LTE网元间信令流程图.docx

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LTE网元间信令流程图

LTE网元间流程图

1、位置区更新流程（TAU）

注：

UE在attach到GPRS网络或者E-UTRAN网络之后，在以下情况下会发起TAU过程：

ØUE发现进入了新的TA，而此TA的TAI不在UE的TAIlist中；

Ø周期性TAU定时器超时；

ØUE之前的状态为UTRANPMM_Connected状态，通过TAU重选到E-UTRAN网络；

ØUE处于GPRSREADY状态，通过TAU重选到E-UTRAN网络；

ØTIN指示为"P-TMSI"，UE重选到E-UTRAN；

Ø由于负载均衡，进行了RRC连接释放，原因值填写为"loadre-balancingTAUrequired"；

ØUE侧的RRC层向NAS层指示RRC连接失败；

ØUE的网络能力，MS的网络能力和UE的DRX参数改变时；

Ø对于支持SRVCC能力的UE，如果MSClassmark2，MSClassmark3或者SupportCodecs改变时；

ØUE手动选择一个CSG小区，而小区的CSGID既不在UE的允许CSG列表中，又不在UE的运营商CSG列表中。

简要过程描述：

注：

如果是在本MME发起的周期性TAU过程，则图中MME指本MME；如果是在其它MME起的TAU过程，则图中MME指T-MME。

第3步：

UE收到e-NB下发的rrcConnectionSetup消息并成功配置后，向e-NB发送rrcConnectionSetupComplete消息，其中NasPDU携带TAUREQUEST消息。

第4步：

e-NB收到rrcConnectionSetupComplete消息后，向MME发送InitialUEMessage消息，携带NasPDU（TAUREQUEST）。

第5、6、7、8步：

如果是在其它MME发起的TAU，则T-MME收到TAUREAUEST后，开始向S-MME进行Context请求过程。

如果T-MME获取Context失败，则需要进行鉴权与安全模式控制过程。

过程结束后，对S-MME进行Context请求响应。

第9步：

如果TAUREQUEST消息中设置了ActiveFlag标志且携带EPSBearContextStatus，则MME向e-NB发送initialContextSetupRequest消息，携带NasPDU（TAUACCEPT）.e-NB收到后，发起RRC重建过程，进行默认承载建立，在RRC重配消息中会携带NasPDU（TAUACCEPT）给UE。

第10步：

承载建立完成后，e-NB向MME发送initialContextSetupRespone响应消息

第11步：

如果TAUREQUEST消息中未设置ActiveFlag标志，MME向e-NB发送DownlinkNASTransport消息，携带NasPDU（TAUACCEPT）。

e-NB收到后，通过DownlinkDriectTransfer消息发送给UE。

第12步：

如果TAU过程中发生了GUTI重分配，UE需要将新分配的GUTI通知MME。

e-NB收到UE的UplinkDriectTransfer消息后，通过消息UplinkNASTransport消息发送给MME，携带NasPDU（TAUCOMPLETE）。

第13步：

如果未设置ActiveFlag且TAU过程不是在RRC连接状态发起，则MME需要向e-NB发送UEContextReleaseCommand消息，触发e-NB释放为进行TAU过程而建立的S1和相关无线承载资源。

2、附着过程

简要过程描述：

第3步：

UE收到e-NB下发的rrcConnectionSetup消息并成功配置后，向e-NB发送rrcConnectionSetupComplete消息，其中NasPDU携带ATTACHREQUEST消息。

第4步：

e-NB收到rrcConnectionSetupComplete消息后，向MME发送InitialUEMessage消息，携带NasPDU（ATTACHREQUEST）。

