1、配色参考方案：以下为三组配色方案。（仅供参考）TD-LTE信令流程分析交流配色参考方案：以下为三组配色方案。（仅供参考）主要内容 基本概念 网络架构 协议栈结构 接口功能 UE的工作模式与状态 无线承载的分类 NAS消息分类 空口基本信令流程 系统消息 随机接入 寻呼 RRC连接建立、重配、重建立、释放 测量 端到端业务建立 /释放相关流程 Attach流程 Detach流程 Service Request过程 专用承载建立流程 专用承载修改流程 专用承载释放流程 S1释放流程 移动性管理 TAU 切换 小区重选 附录配色参考方案：以下为三组配色方案。（仅供参考）LTE网络结构基 本 概 念
2、网 络 架构 MME：移动性管理实体 PCRF：负责策略和计费控制 SGSN：业务 GPRS支撑节点 HSS： 归属用户服务器配色参考方案：以下为三组配色方案。（仅供参考）网络实体 整个 TD-LTE系统由 3部分组成： 核心网 （ EPC, Evolved Packet Core ） 接入网 （ eNodeB） 用户设备 （ UE） EPC分为三部分： MME (Mobility Management Entity, 负责信令处理部分） S-GW (Serving Gateway , 负责本地网络用户数据处理部分） P-GW (PDN Gateway，负责用户数据包与其他网络的处理 ) 接入
3、网（也称 E-UTRAN）由 eNodeB构成 网络接口 S1接口： eNodeB与 EPC X2接口： eNodeB之间 Uu接口： eNodeB与 UENOTE: 和 UMTS相比，由于 NodeB 和 RNC 融合为网元 eNodeB ,所以 TD-LTE少了 Iub接口。X2接口类似于 Iur接口， S1接口类似于 Iu接口基 本 概 念 网 络 架构LTE网络实体配色参考方案：以下为三组配色方案。（仅供参考）EPC与 E-UTRAN功能划分 基 本 概 念 网 络 架构EPCEUTRAN配色参考方案：以下为三组配色方案。（仅供参考）EPC与 E-UTRAN功能简述 eNB功能： 无线
4、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； EPC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。 PDN网关功能： 逐用户数据包的过滤和检查 用户 IP
5、分配、合法监听、上下行业务级的收费、上下行业务级速率控制等基 本 概 念 网 络 架构功能概述配色参考方案：以下为三组配色方案。（仅供参考）网元间控制面整体协议栈 控制平面 RRC协议数据的加解密和完整性保护功能，在 LTE中交由 PDCP层完成 与 3G的异同： 3G中控制平面不存在 PDCP协议栈，由 RLC层提供无线信令承载 SRB RLC层依然提供 TM/UM /AM三种传输模式 3G中 UM/AM传输模式下的加密由 RLC层实现， TM模式下的加密由 MAC层实现 3G中含有多个 MAC实体： MAC-b, MAC-c/sh, MAC-d, MAC-hs，而 LTE仅存在一个MAC实
6、体基 本 概 念 协议栈结 构控制面协议栈配色参考方案：以下为三组配色方案。（仅供参考）网元间用户面整体协议栈 安全方面的功能，用户面的加密和解密功能由 PDCP子层完成，而 3G中用户数据的加密和解密由 RLC和 MAC层完成 仅存在一个 MAC实体 3G中 PDCP层仅用于承载 PS业务，广播和多播业务由 BMC层协议承载基 本 概 念 协议栈结 构用户面协议栈配色参考方案：以下为三组配色方案。（仅供参考）用户面协议内部的关系层 2协议架构（ DL） 层 2协议架构（ UL）逻辑信道、传输信道和物理信道映射关系见附录基 本 概 念 协议栈结 构配色参考方案：以下为三组配色方案。（仅供参考）
7、S1接口协议栈UDP/IP之上的 GTP-U用来传输 S-GW与eNB之间的用户平面 PDUS1用户面主要功能为 :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； 控制层为了可靠的传输信令消息，在 IP层之上添加了 SCTP S1控制面主要功能： EPC承载服务管理功能； S1 接口 UE上下文释放功能； ACTIVE状态下 UE的移动性管理功能 S1接口的寻呼； NAS信令传输功能； 漫游于区域限制支持功能； NAS节点选择功能； 初始上下文建立过程；基 本 概 念 接口功能S1接口配色参考方案：以
