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LTE信令基础知识介绍,实现网络与终端之间的默契配合、 步调一致，离不开高效完善的控制信令设计,主要内容,LTE网络架构 空中接口协议架构 基本信令流程 信令流程总结,LTE网络架构,3GPP 系统架构的演进：SAE 系 统 演 进 空口的演进：E-UTRA和E-UTRAN,核心网：负责对用户终端的全面控制和有关承载的建立,接入网：负责与无线相关的功能,E-UTRAN总体架构,接入网关： MME：移动性管理实体 S-GW：服务网关 接口： S1：连接eNode B与EPC（核心网） X2：连接eNode B之间,UE,E-UTRAN,Uu,Uu：连接UE与E-UTRAN（接入网）,空中接口,UE的模式： 空闲模式(Idle 状态)：UE 开机后停留在空闲模式下 连接模式 相互转化： UE完成RRC连接建立后，从空闲模式转到连接模式 当RRC连接释放后，UE从连接模式到空闲模式,空中接口协议架构,协议分层： 物理层：数据纠错和重传，提供物理信道 MAC（物理接入控制）层：物理信道和逻辑信道的映射，信息的交互 RLC（无线链路控制）层：RLC负责可靠性和正确性数据传输 PDCP（分组数据汇聚协议）层：可靠性和正确性数据传输 RRC（无线资源控制）层：负责UE与eNode B间的信令交互,空中接口协议架构,空中接口协议栈根据用途分为： 用户平面协议栈 控制平面协议栈,用户平面协议栈,组成：由用户面由UE与eNode B的对等协议层组成 功能： UE与eNode B之间数据传输、数据完整性保护、头压缩、加密、调度、ARQ和HARQ数据重传,控制平面协议栈,组成：NAS层在UE和MME间形成对等层；其它层在UE和eNode B间形成对等层 功能：用户接入控制、数据安全保障、移动性管理、无线资源管理、UE与MME间的信令处理,小区搜索信令流程 随机接入信令流程 RRC连接建立信令流程,开机附着流程 UE发起的service request流程 网络发起的paging流程 去附着,基本信令流程,小区搜索信令流程,小区搜索：若UE要接入到LTE小区，必须首先进行小 区搜索过程，包括一系列同步阶段 初始同步：UE之前未连接到LTE小区 新小区识别：UE已经连接到LTE小区且正在检测相邻小区,随机接入信令流程,随机接入：UE选择合适的小区进行驻留以后, 就可以发起初始的随机接入过程 作用：UE只有通过随机接入过程, 与系统的上行同步以后, 才能够被系统调度来进行上行的传输,基于竞争的随机接入过程,如何竞争？ 结点B会通知UE其所期待接收到的前导序列功率，UE根据此目标值来设置初始前导序列的发射功率并发送给结点B，如果结点B检测到UE发送的前导序列，就会给UE响应。,为何无竞争？ 特定场景下结点B会通过对UE分配专门的前导序列避免竞争，以减少随机接入的时延，这在切换场景非常必要,随机接入信令流程,无竞争的随机接入过程,RRC连接建立信令流程,第一步：连接建立（包括随机接入过程）,第二步：发起安全性激活和无线承载建立,开机附着流程（正常）,消息1-5：建立RRC的连接 消息6，9：建立S1的连接 消息9：该消息为MME向eNB发起的初始上下文建立请求，请求eNB建立承载资源，同时带安全上下文，可能带用户无线能力、切换限制列表等参数,完成1、2过程标志着NAS signalling connection建立完,UE刚开机时，选到一个suitable或者acceptale小区后，驻留并进行附着过程,开机附着流程（正常）,消息13-15：eNB发送完消息13，不需要等到接收消息14，直接发送消息15 消息15、16：配置完数据/信令无线承载后，再进行的RRC连接重新设置，这样控制面才通知用户面的资源可用 消息21-25:发生有一定条件，这里是因为检测到User Inactivity ，UE才进行上下文释放,开机附着流程（RRC连接建立失败）,T300:计时器 RRC通知授权管理中心（EMM）发送失败，用户可以再次发起attach,开机附着流程（核心网拒绝）,步骤9：如果是ESM过程导致的拒绝（比如默认承载建立失败），才会带PDN CONNECTIVITY REJECT消息；如果是EMM层拒绝，会带ATTACH REJECT消息。 常见拒绝原因：国际移动用户识别IMSI中的移动网号MNC与核心网配置的不一致。,开机附着流程（eNB未等到Initial context setup request消息）,如果定时器T3410超时，启动T3411，重发消息6 如果定时器T3411超时，重发attach request,开机附着流程（RRC重配消息丢失或者没收到RRC重配完成消息 或者eNB内部配置UE的安全参数等失败）,UE发起的service request流程（正常流程）,UE在IDLE状态下，需要发送业务数据时，发起service request过程,UE发起的service request流程（正常流程）,与开机附着流程的区别在于： 请求不同 不用建立和激活默认承载 默认承载： 用户开机，进行网络附着的同时，为该用户建立一个固定数据速率的默认承载，保证其基本的业务需求,UE发起的service request流程（异常流程）,RRC连接失败，核心网拒绝 与开机附着流程的异同：处理相同 eNB未等到Initial context setup request消息， RRC重配消息丢失或者没有建立起一个非GBR承载或者eNB内部配置UE的安全参数等失败 与开机附着流程的异同：处理相同，但service request过程失败没有重发,网络发起的paging流程（S_TMSI寻呼）,UE在IDLE模式下，当网络需要给该UE发送数据（业务或者信令）时，发起寻呼过程。,S-TMSI：SAE临时移动用户标识,网络发起的paging流程（IMSI寻呼）,当网络发生错误需要恢复时（例如S-TMSI不可用），可发起IMSI寻呼，UE收到后执行本地detach，然后再开始attach。,IMSI:国际移动用户识别,去附着（关机去附着）,UE关机时，需要发起去附着流程，来通知网络释放其保存的该UE的所有资源,如果是非关机去附着，则会收到MME的Detach Accept响应消息和eNB的RRC Connection Release消息,去附着（IDLE下发起非关机）,去附着（CONNECTED下发起非关机）,不用先建立RRC连接 通过上行信息传输发送去附着起请求,信令总结,步骤1：UE为IDLE状态 步骤4、8：有激活承载等消息时 步骤9：检测到User Inactivity,