非正常驻留 只能进行 紧急呼叫业务
专用承载建立/修 改/释放流程
1 概述
1.8 信令过程总览
UE进入RRC_CONNECTED状态
由于各种原因小区间转换 切换流程 业务完毕释放 释放流程 UE进入Idle
目
录
一、 LTE系统高层信令概述 二、LTE系统消息介绍 三、 LTE随机接入与RRC连接 四、 LTE业务连接与释放 五、 LTE系统移动性管理
29
2 系统消息
2.1 系统消息的内容
小 范 内对 有 广 小区范围内对所有UE广播，目的是告诉UE接入层和非接入层的 的 告 接 非接 的 公共信息，以便UE在发起网络连接前了解网络的配置信息
UE通过系统信息可以获得如下信息 • • • • • 系统帧号、下行系统带宽、PHICH配置信息 信 小区选择和驻留相关的信息 公共信道的资源配置信息 系统内同频、异频小区重选信息 异系统小区重选信息
L2协议结构-UL
1 概述
1.4 E-Uu E Uu接口
MAC位置：承上启下
物理层与高层通信的桥梁 控制数据向物理层发送的时机
►
MAC核心功能
信道映射与管理 保证业务QoS
业务流优先级 管理
1 概述
1.4 E-Uu E Uu接口
为上层提供数据传输服务 对高层达到的数据进行处理，适应传输需求 提供 提供三种基本服务模式，适应不同业务需求 种基本服务模式，适应不同 务需求
连接状态 RRC Connected
空闲状态 RRC Idl Idle
UE只能通过接收系统信息来获得通用控制RRC 消息 E-UTRAN没有任何UE的AS上下文信息 网络在注册区（LTE系统中为TA list）层面上掌 握UE的位置信息 UE只能接收系统广播信息和寻呼消息，要想发 送任何数据，必须先执行RRC连接建立过程
只应用于SRB 在加密之前 应用于PDCP头和数据部分 在加密之前，应用于 完整性保护激活后，将应用于激活PDU以及对应SRB的后面所有PDU
完整性保护
1 概述
1.4 E-Uu E Uu接口
Ciphering/deciphering
COUNT
DIRECTION
COUNT
DIRECTION
BEARER
L2
GTP-U
UDP/IP UDP/IP
L2 L1
L2
L1
L1
L1
UE
LTE Uu LTE-Uu
eNodeB
S1 U S1-U
Serving GW
S5/S8
PDN GW
1 概述
1.8 信令过程总览
Attach过程（调 用RRC连接过程） UE开机小区搜索
正常驻留 跟踪区不在UE保 存的TA列表中（调 用TA更新过程） UE进入RRC_IDLE状态 专用承载建立/修 改/释放流程 UE发起业务请求 收到寻呼
Inter-RAT移动性控制
其它
RRC主要功能
• 系统间移动性控制
•NAS消息传输 •UE无线能力上报 •等等
RRC主要功能
1 概述
1.4 E-Uu E Uu接口
网络和UE之间建立了一个逻辑连接，称为 之间建立 个逻辑连接 称为RRC Connection，具体体现方式是二者之间建立了 DCCH逻辑信道（SRB），可以在此之上传输专 用控制RRC消息 eNB内部存储了UE的AS上下文信息 LTE系统中，网络在小区级层面上掌握UE位置信息 UE可以在已配置的资源上进行收发
BEARER
CK
f8
CK
f8
KEYSTREAM BLOCK
KEYSTREAM BLOCK
PLAINTEXT BLOCK Sender UE or eNB
CIPHERTEXT BLOCK Receiver eNB or UE
PLAINTEXT BLOCK
f8 - ciphering algorithm
1 概述
1.4 E-Uu E Uu接口
提高链路效率
IP UDP RTP Data Data
60byte
20byte
2byte
9 只对用户面的数据执行头压缩（可配的） 9 只支持ROHC架构 9 头压缩生成的分组
– compressed packets packets, each associated with one PDCP SDUs – interspersed ROHC feedback packets
NAS: 支持移动性管理功能以及用户面承载的激活、修改与去激活，并 负责NAS信令的加密和完整性保护.