8、下为三组配色方案。（仅供参考）X2接口协议栈 X2接口用户面提供 eNB之间的用户数据传输功能 X2-U接口协议栈与 S1-U接口协议栈完全相同LTE系统 X2接口的定义采用了与 S1接口一致的原则 X2接口应用层协议主要功能：支持 LTE_ACTIVE状态下 UE的 LTE接入系统内的移动性管理功能；X2接口自身的管理功能，如错误指示、X2接口的建立与复位，更新 X2接口配置数据等；负荷管理功能。基 本 概 念 接口功能X2接口配色参考方案：以下为三组配色方案。（仅供参考）3GPP各状态间转换当存在 RRC连接时， UE处于 RRC连接状态，否则为 RRC IDLE状态基 本 概 念 UE的
9、工作模式与状 态各系统状态转移图配色参考方案：以下为三组配色方案。（仅供参考）UE各状态说明状 态 行 为RRC_IDLE PLMN选择NAS配置的 DRX过程系统信息广播和寻呼邻小区测量小区重选的移动性UE获取 1个 TA区内的唯一标识eNodeB内无终端上下文RRC_CONNECTED 网络侧有 UE的上下文信息网络侧知道 UE所处小区网络和终端可以传输数据网络控制终端的移动性邻小区测量存在 RRC连接 :UE可以从网络侧收发数据监听共享信道上指示控制授权的控制信令UE可以上报信道质量给网络侧UE可以根据网络配置进行 DRX基 本 概 念 UE的工作模式与状 态RRC状态配色参考方案：以下
10、为三组配色方案。（仅供参考）UE各状态说明基 本 概 念 UE的工作模式与状 态NAS状态EMM state model in UEEMM state model in MMEECM state model in UEFigure 4.6.4-4: ECM state model in MMEIn the EMM DEREGISTERED state, the EMM context in MME holds no valid location or routing information for the UE. The UE is not reachable by a MME, as the
11、 UE location is not known.In the EMM-DEREGISTERED state, some UE context can still be stored in the UE and MME, e.g. to avoid running an AKA procedure during every Attach procedure.The UE enters the EMM-REGISTERED state by a successful registration with an Attach procedure to either E-UTRAN or GERAN
12、/UTRAN. The MME enters the EMM-REGISTERED state by a successful Tracking Area Update procedure for a UE selecting an E-UTRAN cell from GERAN/UTRAN or by an Attach procedure via E-UTRAN. In the EMM-REGISTERED state, the UE can receive services that require registration in the EPS. 见 3GPP23.401,4.6节配色
13、参考方案：以下为三组配色方案。（仅供参考）LTE中的承载 Radio Bearer承载空口 RRC信令和 NAS信令 S1 Bearer 承载 eNB与 MME间 S1-AP信令 NAS消息也可作为 NAS PDU附带在 RRC消息中发送基 本 概 念 无 线 承 载 的分 类Bear(承载 ) in LTE配色参考方案：以下为三组配色方案。（仅供参考）无线承载分类 数据承载为 DRB，通过 eNB为其分配的 PDSCH来承载 信令承载通过 SRB， LTE中有三类 SRB SRB0：承载 RRC消息，映射到 CCCH信道 SRB1：承载 RRC消息，也可承载 NAS消息，映射到 DCCH信道
14、 SRB2：承载 NAS消息，映射到 DCCH信道 UE的 RRC连接未建立时，由 SRB0承载 RRC信令； SRB2未建立时，由 SRB1承载 NAS信令 由于带宽增加，数据传输性能增强， LTE的 RRC消息的数据携带能力显著提升；因此 LTE中所有 NAS消息可填充在 RRC消息中携带传输，进一步精简了信令流程 NAS消息通过四条 RRC消息传递： ULInformationTransfer 和 DLInformationTransfer （由 SRB2承载， SRB2未建立时由SRB1承载） RRCConnectionSetupComplete 和 RRCConnectionReco
