TDD-LTE基本信令流程指导书..doc

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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 1 2 TDD-LTE网络结构概述 2 2.1 EPC与E-UTRAN功能划分 3 2.2 E-UTRAN接口的通用协议模型 4 2.3 S1接口 4 2.3.1 S1接口的用户平面 5 2.3.2 S1接口控制面 5 2.4 X2接口 6 2.4.1 X2接口用户平面 7 2.4.2 X2接口控制平面 7 3 典型信令流程分析 9 3.1 开机附着流程 9 3.2 UE发起的service request流程 10 3.3 网络发起的paging流程 11 3.4 关机去附着 11 3.5 切换流程 12 3.6 空口RRC信令 14 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。 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。 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: 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; IP头压缩与用户数据流加密; UE附着时的MME选择; 提供到S-GW的用户面数据的路由; 寻呼消息的调度与传输; 系统广播信息的调度与传输; 测量与测量报告的配置。 MME功能: 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; 安全控制; 空闲状态的移动性管理; SAE承载控制; 非接入层信令的加密与完整性保护。 服务网关功能: 终止由于寻呼原因产生的用户平面数据包; 支持由于UE移动性产生的用户平面切换。 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。 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。 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: GTP-U协议既可以基于IPv4/UDP传输,也可以基于IPv6/UDP传输; 隧道端点之间的数据通过IP地址和UDP端口号进行路由; 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: 在S1接口目标节点中指示数据分组所属的SAE接入承载; 移动性过程中尽量减少数据的丢失; 错误处理机制; MBMS支持功能; 分组丢失检测机制; S1接口控制面 S1控制平面接口位于E-

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