LTE典型信令流程
Contention Resolution 4
Random Access Response
① UE在RACH上发送随机接入前缀; ② eNB的MAC层产生随机接入响应,并在 DL-SCH上发送; ③ UE的RRC层产生RRC Connection Request(资源调度请求) 并在映射到UL – SCH上的CCCH逻辑信道上发送; ④ RRC Contention Resolution(竞争解 决) 由eNB的RRC层产生,并在映射到DL –SCH上的CCCH or DCCH(FFS)逻辑信道 上发送。
基于竞争的随机接入
UE eNB
基于非竞争的随机接入
UE eNB
1
Random Access Preamble
0
Random Access Response 2
RA Preamble assignment
Random Access Preamble
3 Scheduled Transmission
1
2
异常流程
▲ RRC连接建立失败
UE
eNB
开机后先进行小区选 择,接收系统信息, 然后开始附着
EMM通知RRC发起 attach request
RRC通知RA发起接 入流程,启动T300
1. RA Preamble 2. RA Response
T300超时
3. RRCConnectionRequest 4. RRCConnectionSetup
5) paging
6) TAU 7)切换
RRC连接建立
UE EUTRAN
RRCConnectionRequest
RRCConnectionSetup
RRCConnectionSetupComplete
▲ E-UTRAN采用该流程建立SRB1;该流程也被用于传输UE发给E-UTRAN 的初始NAS专有信息/消息。
T300超时,RRC 连接建立失败
RRC告知EMM发送失 败,EMM状态不变, 用户可以再次发起 attach
UE
eNB
EPC
开机后先进行小区选 择,接收系统信息, 然后开始附着
▲核心网拒绝
1. RA Preamble 2. RA Response 3. RRCConnectionRequest 4. RRCConnectionSetup 5. RRCConnectionSetupComplete (包含Attach Request 、PDN connectivity request消息)
▲随机接入过程应用于以下6种场景: ① 从RRC_IDLE 状态初始接入,即 RRC 连接建立; ② 无线链路失败后初始接入,即RRC 连接重建; ③ 切换; ④ 下行数据到达且UE 空口处于上行失步状态; ⑤ 上行数据到达且UE 空口处于上行失步, 或者虽未失步但需要通过随 机接入申请上行资源; ⑥ 辅助定位,网络利用随机接入获取时间提前量(TA,Timing Advance)。
GTSM消息
O_MACRRC_SRB0_DATA rrcConnectionRequest O_RRCMAC_SRB0_DATA rrcConnectionSetup O_PDCPRRC_DATA_IND rrcConnectionSetupComplete(0741) O_RRCS1AP_INIT_UE_MSG O_S1APRRC_DL_NAS_MSG O_RRCPDCP_DATA_REQ dlInformationTransfer(0752) O_PDCPRRC_DATA_IND ulInformationTransfer(0753) O_RRCPDCP_DATA_REQ (075d) O_PDCPRRC_DATA_IND (075e) O_S1APRRC_INIT_CONTEXT_SETUP_REQ (0742) O_RRCPDCP_DATA_REQ ueCapabilityEnquiry 不需要等到初始上下文建 立请求才下发安全 O_PDCPRRC_DATA_IND ueCapabilityInformation O_RRCS1AP_UE_CAPA_INFO_IND O_S1APMME_DATAREQ UECapabilityInfoIndication O_RRCPDCP_DATA_REQ securityModeCommand O_PDCPRRC_DATA_IND securityModeComplete O_RRCPDCP_DATA_REQ rrcConnectionReconfiguration(0742) O_PDCPRRC_DATA_IND rrcConnectionReconfigurationComplete O_RRCS1AP_INIT_CONTEXT_SETUP_RSP O_S1APMME_DATAREQ O_PDCPRRC_DATA_IND (0743)
▲ eNB未等到Initial context setup request消息
