最新完美版LTE基本信令解析R10.docx

1、最新完美版LTE基本信令解析R10TD-LTE 基本信令解析版 本：V1.0XX通讯工程服务部 TDD产品支持部 发布版本说明：本文档目的是对LTE的基本信令进行解释说明，方便大家熟悉理解LTE的信令流程。版本日期作者审核修改记录V1.02011-10-20liyi适用对象：TD-LTE网优人员使用建议：在阅读本文档之前，建议先了解下面的知识和技能：序号知识技能参考资料1TD-LTE基本原理TD-LTE基本原理V1.02TD-LTE信令流程TD-LTE信令流程V1.03后继资料：在阅读完本文档之后，你可能需要下面资料：序号参考资料资料说明123关于这篇文档摘要章节描述1 概述介绍本文概要2 信

2、令解析对TD-LTE基本流程树型消息解析说明目 录1 概述 22 信令解析 32.1 广播消息解析 32.1.1 Masterinformationblok解析 32.1.2 System Information解析 42.1.3 System Information Block type1解析 82.2 切换信令解析 92.2.1 Measurment Report信令解析 92.2.2 RRC Connection Reconfiguration解析 102.2.3 RRC Connection Reconfiguration complete解析 182.3 接入过程信令解析 182.3

3、.1 RRC Connection Request解析 182.3.2 RRC Connection Setup解析 192.3.3 RRC Connection Setup Complete解析 312.3.4 Initial UE Message解析 322.3.5 Initial Context Setup Request解析 332.3.6 RRC Connection Reconfiguration 362.3.7 Initial Context Setup Response解析 502.3.8 Initial Context Setup Failure解析 512.4 安全模式过程

4、信令解析 512.4.1 SecurityModeCommand信令解析 522.4.2 SecurityModeComplete 信令解析 532.4.3 SecurityModeFailure 532.5 释放过程信息解析 532.5.1 S1AP_UeContext Release Request信息解析（异常流程） 542.5.2 S1AP_UeContext Rrelease Command信令解析（异常流程） 552.5.3 S1AP_UeContext Release Complete信令解析（异常流程） 562.5.4 S1AP_UeContext Rrelease Comma

5、nd信令解析（正常流程） 562.5.5 S1AP_UeContext Release Complete信令解析（正常流程） 571 概述对信令的理解和熟悉有助于在网络规划和优化过程中定位问题，因此是网络优化的必备能力。通常遇到问题，我们需要结合网络侧（后台信令跟踪）和终端侧两边的信令，共同分析。本文主要介绍L3的信令解析，由于TD-LTE信令部分还在不断变化，且经验不足，因此，后期版本将会重新完善并增加必要的L2/L1部分的信令解析内容。2 信令解析2.1 广播消息解析如上图所示为挂机后UE接收广播消息的信令过程。首先，UE读取masterinformationblok主信息块，告诉UE小区

6、最基本的信息，包含系统带宽、phich-Config、systemFrameNumber信息。UE通过这些信息，进一步获取别系统信息。其次，UE读取系统消息System Information，获取无线资源公共配置信息，如各个信道的配置信息，以及UE侧相关的定时器和计数器。最后，读取SIB消息，获取PLMN网络标识、小区驻留、重选等信息。2.1.1 Masterinformationblok解析Masterinformationblok告诉UE小区基本信息。DL_Bandwidth系统带宽，范围enumerate(1.4M(6RB)，3M(15RB)，5M(25RB)，10M(50RB)，15

7、M(75RB)，20M(100RB)，对应配置值0-5，上图为3，对应的系统带宽为10M（50RB）。Phich_Duration 告诉UE系统PHICH符号长度，可选常规和扩展，enumerate(normal,extented)，对应的配置选项0和1。SystemFrameNumber系统祯号。2.1.2 System Information解析System Information消息里，包含了小区选择和接入相关的barring参数、无线资源相关的公共参数、各个物理信道、上行功率控制、UE侧定时器和计数器的相关配置信息。 小区选择和接入相关的barring参数区分signaling和dat

8、a，signaling的具体参数如下：字段名称显示取值范围内存取值范围字段中文含义Ac_BarringFactorenumerate(0，0.05，0.1，0.15，0.2，0.25，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.75，0.8，0.85，0.9，0.95)0-15信令接入概率因子Ac_BarringTimeenumerate(4，8，16，32，64，128，256，512) s0-7信令禁止接入时间 RadioResourceConfigCommon配置参数如下表：字段名称显示取值范围内存取值范围字段中文含义NumberOfRA_preamblesenumerate(4,8,1