15、nfiguration （由 SRB1承载） RRCConnectionSetupComplete（只携带 NAS的初始直传消息）每种 SRB可承载信令内容见附录NAS消息种类见附录基 本 概 念 无 线 承 载 的分 类根据承载内容分类NAS消息其他承载方式配色参考方案：以下为三组配色方案。（仅供参考）NAS消息EMM消息 ESM消息Attach request 、 Attach accept 、 Attach completeAttach rejectDetach request、 Detach acceptTracking area update requestTracking area
16、 update acceptTracking area update completeTracking area update rejectExtended service request 、 Service rejectGUTI reallocation commandGUTI reallocation completeAuthentication request、 Authentication responseAuthentication reject、 Authentication failureIdentity request、 Identity responseSecurity mo
17、de command、 Security mode completeSecurity mode rejectEMM status、 EMM informationDownlink NAS transportUplink NAS transportCS Service notificationActivate default EPS bearer context requestActivate default EPS bearer context acceptActivate default EPS bearer context rejectActivate dedicated EPS bear
18、er context requestActivate dedicated EPS bearer context acceptActivate dedicated EPS bearer context rejectModify EPS bearer context requestModify EPS bearer context acceptModify EPS bearer context rejectDeactivate EPS bearer context requestDeactivate EPS bearer context acceptPDN connectivity request
19、、 PDN connectivity rejectPDN disconnect request、 PDN disconnect rejectBearer resource allocation requestBearer resource allocation rejectBearer resource modification requestBearer resource modification rejectESM information request、 ESM information responseESM statusNAS消息可分 为 ESM消息和 EMM消息，具体如下：ESM (
20、EPS session management)EPS会 话 管理，建立和 维护 UE和 PDN GW之 间 的 IP连 接。包括： 1）网 络侧 激活、去激活和修改 EPS承 载 上下文； 2） UE请 求 资 源 (跟 PDN的 IP连 接，以及 专 用承 载资 源 )EMM（ EPS Mobility Management）的一般 过 程主要包括： GUTI重分配 过 程、 鉴权过 程、安全模式命令 过 程、 标识过 程、 Attach、 Detach等几个模 块 功能。 这 些 过 程都是在非接入 层 信令 连 接建立基 础 上才 发 起的。配色参考方案：以下为三组配色方案。（仅供参考）
21、二、空口基本信令流程 系统消息 随机接入 寻呼RRC连接建立、重配、重建立、释放 测量配色参考方案：以下为三组配色方案。（仅供参考）系统消息（ 36.331） 系统消息的组成 MasterInformationBlock(MIB) 多个 SystemInformationBlocks (SIBs) MIB 承载于 BCCH BCH P-BCH上 包括有限个用以读取其他小区信息的最重要、最常用的传输参数（系统带宽，系统帧号，PHICH配置信息） 时域：紧邻同步信道，以10ms为周期重传 4次 频域：位于系统带宽中央的 72个子载波LTE系统消息PBCH时域映射结构PBCH频域映射结构配色参考方案