第5、6步：

如果MME未获取UEidentity，则发起UEidentity获取过程。

第7、8、9、10步：

进行鉴权与安全模式控制过程。

第11步：

MME向e-NB发送initialContextSetupRequest消息，携带NasPDU（ATTACHACCEPT）与密钥。

e-NB收到后，对SRB/DRB以及测量参数进行分配。

第12步：

e-NB对UE发送SecurityModeCommand进行安全模式控制，携带MME所使用的安全模式算法。

第13步：

UE收到SecurityModeCommand后，依据携带的安全模式算法与安全模式控制过程得到的密钥，计算相关密钥，并对后续消息应用安全模式配置。

第14、15步：

安全模式完成后，e-NB向UE发起RRC重配，并在RRC重配消息中携带NasPDU（ATTACHACCEPT）进行默认承载建立。

第16步：

默认承载建立成功后，e-NB向MME进行initialContextSetupComplete消息。

第17步：

e-NB收到UE发送的UplinkDriectTransfer消息后，通过消息UplinkNASTransport消息发送给T-MME，携带NasPDU（ATTACHCOMPLETE）。

3、去附着过程

DETACH可由UE或MME发起。

1）UE发起DETACH依其发起时所处的状态，其DETACH过程有如下两种场景：

✓UE处于空闲模式发起DETACH，执行第1、2、3、4、6、8步；

✓UE处于RRC连接状态发起DETACH，执行第5、6、8步；

简要过程描述：

第1、2、3步：

处于空闲模式的UE建立RRC连接过程，并在给e-NB的rrcConnectionSetupComplete响应消息中携带NasPDU（DETACHREQUEST）消息。

第4步：

e-NB收到rrcConnectionSetupComplete消息后，通过intialUEMessage消息，携带NasPDU（DETACHREQUEST）给MME。

第5步：

处于RRC连接状态的UE，通过UplinkDirectTransfer消息，携带NasPDU（DETACHREQUEST）给e-NB；e-NB收到后，通过UplinkNASTransport消息，携带NasPDU（DETACHREQUEST）给MME。

第6步：

MME收到第4步或第5步的DETACHREQUEST消息后，通过DownlinkNASTransport消息通知e-NB，携带NasPDU（DETACHACCEPT），e-NB收到后通过DownlinkDiretTransfer消息透传给UE，携带NasPDU（DETACHACCEPT）。

第8步：

MME通过UEContextReleaseCommand消息通知e-NB释放S1，e-NB收到后，下发空口rrcConnectionRelease消息通知UE释放。

e-NB在空口消息发出60ms后，开始释放E-UTRAN侧资源。

2）MME发起的DETACH过程，也依UE所处的状态不同分为如下两种场景：

✓UE处于空闲模式时，MME发起DETACH，执行1、2、3、4、5、6、7、8步；

✓UE处于连接状态时，MME发起DETACH，执行6、7、8步；

简要过程描述：

第1步：

如果UE处于空闲模式，MME向UE发Paging消息，触发UE进行RRC连接建立过程。

第2、3、4、5步：

UE收到Paging消息后，进行RRC连接建立过程，并在给e-NB的rrcConnectionSetupComplete消息中携带NasPDU（SERVICEREQUEST）消息，e-NB收到后，通过intialUEMessage消息，携带NasPDU（SERVICEREQUEST），建立S1口连接。

第6步：

空闲模式下MME在UE被呼起来且建立好S1口连接后，或在连接模式下，MME发送DownlinkNASTransport消息给e-NB，携带NasPDU（DETACHREQUEST），e-NB收到此消息后通过DownlinkDirectTransfer通知UE，携带NasPDU（DETACHREQUEST）。

第7步：

UE出到DETACHREQUEST后，通过UplinkDirectTransfer通知e-NB，携带NasPDU（DETACHACCEPT），e-NB收到此消息后通过UplinkDirectTransfer通知MME，携带NasPDU（DETACHACCEPT）。

第8步：

描述同UE发起的DETACH过程。

4、业务建立过程

4.1UE发起的业务建立过程

4.1.1IDLE态UE发起的业务建立过程

简要过程描述：

第1、2、3步：

处于空闲模式的UE建立RRC连接过程，并在给e-NB的rrcConnectionSetupComplete响应消息中携带NasPDU（SERVICEREQUEST）消息。

第4步：

e-NB收到rrcConnectionSetupComplete消息后，通过intialUEMessage消息，携带NasPDU（SERVICEREQUEST）给MME。