9、2,16,20,24,28,32,36,40,44,48,52,56,60,64)0-15基于竞争冲突的随机接入前导的签名个数SizeOfRA_preamblesGroupAenumerate(4,8,12,16,20,24,28,32,36,40,44,48,52,56,60)0-14Group A中前导签名个数powerRampingstepenumerate(0,2,4,6) dB0-3PRACH的功率攀升步长preambleTransMaxenumerate(3,4,5,6,7,8,10,20,50,100,200) 0-10PRACH前缀重传的最大次数preambleInitialr

10、eceivedTargetPowerenumerate(-120,-118,-116,-114，-112，-110，-108，-106，-104，-102，-100，-98，-96，-94，-92，-90) dBm0-15PRACH初始前缀目标接收功率MessagePowerOffsetGroupBenumerate(minusinfinity, 0, 5, 8, 10, 12, 15, 18) dB0-7Message3传输时eNodeB配置的功率控制余量RA_RsponseWinSizeenumerate(2,3,4,5,6,7,8,10) ms0-7UE对随机接入前缀响应接收的搜索窗口M

11、AC_ConnectionResolutionTimerenumerate(8,16,24,32,40,48,56,64) sf0-7MAC冲突解决定时器MaxHARQ_Msg3Tx1-81-8Message3 最大发送次数 BCCH信道配置在System Information里的BCCH信道配置信息里，给出BCCH modification periodCoeff参数，用于确定BCCH更新周期的倍数，其取值范围enumerate（2，4，8, 16），对应配置值0-3。 PCCH信道配置信息PCCH寻呼信道配置里的defaulpagingCycle参数告知UE监听paging occasi

12、on的不连续接收循环周期。取值范围enumerate(32，64，128，256）radio frames，对应配置值0-3。. NB配置信息nB为调整寻呼时机的因子，取值范围enumerate（4T, 2T, T, 1/2T, 1/4T, 1/8T, 1/16T, 1/32T），对应配置为0-7。 PRACH配置信息Prach信道配置信息，主要提供给UE Prach信道产生64个前缀序列的逻辑根序列的起始索引号，随机接入前缀的发送配置索引，确定随机接入前缀的起始RB号等信息。 PDSCH信道配置信息referencesignalpower为单个RE的参考信号的功率（绝对值），D=(P+60)

13、*10，取值范围(-6050) Step:0.1,单位dBm，如上图值为6，实际功率值为6/10-60=-59.4dBm。P_B包含小区RS的PDSCH的EPRE与不包含小区RS的PDSCH的EPRE的比值，取值范围enumerate(0,1,2,3)。 PUSCH配置信息N_SB为PUSCH跳频时系统带宽需要划分的子带数目，配置范围为0-4。hoppingMode为PUSCH的跳频模式指示，可设置模式为enumerate(Only inter-subframe,both intra and inter-subframe)，对应设置值0-1。hoppingOffset为PUSCH跳频偏移，设置

14、范围是0-98。 PUCCH信道配置DeltaPUCCH_Shift参数确定小区中PUCCH format 1/1a/1b的循环偏移的循环偏移量，取值范围enumerate(1,2,3)，对应配置值0-2。nRB_CQI指示PUCCH format 2/2a/2b使用的RB数目，配置范围0-98。nCS_AN指示一个资源块中 PUCCH format1/1a/1b和2/2a/2b混合使用时的循环偏移位数。n1PUCCH_AN指示半静态分配的PUCCH Format 1的信道个数，配置范围是0-2047。 上行功率控制配置信息P0_nominalPUSCH为PUSCH的名义的期望接受功率，一般按

15、照实际环境设置绝对值，如上图中期望为-81dBm。PoNominalPucch为PUSCH的名义的期望接受功率，一般按照实际环境设置绝对值，如上图中期望为-105dBm。 UE侧相关计时器和计数器T300指示UE等待RRC连接响应的定时器长度(T300)，取值范围enumerate(100, 200,300, 400, 600, 1000, 1500, 2000)ms，对应的配置值0-7。T301 指示UE等待RRC重建响应的定时器长度(T301)，enumerate(100, 200,300, 400, 600, 1000, 1500, 2000)ms，对应配置值0-7。T310指示UE监测