22、：以下为三组配色方案。（仅供参考）系统消息（ 36.331） SIBs 除 MIB以外的系统消息，包括 SIB1-SIB12 除 SIB1以外， SIB2-SIB12均由 SI (System Information)承载 SIB1是除 MIB外最重要的系统消息，固定以 20ms为周期重传 4次，即 SIB1在每两个无线帧（ 20ms）的子帧 #5中重传（ SFN mod 2 = 0， SFN mod 8 0）一次，如果满足 SFN mod 8 = 0时，SIB1的内容可能改变，新传一次。 SIB1和所有 SI消息均传输在 BCCH DL-SCH PDSCH上 SIB1的传输通过携带 SI-R
23、NTI（ SI-RNTI每个小区都是相同的）的PDCCH调度完成 SIB1中的 SchedulingInfoList携带所有 SI的调度信息，接收 SIB1以后，即可接收其他 SI消息LTE系统消息配色参考方案：以下为三组配色方案。（仅供参考）各系统消息作用系统消息功能说明配色参考方案：以下为三组配色方案。（仅供参考）随机接入过程（ 36.300） 申请上行资源 与 eNodeB间的上行时间同步 从 RRC-IDLE状态到 RRC-CONNECT的状态转换，即 RRC连接过程，如初始接入和 TAU更新 无线链路失败后的初始接入，即 RRC 连接重建过程 在 RRC-CONNECTED状态，未获
24、得上行同步但需发送上行数据和控制信息或虽未上行失步但需要通过随机接入申请上行资源 在 RRC-CONNECTED状态，从服务小区切换到目标小区 在 RRC-CONNECTED状态，未获得上行同步但需接收下行数据 在 RRC-CONNECTED状态， UE位置辅助定位需要，网络利用随机接入获取时间提前量（ TA: Timing Advance）竞争接入过程非竞争接入过程无线网基本信令流程 随机接入随机接入实现的基本功能随机接入 的使用场景配色参考方案：以下为三组配色方案。（仅供参考）基于竞争的随机接入（ 2-1） UE随机选择 preamble码发起 Msg1：发送 Preamble码 eNB可
25、以选择 64个 Preamble码中的部分或全部用于竞争接入 Msg1承载于 PRACH上 Msg2：随机接入响应 Msg2由 eNB的 MAC层组织，并由DL_SCH承载 一条 Msg2可同时响应多个 UE的随机接入请求 eNB使用 PDCCH调度 Msg2，并通过 RA-RNTI进行寻址， RA-RNTI由承载Msg1的 PRACH时频资源位置确定 Msg2包含上行传输定时提前量、为 Msg3分配的上行资源、临时 C-RNTI等 Msg3：第一次调度传输 UE在接收 Msg2后，在其分配的上行资源上传输 Msg3，并映射到 UL-SCH上的 CCCH逻辑信道上发送1234基于竞争的随机接入
26、过程 2-1无线网基本信令流程 随机接入配色参考方案：以下为三组配色方案。（仅供参考）基于竞争的随机接入过程 2-2基于竞争的随机接入（ 2-2） 针对不同的场景， Msg3包含不同的内容 初始接入：携带 RRC层生成的 RRC连接请求，包含 UE的 S-TMSI或随机数 连接重建：携带 RRC层生成的 RRC连接重建请求， C-RNTI和 PCI 切换：传输 RRC层生成的 RRC切换完成消息以及 UE的 C-RNTI 上 /下行数据到达：传输 UE的 C-RNTI Msg4：竞争解决初始接入和连接重建场景 切换，上 /下行数据到达场景竞争判定Msg4携带成功解调的 Msg3消息的拷贝， U
27、E将其与自身在 Msg3中发送的高层标识进行比较，两者相同则判定为竞争成功UE如果在 PDCCH上接收到调度 Msg4的命令，则竞争成功调度 Msg4使用由临时 C-RNTI加扰的 PDCCH调度 eNB使用 C-RNTI加扰的 PDCCH调度 Msg4C-RNTI Msg2中下发的临时 C-RNTI在竞争成功后升级为 UE的 C-RNTIUE之前已分配 C-RNTI，在 Msg3中也将其传给eNB。竞争解决后，临时 C-RNTI被收回，继续使用 UE原 C-RNTI无线网基本信令流程 随机接入配色参考方案：以下为三组配色方案。（仅供参考）基于非竞争的随机接入 UE根据 eNB的指示，在指定的
28、 PRACH上使用指定的 Preamble码发起随机接入，此前缀码不再 BCH上广播的集合中 Msg0：随机接入指示 对于切换场景， eNB通过 RRC信令通知 UE 对于下行数据到达和辅助定位场景， eNB通过 PDCCH通知 UEMsg1：发送 Preamble码UE在 eNB指定的 PRACH信道资源上用指定的 Preamble码发起随机接入Msg2：随机接入响应Msg2与竞争机制的格式与内容完全一样，可以响应多个 UE发送的 Msg1基于非竞争的随机接入过程无线网基本信令流程 随机接入配色参考方案：以下为三组配色方案。（仅供参考） 由网络向空闲态或连接态的 UE发起，携带 TA列表、