第5、6步：

如果MME未获取UEidentity，则发起UEidentity获取过程。

第7、8、9、10步：

进行鉴权与安全模式控制过程。

第11步：

MME向e-NB发送initialContextSetupRequest消息，携带NasPDU（ACTIVEDEDICATEDBEARCONTEXTREQUEST）与密钥。

e-NB收到后，对SRB/DRB以及测量参数进行分配。

第12步：

e-NB对UE发送SecurityModeCommand进行安全模式控制，携带MME所使用的安全模式算法。

第13步：

UE收到SecurityModeCommand后，依据携带的安全模式算法与安全模式控制过程得到的密钥，计算相关密钥，并对后续消息应用安全模式配置。

第14、15步：

安全模式完成后，e-NB向UE发起RRC重配，并在RRC重配消息中携带NasPDU（ACTIVEDEDICATEDBEARCONTEXTREQUEST）进行默认承载建立。

第16步：

默认承载建立成功后，e-NB向MME进行initialContextSetupComplete消息。

第17步：

e-NB收到UE发送的UplinkDriectTransfer消息后，通过消息UplinkNASTransport消息发送给MME，携带NasPDU（ACTIVEDEDICATEDBEARCONTEXTACCEPT）。

4.1.2ATTACH后RRC连接状态业务建立过程

简要过程描述：

注：

此场景UEATTACH后，没有进行RRC连接释放，而是直接发起业务建立过程。

第1步：

ATTCH后，处于RRC连接状态的UE发起业务建立，MME通过E-RABSetupRequest消息，携带NasPDU（ACTIVEDEDICATEDBEARCONTEXTREQUEST）消息，请求e-NB激活专用承载。

第2步：

e-NB收到E-RABSetupRequest消息后，分配DRB以及测量参数后，执行C重配过程，建立指定的E-RAB对应的PDCP、RLC、MAC实体和物理层参数，并通过RRC重配消息将E-NB侧分配的资源与配置信息通知UE，携带NasPDU（ACTIVEDEDICATEDBEARCONTEXTREQUEST）。

第3步：

UE收到RRC重配消息后，进行相关配置后，通知e-NBRRC重配完成。

第4步：

e-NB收到UE的RRC重配完成消息后，通过E-RABSetupRespone通知MME专用承载已经建立。

第5步：

e-NB收到UE的UplinkDirectTransfer消息后，通过UplinkNASTransport消息给MME响应，携带NasPDU（ACTIVEDEDICATEDBEARCONTEXTACCEPT）。

4.2MME发起的业务建立过程

简要过程描述：

第1步：

UE处于空闲状态，MME通过Paging消息触发UE先进入RRC连接状态，再进行业务建立。

流程同4.1.1IDLE态UE发起的业务建立过程。

5、业务释放

简要过程描述：

业务释放过程可以由MME或e-NB发起。

MME发起的是正常的业务释放流程，e-NB发起的一般是异常的释放流程，比如说UE在业务建立过程申请资源受限，e-NB的无线条件不允许保留所有的GBR承载，这时e-NB释放无线资源后，会通知MME进行E-RAB释放。