16、无线链路失败的定时器长度(T310_UE)，enumerate(1, 2, 3, 4, 6, 8, 10, 20)，对应配置值0-7。N310指示UE接收下行失步指示的最大个数(N310_UE)，enumerate(0, 50, 100, 200, 500, 1000, 2000) ms，对应配置值0-6。T311指示UE监测到无线链路失败后转入idle状态的定时器长度(T311_UE)，enumerate(1000, 3000, 5000, 10000, 15000, 20000, 30000) ms，对应配置值0-6。N311指示UE接收下行同步指示的最大个数(N311)，enumerat

17、e(1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10)，对应配置值0-7。TimeAlignmentTimer定时指派定时器，指示同步消息的定时器，范围enumerate(500, 750，1280, 1920，2560, 5120，10240，infinity) sf，对应取值0-7。2.1.3 System Information Block type1解析SIB1的消息主要携带PLMN网络标识、小区驻留、cellbarrde、小区重选等信息。MCC邻接小区所在的XX国家码。MNC邻接小区所在的XX网络码。CellIdentity为小区标识。Cellbarred为小区禁止接入指示，enume

18、rate（Barred，Not Barred），对应0-1。IntraFreqReseletion为否可以同频小区重选的指示，enumerate(allowed, notAllowed)，对应值0-1。q_RxlevMin为eUTRAN小区选择所需要的最小接收电平，(-140.-44)dBm step 2 dBm，对应0-48，计算方式D=(P+140)/2。q_RxlevMinOffset小区选择所需要的最小接收电平偏移，2-16dB step 2 dB，对应1-8，前后对应计算D=P/2。P_Max指示UE最大允许的发射功率，一般为23dBm。freqbandIndicator载频所在的频

19、段指示，参见下表：频段指示 上行下行双工模式 322545MHz 2575MHz2545MHz 2575MHzTDD331900 MHz 1920 MHz1900 MHz 1920 MHzTDD342010 MHz 2025 MHz2010 MHz 2025 MHzTDD351850 MHz 1910 MHz1850 MHz 1910 MHzTDD361930 MHz 1990 MHz1930 MHz 1990 MHzTDD371910 MHz 1930 MHz1910 MHz 1930 MHzTDD382570 MHz 2620 MHz2570 MHz 2620 MHzTDD391880 M

20、Hz 1920 MHz1880 MHz 1920 MHzTDD402300 MHz 2400 MHz2300 MHz 2400 MHzTDD2.2 切换信令解析终端侧切换信令流程如下图所示：从上图可以看出，在满足切换判决条件后，由UE向eNodeB上报测量报告，由eNodeB判决是否执行切换，通过RRC Connection Reconfiguration 向UE发送切换命令，UE完成配置后向eNodeB反馈RRC Connection Reconfiguration Complete消息完成切换。TD-LTE的切换流程与TD-S流程类似，相比TD-S少了测量控制消息。信令解析如下。2.2.1

21、 Measurment Report信令解析Measurment Report信令消息解析如下图：如上图所示，UE通过测量报告上报本小区的RSRP、RSRQ值，以及目标小区的PCI、RSRP、RSRQ信息，以供eNodeB判决是否执行切换。上图中换算成真实的RSRP计算方式为：RSRP_Range-140，以目标小区RSRP计算为例，其RSRP值为64-140=-76dBm。上报的RSRQ与真实值对比表如下：Reported valueMeasured quantity valueUnitRSRQ_00RSRQ -19.5dBRSRQ_01-19.5 =RSRQ -19dBRSRQ_02-19

22、 =RSRQ -18.5dB RSRQ_32-4 =RSRQ -3.5dBRSRQ_33-3.5 =RSRQ -3dBRSRQ_34-3 =RSRQdB2.2.2 RRC Connection Reconfiguration解析RRC Connection Reconfiguration信令消息解析如下：RRC Connection Reconfiguration信令首先提供给终端目标小区的频点、带宽、邻区配置数量和小区质量偏移。首先介绍一下频点38050的换算成真实频率的方法。在TD-LTE协议中给出了TDD LTE频段使用的建议，如下表所示：频段指示 上行下行双工模式 322545MHz

23、2575MHz2545MHz 2575MHzTDD331900 MHz 1920 MHz1900 MHz 1920 MHzTDD342010 MHz 2025 MHz2010 MHz 2025 MHzTDD351850 MHz 1910 MHz1850 MHz 1910 MHzTDD361930 MHz 1990 MHz1930 MHz 1990 MHzTDD371910 MHz 1930 MHz1910 MHz 1930 MHzTDD382570 MHz 2620 MHz2570 MHz 2620 MHzTDD391880 MHz 1920 MHz1880 MHz 1920 MHzTDD40

