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3LTE信令流程-研究院-刘林南.pptx
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LTE 流程 研究院 刘林南
配色参考方案:以下为三组配色方案。(仅供参考)研究院无线所 2010年12月 LTE信令流程信令流程 配色参考方案:以下为三组配色方案。(仅供参考)主要内容主要内容 基本概念 网络架构 协议栈结构 接口功能 无线网系统消息 UE的工作模式与状态 无线承载的分类 UE标识 无线网基本信令流程 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 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)E-UTRAN网络结构网络结构 LTE主要主要3GPP规范见附录规范见附录 基基 本本 概概 念念 网络架构网络架构 LTE网络架构网络架构 配色参考方案:以下为三组配色方案。(仅供参考)网络实体网络实体 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UE NOTE: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 基基 本本 概概 念念 网络架构网络架构 LTE网络实体网络实体 配色参考方案:以下为三组配色方案。(仅供参考)EPCEPC与与E E-UTRANUTRAN功能划分功能划分 基基 本本 概概 念念 网络架构网络架构 EPC EUTRAN 配色参考方案:以下为三组配色方案。(仅供参考)EPCEPC与与E E-UTRANUTRAN功能简述功能简述 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;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分配 基基 本本 概概 念念 网络架构网络架构 功能概述功能概述 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网元间控制面整体协议栈 没有RNC,空中接口的控制平面(RRC)功能由eNB进行管理和控制 基基 本本 概概 念念 协议栈结构协议栈结构 控制面协议栈控制面协议栈 SCTP L2 L1 IP L2 L1 IP SCTP S1-MME eNodeB MME S1-AP S1-AP NAS MAC L1 RLC PDCP UE RRC MAC L1 RLC PDCP RRC LTE-Uu NAS Relay 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网元间用户面整体协议栈 用户面和控制面协议栈均包含PHY,MAC,RLC和PDCP层,控制面向上还包含RRC层和NAS层 没有了RNC,空中接口的用户平面(MAC/RLC)功能由eNB进行管理和控制 基基 本本 概概 念念 协议栈结构协议栈结构 用户面协议栈用户面协议栈 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用户面协议内部的关系 层层2协议架构(协议架构(DL)层层2协议架构(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逻辑信道、传输信道和物理信道映射关系见附录 基基 本本 概概 念念 协议栈结构协议栈结构 配色参考方案:以下为三组配色方案。(仅供参考)UuUu口控制面协议栈口控制面协议栈 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 RRC子层主要承担广播、无线接口寻呼、RRC连接管理、无线承载控制、移动性管理、UE测量上报和控制等功能 仅存在一个MAC实体 基基 本本 概概 念念 协议栈结构协议栈结构 LTE控制面控制面 eNBPHYUEPHYMACRLCMACMMERLCNASNASRRCRRCPDCPPDCP3G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 与与3G的异同的异同 配色参考方案:以下为三组配色方案。(仅供参考)UuUu口用户面协议栈口用户面协议栈 安全方面的功能,用户面的加密和解密功能由PDCP子层完成 仅存在一个MAC实体 基基 本本 概概 念念 协议栈结构协议栈结构 LTE用户面用户面 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 3G中用户数据的加密和解密由RLC和MAC层完成 3G中含有多个MAC实体:MAC-b,MAC-c/sh,MAC-d,MAC-hs RLC层依然提供TM/UM/AM三种传输模式 与与3G的异同的异同 eNBPHYUEPHYMACRLCMACPDCPPDCPRLC配色参考方案:以下为三组配色方案。(仅供参考)LTE接口通用模型接口通用模型 E E-UTRANUTRAN接口通用协议模型接口通用协议模型 适用于E-UTRAN相关的所有接口,即S1和X2接口 控制面和用户面相分离,无线网络层与传输网络层相分离 无线网络层:实现E-UTRAN的通信功能 传输网络层:采用IP传输技术对用户面和控制面数据进行传输 基基 本本 概概 念念 接口功能接口功能 配色参考方案:以下为三组配色方案。(仅供参考)S1S1接口协议栈接口协议栈 UDP/IP之上的GTP-U用来传输S-GW与eNB之间的用户平面PDU S1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;基基 本本 概概 念念 接口功能接口功能 S1接口接口 配色参考方案:以下为三组配色方案。(仅供参考)X2X2接口协议栈接口协议栈 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。基基 本本 概概 念念 接口功能接口功能 X2接口接口 配色参考方案:以下为三组配色方案。(仅供参考)3G Iu-PS接口通用模型接口通用模型 与与3G Iu3G Iu-PSPS接口协议架构比较接口协议架构比较 控制面:在Release 99中,采用7号信令系统协议承载信令;在Release 5之后的版本,控制信令直接用IP承载;用户面:Release 99 PS域,分组数据量在一个或多个AAL5永久虚电路上复用;在Release 5之后,直接采用IP传输,与LTE架构相同;基基 本本 概概 念念 接口功能接口功能 配色参考方案:以下为三组配色方案。(仅供参考)系统消息(系统消息(36.33136.331)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 基基 本本 概概 念念 无线网系统消息无线网系统消息 LTE系统消息系统消息 PBCH时域映射结构 PBCH频域映射结构 配色参考方案:以下为三组配色方案。(仅供参考)系统消息(系统消息(36.33136.331)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-RNTI(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 基基 本本 概概 念念 无线网系统消息无线网系统消息 LTE系统消息系统消息 配色参考方案:以下为三组配色方案。(仅供参考)各系统消息作用各系统消息作用 基基 本本 概概 念念 无线网系统消息无线网系统消息 系统消息功能说明系统消息功能说明 配色参考方案:以下为三组配色方案。(仅供参考)系统消息信令流程系统消息信令流程 系统消息获取系统消息获取 UE通过E-UTRAN广播消息获取AS和NAS系统消息 此过程适用于RRC-IDLE和RRC_CONNECTED状态 开机选网和小区重选时 切换完成或从另一个RAT切换到E-UTRAN时 重新返回覆盖区域时 当系统消息改变时 当出现接收ETWS指示时 upon receiving a request from CDMA2000 upper layers upon exceeding the maximum validity duration(3h)E-UTRAN MasterInformationBlock UE SystemInformationBlockType1 SystemInformation 基基 本本 概概 念念 无线网系统消息无线网系统消息 配色参考方案:以下为三组配色方案。(仅供参考)3GPP3GPP各状态间转换各状态间转换 当存在当存在RRC连接时,连接时,UE处于处于RRC连接状态,否则为连接状态,否则为RRC IDLE状态状态 TS 36.331 4.2 Handover CELL_PCH URA_PCH CELL_DCH UTRA_Idle E-UTRA RRC_CONNECTED E-UTRA RRC_IDLE GSM_Idle/GPRS Packet_Idle GPRS Packet transfer mode GSM_Connected Handover Reselection Reselection Reselection Connection establishment/release Connection establishment/release Connection establishment/release CCO,R

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