LTE信令流程图端到端平台要点Word下载.docx
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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。
2.1EPC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:
eNodeB功能:
1)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;
2)IP头压缩与用户数据流加密;
3)UE附着时的MME选择;
4)提供到S-GW的用户面数据的路由;
5)寻呼消息的调度与传输;
6)系统广播信息的调度与传输;
7)测量与测量报告的配置。
MME功能:
1)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;
2)安全控制;
3)空闲状态的移动性管理;
4)SAE承载控制;
5)非接入层信令的加密与完整性保护。
服务网关功能:
1)终止由于寻呼原因产生的用户平面数据包;
2)支持由于UE移动性产生的用户平面切换。
2.2E-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。
2.3S1接口
S1接口是MME/S-GW网关与eNB之间的接口,S1接口与3GUMTS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。
2.3.1S1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:
1)GTP-U协议既可以基于IPv4/UDP传输,也可以基于IPv6/UDP传输;
2)隧道端点之间的数据通过IP地址和UDP端口号进行路由;
3)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:
1)在S1接口目标节点中指示数据分组所属的SAE接入承载;
2)移动性过程中尽量减少数据的丢失;
3)错误处理机制;
4)MBMS支持功能;
5)分组丢失检测机制;
2.3.2S1接口控制面
S1控制平面接口位于E-NodeB和MME之间,传输网络层是利用IP传输,这点类似于用户平面;
为了可靠的传输信令消息,在IP曾之上添加了SCTP;
应用层的信令协议为S1-AP。
S1接口控制面协议栈如下图所示:
S1控制面功能:
1)SAE承载服务管理功能(包括SAE承载建立、修改和释放);
2)S1接口UE上下文释放功能;
3)LTE_ACTIVE状态下UE的移动性管理功能(包括Intra-LTE切换和Inter-3GPP-RAT切换);
4)S1接口的寻呼;
5)NAS信令传输功能;
6)S1接口管理功能(包括复位、错误指示以及过载指示等);
7)网络共享功能;
8)漫游于区域限制支持功能;
9)NAS节点选择功能;
10)初始上下文建立过程;
11)S1接口的无线网络层不提供流量控制和拥塞控制功能。
2.4X2接口
X2接口是eNB与eNB之间的接口。
X2接口的定义采用了与S1接口一致的原则,体现在X2接口的用户平面协议结构与控制平面协议结构均与S1接口类似。
2.4.1X2接口用户平面
X2接口用户平面提供eNB之间的用户数据传输功能。
X2-UP的协议栈结构如下图所示,X2-UP的传输网络层基于IP传输,UDP/IP协议之上采用GTP-U来传输eNB之间的用户面PDU。
2.4.2X2接口控制平面
X2接口控制平面协议栈如下图所示,LTE系统X2接口的定义采用了与S1接口一致的原则,其传输网络层控制平面IP层的上面也采用了SCTP,为信令提供可靠的传输。
应用层信令协议表示为X2-AP。
X2接口应用层协议功能:
1)支持LTE_ACTIVE状态下UE的LTE接入系统内的移动性管理功能;
2)X2接口自身的管理功能,如错误指示等;
3)上行负荷管理功能。
2.5S5接口
S5接口是S-GW和P-GW之间的接口,提供S-GW和P-GW间的用户面隧道和隧道管理功能。
该接口点用于S-GW和P-GW分设时,S-GW建立到P-GW的连接过程以及在用户移动性管理中S-GW重定位过程。
S8接口是在用户漫游的时候,VPLMN的S-GW和HPLMN的P-GW间的参考点,它的功能和S5接口相同。
S5接口的控制平面功能,主要包括承载的建立、修改或释放,控制平面采用GTPv2-C协议,遵循3GPPTS29.274;
用户平面采用GTPv1-U协议,遵循3GPPTS29.281
2.6S11接口
S11接口是MME和S-GW之间的参考点,用于支持移动性和承载管理流程,其功能跟S4接口的控制平面相似,包括承载的建立、修改或释放;
或者用于修改用户承载的QoS参数修改;
或者在有下行数据的时候,用于通知MME需要寻呼空闲态的用户;
或者在发生InterRAT切换的时候,用于转变数据的转发方式,删除或者建立间接转发方式。
S11接口采用GTPv2-C协议,遵循3GPPTS29.274。
3附着流程
3.1正常附着流程
3.2异常附着流程
3.2.1RRC建立失败
RRC建立失败根据信令又分为三种:
1、RRC建立请求无响应:
(或是空口因素导致eNodeB未收到,或是收到但无法正确解码)
2、RRC建立请求正确到达eNodeB,但eNodeB下发的rrcconnectionsetup消息UE未收到或收到后无法按照要求建立。
3、UE上发的rrcconnectionsetupcomplete消息在空口丢失导致建立超时。
3.2.2核心网拒绝
3.2.3eNodeB未收到初始化上下文建立请求
3.2.4RRC重配置请求丢失
4寻呼流程
4.1寻呼成功流程
4.1.1空闲态寻呼
寻呼成功:
MME发起寻呼(S1接口发送Paing消息)后收到S1接口相应的INITIALUE
MESSAGE(NAS:
ServiceRequest),则判做寻呼成功
4.1.2连接态寻呼
4.2寻呼失败流程
寻呼失败:
MME发起寻呼(S1接口发送Paing消息),2秒内未收到S1接口相应的INITIALUEMESSAGE,则判做一次寻呼失败
4.2.1Paging消息不可达
Paging消息在S1口丢失
Paging消息在空口丢失
4.2.2RRC建立失败
4.2.3eNodeB未上发InitialUEmessage或达到超时
5去附着流程
5.1非关机去附着流程
5.1.1连接态非关机去附着
5.1.2空闲态非关机去附着
5.2关机去附着流程
UE关机去附着时,发起去附着请求后不再响应E-UTRAN侧任何消息,直接释放本地所有EPS承载和RB资源。
如果是连接态关机去附着,则下图流程中没有RRC建立过程。
6TAU流程
当UE进入一个小区,该小区所属TAI不在UE保存的TAIlist内时,UE发起正常TAU流程,分为IDLE和CONNECTED(即切换时)下。
如果TAUaccept分配了一个新的GUTI,则UE需要回复TAUcomplete,否则不用回复。
6.1TAU成功流程
6.1.1空闲态TAU
IDLE下,如果有上行数据或者上行信令(与TAU无关的)发送,UE可以在TAUrequest消息中设置an"
active"
标识,来请求建立用户面资源,并且TAU完成后保持NAS信令连接。
如果没有设置"
标识,则TAU完成后释放NAS信令连接。
IDLE下发起的也可以带EPSbearercontextstatusIE,如果UE带该IE,MME回复消息也带该IE,双方EPS承载通过这个IE保持同步。
TAURequest中不含ACTIVE标识,TAU完成后释放连接
TAURequest中含ACTIVE标识,用户完成TAU后可继续进行数据业务传输
6.1.2连接态TAU
6.2TAU失败流程
同3.2
7ftp流程
8切换流程
8.1eNodeB内切换流程
8.2eNodeB间EPC内切换流程
8.3eNodeB间EPC间切换流程
8.4TD-LTE到TD-SCDMA切换流程
8.5TD-LTE到GSM切换流程