24、2300 MHz 2400 MHz2300 MHz 2400 MHzTDD其中终端侧测量的D值计算方式为：D=(P-Low)*10+Offset，Low的取值按照频段指示分别为32:2545, 33:1900, 34:2010, 35:1850, 36:1930, 37:1910, 38:2570, 39:1880, 40:2300，Offset的取值按照频段指示分别为 32:35700, 33:36000, 34:36200, 35:36350, 36:36950, 37:37550, 38:37750, 39:38250, 40:38650。可知上图中38050=（P-Low）*10+Of

25、fset，经过推算38050为频段指示为38，对应频段为2570MHz2620MHz，所以Low取值为2570，Offset为37750，计算P=2600MHz，38050对应的中心频点为2600MHz。AllowedMeasBandWidth表示可测量带宽，配置值范围为05，分别对应1.4M(6RB)，3M(15RB)，5M(25RB)，10M(50RB)，15M(75RB)，20M(100RB)。NeighCellConfig值表示配置的邻区数目，为16进制数值，上图表示配置邻区数为4。Q_OffsetRange是频间偏移值，影响小区间重选的偏移值，配置值范围为030，分别对应的实际取值：

26、enumerate(-24,-22,-20,-18,-16,-14,-12,-10,-8,-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6,8,10,12,14,16,18,20,22,24)dB。图中配置值为0，对应偏移值为0dB。在RRC Connection Reconfiguration中还包括把邻区信息、A3事件相关参数提供给终端，因而在TD-LTE系统里没有测量控制信令。如下图所示：上图所示，RRC Connection Reconfiguration还包含邻区列表信息，包括所有邻区的小区编号Cell ID、PCI、Q_Offset等信息。另外，携带了A3事件相关的测

27、量信息，包括如下信息：A3_Offset表示触发A3事件的偏移量。Hysterisis表示进行判决时迟滞范围，取值范围030，分别对应(0，0.5，15)dB，step 0.5dB。Time to Trigger监测到事件发生的时刻到事件上报的时刻之间的时间差，其含义是只有当特定测量事件（如2a）条件在一段时间即触发时间（TimeToTrigger）内始终满足事件条件才上报该事件，取值范围015，对应的实际取值enum(0, 40, 64, 80, 100, 128, 160, 256, 320, 480, 512, 640, 1024, 1280, 2560, 5120)ms。上图配置为7对

28、应256ms。Trigger Quantity表示事件触发的测量指标，可选RSRP、RSRQ，配置值为01，分别对应测量的指标enumerate(rsrp, rsrq)。MaxReportCells表示最大上报小区数目，对应可配置的数目为18个。ReportInterval事件触发周期报告间隔，配置范围012，对应的配置值enum(120ms, 240ms, 480ms, 640ms, 1024ms, 2048ms, 5120ms, 10240ms, 1min, 6min, 12min, 30min, 60min)。ReportAmount事件触发周期报告次数，配置范围07，分别对应的值为(1

29、, 2, 4, 8, 16, 32, 64, Infinity)次，上图中配置为0,对应上报报告次数为1次。FilterCoefficient测量时的RSRP层3滤波系数，配置范围014，对应的取值enum (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 11, 13, 15, 17, 19)。包括频点、小区系统频域上下行带宽配置BandWidth，配置范围05，分别对应取值enumerate(1.4M(6RB)，3M(15RB)，5M(25RB)，10M(50RB)，15M(75RB)，20M(100RB)。PRACH信道相关的配置信息参考如下表：序号字段名称显示取值范围内存取

30、值范围字段中文含义1wCId0-2550-255小区标识2byPrachConfig0570-57随机接入前缀的发送配置索引3byPrachMaskIndex0150-15PRACH掩码索引4byPrachFreqOffset0-940-94确定随机接入前缀的起始RB号5byCellHighSpdAttenumerate(Not High Speed Cell, High Speed Cell)0-1小区高速XX属性(指示给UE采用哪种方式进行偏移得到前缀序列)6wLogRtSeqStNum0-8370-837产生64个前缀序列的逻辑根序列的起始索引号7byNcs0-150-15在逻辑根序列基础