✓e-NB发起的业务释放过程，执行第1、2、3、4、5步；

✓MME发起的业务释放过程，执行第2、3、4、5步；

第1步：

业务释放由e-NB发起，e-NB通过E-RABReleaseIndication消息通知MME释放E-RAB。

MME收到后，判断是否释放NAS资源，如果需要释放NAS资源则释放相应的NAS资源。

第2步：

MME发送E-RABReleaseCommand消息，通知e-NB进行AS层资源的释放。

第3步：

e-NB收到后，判断哪些DRB可以释放，通过RRC重配消息，携带删除的drb-ToReleaseList，指示UE释放指定某些DRB的相关资源。

第4步：

UE执行相关配置后，发送RRC重配完成消息给e-NB，通知其重配完成。

第5步：

e-NB收到UE的RRC重配完成消息后，通过E-RABReleaseRespone消息通知MMEAS层相关资源释放完成。

6、eNB内切换

1.UE在满足测量报告的触发条件时，将测量结果通过测量报告消息发送到eNB；

2.eNB接收到UE发送的测量报告消息，在源小区对MeasurementReport消息进行解析后：

（1）首先源小区进行测量报告的处理，随后对处理后的测量结果进行切换判决，如果目标小区与源小区在同一eNB内，则请求目标小区进行接纳控制和切换准备；

（2）目标小区完成所有配置后，指示源小区进行切换；

（3）源小区随后会生成RRCCONNECTIONRECONFIGRATION消息，通过空口发送给UE，并将PDCP的SN状态信息发送给目标小区。

随后，将源小区收到的下行数据前转到目标小区，并在目标小区进行缓存。

（4）UE收到后RRCCONNECTIONRECONFIGRATION空口消息后，会执行UE侧的切换过程；

3.UE完成切换配置后，会向目标小区发送RRCCONNECTIONRECONFIGRATIONCOMPLETE消息，指示切换完成。

随后，UE可以发送上行数据经过目标小区到达SGW；在目标小区缓存的下行数据包也可以从目标小区通过空口发送到UE；

4.eNB向SGW发送PATHSWITCHREQUEST消息，请求SGW转换下行路径；

5.SGW收到后，会向源小区发送ENDMARK，指示下行数据包传输终止，然后在转换下行路径后，向eNB发送PATHSWITCHREQUESTACKOWNLEDGE消息，指示下行路径转换完成，随后，核心网过来的下行数据包可以通过新的下行路径发送到目标小区；收到路径前转应答消息后，eNB指示路径前转完成，并指示源小区释放UE相关的无线资源。

7、X2接口切换

1.UE在满足测量报告的触发条件时，将测量结果通过测量报告消息发送到源eNB；

2.源eNB解析MeasurementReport消息后，首先进行测量报告的处理，随后对处理后的测量结果进行切换判决，作出切换决定后，如果需要通过X2口进行切换，则向目标eNB发送切换准备请求HANDOVERREQUEST；

3.目标eNB在接纳源eNB的切换请求，并做好切换请求准备后，会通过X2口向源eNB发送HANDOVERREQUESTACKOWNLEDGE消息；

4.源eNB接收到目标eNB的切换准备ACK消息后：

（1）配置下行数据前转的GTPU隧道；

（2）生成RRCCONNECTIONRECONFIGRATION消息，携带切换命令发送给UE，指示UE执行切换，UE收到后，会执行UE侧的切换过程；

5.源eNB将PDCP的通过X2口向目标eNB发送SNSTATUSTRANSFER消息，告知SN状态信息；随后，源eNB通过X2口向目标eNB前转下行数据；

6.当UE完成切换配置后，并在目标eNB完成随机接入后，向目标eNB发送RRCCONNECTIONRECONFIGRATIONCOMPLETE消息，指示切换完成。

随后，UE可以发送上行数据通过目标eNB到目标SGW；在目标eNB侧将缓存的下行数据包通过空口发送到UE；

7.目标eNB向SGW发送PATHSWITCHREQUEST消息，请求SGW转换下行路径；

8.SGW收到后，会向源eNB发送ENDMARK，指示下行数据包传输终止，然后在转换下行路径后，向目标eNB发送PATHSWITCHREQUESTACKOWNLEDGE消息，指示下行路径转换完成，随后，核心网过来的下行数据包可以通过新的下行路径发送到目标eNB；

9.当目标eNB在收到RRCCONNECTIONRECONFIGRATIONCOMPLETE消息后，会通过X2口向源eNB发送UECONTEXTRELEASE消息，指示源eNB释放UE无线资源，UE相关的PDCP实体，SN状态信息发送GTPU隧道以及下行数据前转的GTPU隧道。

8、基于S1的切换

过程说明：

1、源eNB收到UE发送的MeasurementReport消息后，对测量报告消息的参数分析，源eNB发起基于S1的切换过程。

2、源eNB向MME发送HandoverRequired消息，消息中携带TargetID，DirectForwardingPathAvailability，SourcetoTargetTransparentContainer，SRVCCHOIndication，CSGID，CellAccessMode等。