1 概述
1.7 接口转换
用户面
Application IP PDCP RLC MAC L1
relay PDCP GTP-U RLC MAC L1 UDP/IP
L2
relay
GTP-U
IP GTP-U UDP/IP
RLC层功能（1）
1 概述
1.4 E-Uu E Uu接口
RLC实体接收整字节大小不同尺寸的RLC SDU；只有当低层指示 了传输机会的时候，才对从高层接收到的RLC SDU进行适当分段 串接形成RLC数据PDU并发送至底层
透明模式 （TM）
无确认模式 （UM）
确认模式 （AM）
RLC实体传输数据的三种模式 RLC层功能(2)
IMS对业务负责
EPC
MME SGW/PGW
核心网全IP化 核心网与业务分离
S1
EUTRAN
eNB
接入网扁平化
x2
eNB
x2
eNB
x2
EUE
1 概述
1.2 EPS网元和接口
SGSN：Serving GPRS Support Node HSS： Home Subscribe Server MME： Mobile Management Entity PCRF：Policy and Charging Rules Function PDN： Packet Data Network
RRC协议状态
1 概述
1.4 E-Uu E Uu接口
E-UTRAN系统内，状态转移的手段很简单 系统内 状态转移的手段很简单
RRC连接建立 RRC连接释放
GSM_Connected CELL_DCH Handover E-UTRA RRC CONNECTED Handover GPRS Packet transfer mode CCO CCO, Reselection Connection establishment/release
1 概述
1.4 E-Uu E Uu接口
对RLC SDU进行串接、 分段和重组（AM和UM）
通过ARQ进行检错及RLC 数据PDU重分段（仅AM）
对高层PDU的顺序 递交（AM和UM）
RLC功能
传输高层PDU
重复检测与RLC SDU 丢弃（AM和UM）
D. Description of the contents RLC重配置及协议
负荷管理
承载管理
S1-flex
寻呼管理
移动性管理
1 概述
1.6 X2接口
控制平面协议栈
Radio Network Layer Transport Network L Layer
用户面传输网络层
X2-AP GTP-U SCTP IP Data Link Layer Physical y Layer y UDP IP Data Link Layer Physical y Layer y
头压缩/解压缩
1 概述
1.4 E-Uu E Uu接口
Data Integrity
COUNT D IR E C T IO N COUNT D IR E C T IO N
BEARER
BEARER
KEY
f9
KEY
f9
M A C -I S e n d er U E or e N B
X M A C -I R e c eive r e N B or U E
Reselection CCO, Reselection
GSM_Idle/GPRS Packet_Idle
RRC协议状态转移
1 概述
1.4 E-Uu E Uu接口
RRC协议SRB
RRC协议定义了3个SRB
SRB0 SRB2
9 9 9 9 使用DCCH逻辑信道 必须在安全性激活后建立 用于传输SRB2建立后的NAS直传消息 优先级比SRB1低
移动性管理
负载管理
干扰管理
1 概述
1.7 接口转换
控制面
NAS RRC PDCP RLC MAC Physical Layer RRC RLC MAC Physical Layer relay SCTP IP
L2
NAS SCTP IP
L2
L1
\L1
LTE-Uu UE eNodeB
S1-MME MME
TD LTE系统高层协议与信令 TD-LTE
阿法迪研究中心
AFD
1
目
录
一、 LTE高层协议信令概述 二、LTE系统消息介绍 三、 LTE随机接入与RRC连接 四、 LTE业务连接与释放 五、 LTE系统移动性管理
2
1 概述
1.1 TD-LTE网络架构
Service Layer
IMS PCRF HSS/AAA
CELL_FACH CCO with NACC Reselection Connection establishment/release
CELL_PCH URA_PCH Connection establishment/release UTRA_Idle
Reselection
E-UTRA RRC IDLE
SIB 8
异系统小区重选信息（cdma2000）
2 系统消息
2.2 系统消息广播和更新
接收广播消息的情况
• • • • • • 小区选择/重选 切换完成 从其它RAT重选进入EUTRAN 重选进入覆盖区域 收到系统信息更新指示 超过最大有效时间
系统信息的有效性
• RRC_idle状态：MIB、SIB1、SIB2、SIB3~SIB8（根据UE能力及网络配置） RRC connected状态：MIB、SIB1、SIB2 • RRC_connected状态：MIB、SIB1、SIB2
加密/解密
1 概述
1.4 E-Uu E Uu接口
系统广播 •空闲状态UE所需的一 些信息，如小区选择/重 选过程的参数 •空闲状态和连接状态都 需要的一些信息，如公 共信道参数配置 连接控制 •寻呼 •RRC连接的建立、修改、 释放 •初始安全性激活 •移动性管理 •DRB建立、修改、释放 •无线资源控制和QoS功能 测量 •建立、修改、释放 测量配置参数 •测量间隔的配置、 测量间隔的配置 激活和去激活 •测量上报
9 使用CCCH逻辑信道 9 用于RRC连接建立过程 9 用于RRC连接重建过程
SRB1
9 9 9 9
使用DCCH逻辑信道 用于传输RRC消息和SRB2建立前的NAS消息 用于初始安全性激活 用于建立SRB2
1 概述
1.4 E-Uu E Uu接口
系统信息 连接控制 测量
其它
TS 36.331中RRC层的主要过程
1 概述
1.3 网元功能
1 概述
1.4 E-Uu接口
控制平面协议栈
与UMTS相比，LTE的控制面协议结构进行了简化。
1 概述
1.4 E-Uu接口
用户平面协议栈
与UMTS相比，LTE的用户面协议结构也进行了简化。
1 概述
1.4 E-Uu E Uu接口
ห้องสมุดไป่ตู้
L2协议结构-DL
1 概述
1.4 E-Uu E Uu接口
2 系统消息
2.1 系统消息的内容
系统消息说明
MIB SIB 1 SIB 2 SIB 3 SIB 4 SIB 5 SIB 6 系统帧号、下行系统带宽、 PHICH配置信息 其它信息块的调度信息及小区选择 和驻留相关信息 公共信道的资源配置信息 SIB 9 小区重选信息（公共参数，使用于 同频、异频及异系统的小区重选） 同频小区重选信息 异频小区重选信息 异系统小区重选信息（UTRAN） SIB 11 SIB12 ETWS的次要通知信息 CMAS的告警通知信息 SIB 10 家庭eNode B的名称 ETWS的主要通知信息 SIB 7 异系统小区重选信息（GERAN）
RRC主要过程
1 概述
1.5 S1接口
控制面协议栈
Radio Network Layer Transport Network Layer
用户面协议栈
S1-AP GTP-U SCTP IP Data Link Layer Physical Layer
上下文管理
UDP IP Data Link Layer Physical Layer
错误检测和恢复
RLC层功能（3）
1 概述
1.4 E-Uu接口
PDCP 子层功能
头压缩与解压缩 用户面数据传输 切换时对上层PDU的顺序递交 低层SDU的重复检测 用户面数据和控制面数据加密
PDCP功能
以VoIP为例，32字节的有效负荷，IPv6报头增加60字节，IPv4增 加40字节，经过PDCP压缩，这一开销可被压缩成4~6字节