户面相分离，无线网络层与传输网络层相分离。继续保持控制平面与用户平面、无线网络层与传输网络层技术的独立演进，同时减少了 LTE 系统接口标准化工作的代价。 Aplication Protl Transport Netwrk Layr Physical Layer Signaling Ber(s) Transport Uer Network Plan Control Plane User Plane Transport Uer Network Plan Radio Netwrk Layr Dat Ber(s) 2.3 S1 接口S1 接口是 MME/S-GW 网关与 eNB 之间的接口，S1 接口与 3G UMTS 系统 Iu 接口的不同之处在于，Iu 接口连接包括 3G 核心网的 PS 域和 CS域，S1 接口只支持 PS 域。2.3.1 S1 接口的用户平面用户平面接口位于 E-NodeB 和 S-GW 之间，S1 接口用户平面（S1-UP）的协议栈如下图所示。S1-UP 的传输网络层基于 IP 传输，UDP/IP 之上的 GTP-U 用来传输 S-GW 与 eNB 之间的用户平面 PDU。GTP-U 协议具备以下特点：1） GTP-U 协议既可以基于 IPv4/UDP 传输，也可以基于 IPv6/UDP 传输；2） 隧道端点之间的数据通过 IP 地址和 UDP 端口号进行路由；3） UDP 头与使用的 IP 版本无关，两者独立。S1 用户面无线网络层协议功能：1） 在 S1 接口目标节点中指示数据分组所属的 SAE 接入承载；2） 移动性过程中尽量减少数据的丢失；3） 错误处理机制；4） MBMS 支持功能；5） 分组丢失检测机制；2.3.2 S1 接口控制面S1 控制平面接口位于 E-NodeB 和 MME 之间，传输网络层是利用 IP 传输，这点类似于用户平面；为了可靠的传输信令消息，在 IP 曾之上添加了 SCTP；应用层的信令协议为 S1-AP。S1 接口控制面协议栈如下图所示：S1 控制面功能：1） SAE 承载服务管理功能（包括 SAE 承载建立、修改和释放） ；2） S1 接口 UE 上下文释放功能；3） LTE_ACTIVE 状态下 UE 的移动性管理功能（包括 Intra-LTE 切换和Inter-3GPP-RAT 切换） ；4） S1 接口的寻呼；5） NAS 信令传输功能；6） S1 接口管理功能（包括复位、错误指示以及过载指示等）