其中TargetID携带目标eNBID及TAI（用于选择目标MME）；DirectForwardingPathAvailability用于指示源eNB与目标eNB间是否存在X2连接，若存在则直传可用，将该值设为DirectPathAvailable；SourcetoTargetTransparentContainer携带RRCContainer（包含源侧分配的无线资源），需要进行数据前转的RAB信息列表，目标小区ID等；如果切换的目标小区是CSG小区或者混合小区时，在消息中需要携带CSGID。

如果目标小区是混合小区，消息中还要携带CellAccessMode，指示该小区是否是UE的CSG成员。

3、MME收到HandoverRequired消息后，向目标eNB发送HandoverRequest消息，消息中携带UEAMBR，要建立的E-RAB信息，SourcetoTargetTransparentContainer，UESecurityCapabilities，SecurityContext，HandoverRestrictionList，CSGID，CellAccessMode等。

目标eNB收到该消息后进行接纳控制，若允许接纳，则为UE建立上下文，包含E-RAB信息和安全相关信息等。

对于每个要建立的E-RAB信息中包含DataForwardingNotPossible指示是否能进行数据前转。

目标eNB比较自己的CSGID与接收到的CSGID及成员状态，若不相符或存在不匹配的CSGID信息，则回切换失败。

4、目标eNB分配好资源并建立相关上下文后，向MME发送HandoverRequestAcknowledge消息，消息中携带建立成功的E-RAB信息（包含上下行GTP-TEID及传输层地址，用于数据转发使用）、建立失败的E-RAB信息及TtoSContainer等。

5、MME向源eNB发送HandoverCommand消息通知目标eNB已成功建立资源，消息中携带目标侧建立成功需要进行数据转发的E-RAB信息列表（包含进行前转的目标GTP-TEID及传输层地址），目标侧建立失败需要释放的E-RAB信息列表，TtoSContainer等。

6、源eNB收到MME发送HandoverCommand消息后，依据收到的TtoSContainer对无线承载信息进行重配，eNB向UE发送RRCConnectionReconfiguration消息，消息中携带移动控制信息，安全配置信息及无线资源配置信息等。

7/8/7a、在切换过程中，可能出现断坑，因此需要将PDCP的SN和HFN信息转发至目标侧，保证PDCP的传输。

如果源eNB与目标eNB间存在X2连接，则源eNB直接向目标eNB发送eNBStatusTransfer消息；否则，源eNB先向MME发送eNBStatusTransfer消息，再由MME向目标eNB发送MMEStatusTransfer消息。

若此时MME有下行数据需要发送，则由MME将数据发送至源eNB,源eNB收到该数据后，依据是否存在X2连接进行后续数据转发，若存在X2连接，则源eNB直接将数据转发至目标eNB；若不存在X2连接，则源eNB先将数据发送至MME，再由MME转发至目标eNB。

目标eNB接收到这些数据后，先将其进行缓存。

9、UE向目标eNB发起随机接入过程，若接入成功，则UE向目标eNB发送RRCConnectionReconfigurationComplete消息。

UE发送完此消息后，上行数据发送即可进行，UE将数据发送至目标eNB，再发送至MME。

目标eNB接收到此消息后，开始向UE发送所存储的数据。

10、目标eNB向MME发送HandoverNotify消息，消息中携带目标小区的CGI及TAI。

MME收到此消息后，即切换已经结束，数据隧道也从源eNB与MME间切换至目标eNB与MME间。

MME收到此消息后，下行数据即可直接发送，不用再经过数据转发，即MME将下行数据发送至目标eNB，目标eNB收到后再发送至UE。

11/12、MME向源eNB发送UEContextReleaseCommand消息，消息中携带与该UE相关的逻辑S1连接ID，源eNB收到此消息后即释放对应的UE上下文资源。

源eNB资源释放成功后，向MME回UEContextReleaseComplete消息指示资源释放成功。