29、CSG（ Close Subscriber Group ）列表、 DRX参数（可选）、 UE相关标识 Paging消息会在 UE注册的所有小区发送（ TA范围内） 场景 核心网触发：通知 UE接收寻呼请求（被叫，数据推送） eNodeB触发：通知系统消息更新以及通知 UE接收 ETWS（ 地震海啸告警系统 ）等信息寻呼（ 36.300， 36.331）在 S1AP接口消息中， MME对 eNB发 paging消息，每个 paging消息携带一个被寻呼 UE信息eNB读取 Paging消息中的 TA列表，并在其下属于该列表内的小区进行空口寻呼若之前 UE已将 DRX消息通过 NAS告诉 MME，
30、则 MME会将该信息通过 paging消息告诉 eNB空口进行寻呼消息的传输时， eNB将具有相同寻呼时机的 UE寻呼内容汇总在一条寻呼消息里寻呼消息被映射到 PCCH逻辑信道中，并根据UE的 DRX周期在 PDSCH上发送与 3G的区别： 1、 2、 3 ？寻呼的发送无线网基本信令流程 寻 呼配色参考方案：以下为三组配色方案。（仅供参考）寻呼消息的读取 UE寻呼消息的接收遵循 DRX的原则 UE根据 DRX周期在特定时刻根据 P-RNTI读取 PDCCH UE根据 PDCCH的指示读取相应 PDSCH，并将解码的数据通过寻呼传输信道（PCH）传到 MAC层。 PCH传输块中包含被寻呼 UE标
31、识（ IMSI或 S-TMSI），若未在 PCH上找到自己的 标识， UE再次进入 DRX状态 3G中 UE也遵循 DRX周期读取寻呼消息，但有专用的寻呼信道 PICH和 PCH寻呼的读取无线网基本信令流程 寻 呼配色参考方案：以下为三组配色方案。（仅供参考）RRC协议介绍控制面协议 RRC 协议 RRC协议功能 为 NAS层提供连接管理、消息传递等服务 对接入网的底层协议实体提供参数配置的功能 负责 UE移动性管理相关的测量、控制等功能 RRC协议承载 SRBSRB类别 承载逻辑信道 承载消息类别 承载消息内容SRB0 CCCH RRC消息 RRC连接请求， RRC连接建立， RRC连接拒绝
32、， RRC连接重建立请求， RRC连接重建立， RRC连接重建立拒绝SRB1 DCCH RRC消息部分 NAS消息 RRC连接建立完成， RRC连接重建立完成， RRC连接重配置， RRC连接重配置完成， RRC连接释放等SRB2 DCCH NAS消息 上下行直传消息无线网基本信令流程 RRC连 接建立、重配重建、 释 放配色参考方案：以下为三组配色方案。（仅供参考）RRC连接建立过程 触发原因： IDLE态 UE需变为连接态时发起该过程，如呼叫、响应寻呼、 TAU、 Attach等 RRC连接建立成功流程 RRC连接请求： UE通过 UL_CCCH在SRB0上发送，携带 UE的初始（ NAS
33、）标识和建立原因等，该消息对应于随机接入过程的 Msg3 RRC连接建立： eNB通过 DL_CCCH在SRB0上发送，携带 SRB1的完整配置信息，该消息对应随机接入过程的 Msg4 RRC连接建立完成： UE通过 UL-DCCH在SRB1上发送，携带上行方向 NAS消息，如 Attach Request、 TAU Request、Service Request、 Detach Request等，eNB根据这些消息进行 S1口建立 RRC连接建立失败 第二步中，如果 eNB拒绝为 UE建立 RRC连接，则通过 DL_CCCH在 SRB0上回复一条 RRC连接拒绝消息RRC连接，建立成功RRC
34、连接，网络侧拒绝无线网基本信令流程 RRC连 接建立RRC连接建立配色参考方案：以下为三组配色方案。（仅供参考）RRC连接重建立过程 触发原因： 当处于 RRC连接状态但出现切换失败、无线链路失败、完整性保护失败、 RRC重配置失败等情况时，触发此过程 RRC连接重建立成功流程 RRC连接重建请求： UE通过 UL_CCCH在 SRB0上发送，携带 UE的 AS层初始标识信息及重建立原因，该消息对应随机接入过程的 Msg3 RRC连接重建： eNB通过 DL_CCCH在SRB0上回复，携带 SRB1的完整配置信息，该消息对应随机接入过程的 Msg4 RRC连接重建立完成： UE通过 UL-DCCH在 SRB1上发送，不携带任何实际信息，只起到 RRC层确认的功能 RRC连接重建立拒绝流程 第二步中，如果 eNB中没有 UE的上下文信息，则拒绝为 UE重建 RRC连接，则通过 DL_CCCH在 SRB0上回复一条 RRC连接重建立拒绝消息RRC连接重建成功RRC连接重建失败RRC连接重建无线网基本信令流程 RRC连 接重建