UE eNB EPC 开机后先进行小区选 择,接收系统信息, 然后开始附着
1. RA Preamble 2. RA Response 3. RRCConnectionRequest 4. RRCConnectionSetup 5. RRCConnectionSetupComplete (包含Attach Request 、PDN connectiv 1.系统帧号(SFN,System Frame Number) 8bit 使 UE 获得系统的时间信息 2.下行系统带宽 3bit, 使 UE 可以获知接收带宽 3.PHICH 配置信息 3bit 使 UE 获得PDCCH 信道占用的控制符号,以读取其他的系统广播信息
6. Initial UE message (包含Attach Request、PDN connectivity request消息)
7. MME或者S-GW拒绝
8. DOWNLINK NAS TRANSPORT (包含Attach Reject、可能有PDN connectivity reject消息)
▲ SIB 系统信息块根据其内容的不同以及 UE 获得该信息的紧急程度进行了 分类,相同目的、相同属性的参数归属到同一类型的系统信息块中。
1)小区搜索 2)随机接入 3)开机附着 4) service request
5) paging
6) TAU 7)切换
2)随机接入
▲随机接入分为基于竞争的随机接入和基于非竞争的随机接入两个流程。 ▲其区别为针对两种流程其选择随机接入前缀的方式。前者为UE从基于 竞争的随机接入前缀中依照一定算法随机选择一个随机前缀;后者是基站 侧通过下行专用信令给UE指派非竞争的随机接入前缀。 ▲ UE 可以通过随机接入过程实现两个基本功能: ① 取得与eNodeB之间的上行同步; ② 申请上行资源。
检测PSCH(用于获得 5ms时钟,并获得小区 ID组内的具体小区ID)
检测SSCH(用于获 得无线帧时钟、小区 ID组、BCH天线配置)
检测下行参考信号 (用于获得BCH天线 配置,是否采用位移 导频) 读取BCH(用于获得 其它小区信息)
系统广播消息
TD-LTE 系统的系统广播消息主要由主信息块MIB和系统信息块SIB组成。 ▲ MIB 主信息块在固定的信道(PBCH)上发送,其中携带了保证 UE能够接收到其他系 统信息块的相关参数。 MIB 的传输周期固定为40ms,一个周期内每10ms重传相同内容。MIB的传 输固定在每个无线帧的子帧0,首次传输位于SFN mod 4 = 0的无线帧。
初始安全激活
UE EUTRAN
SecurityModeCommand
SecurityModeComplete
▲该流程的目的是在RRC连接建立时激活AS层安全。 ▲安全完保算法: Snow3G,AES和ZUC。
RRC连接重配置
▲消息15~16为RRC连接重配置过程,其流程承载着RRC连接管理的大部 分功能,包括信令/数据承载管理、参数配置、切换执行和测量控制等。
13. RRCConnectionRelease
停止T3410,如果 可重发,则启动 T3411(10s)
0752 auth req (带nas加密算法) 0753 auth respond 0754 auth rej 0748 tau req 0749 tau respond 074b tau rej 075d security 075e security res (加密之后安全响应加密了,看不出是075e)
建立S1连接
▲步骤6~9会建立S1连接,完成这些过程即标志着NAS signalling connection 建立完成。 ▲消息9的说明: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。 UE的安全能力参数是通过attach request消息带给核心网的,核心网再通过该 消息送给eNB。UE的网络能力(安全能力)信息改变的话,需要发起TAU。
启动T3410 (15s)
6. Initial UE message (包含Attach Request、PDN connectivity request消息)
7. Identity/Authentication/Security
8. 建立默认EPS承载等
定时器超时
9. Initial context setup request
①eNB通过下行专用信令给UE指派 非冲突的随机接入前缀(noncontention Random Access Preamble ),这个前缀不在BCH上 广播的集合中。 ② UE在RACH上发送指派的随机接 入前缀。 ③ eNB的MAC层产生随机接入响应, 并在DL-SCH上发送。
1)小区搜索 2)随机接入 3)开机附着 4) service request
9. DLInformationTransfer