LTSPC010 LTE信令流程解析 107.docx
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LTSPC010LTE信令流程解析107
LTE信令流程解析
课程目标:
●掌握LTE基本业务流程
●掌握LTES1接口公用信令流程
●掌握LTEX2接口公用信令流程
目录
第1章LTE基本业务流程1
1.1系统信息广播1
1.2UE开机Attach过程4
1.2.1正常过程4
1.2.2异常过程7
1.3UEDetach过程9
1.3.1正常过程9
1.4UE发起的ServiceRequest过程17
1.4.1正常过程17
1.4.2异常过程20
1.5承载相关过程22
1.5.1默认承载的建立(通过上下文建立消息)22
1.5.2第二条默认承载的建立(通过专有消息)26
1.5.3专用承载的建立(通过专有消息)32
1.5.4专用承载修改(通过专有消息)35
1.5.5专用承载释放(通过专有消息)40
1.5.6无线口承载释放43
1.6RRC连接重建48
1.6.1正常流程48
1.6.2异常流程49
1.7切换过程51
1.7.1eNB内切换51
1.7.2eNB间切换(X2)55
1.7.3eNB间切换(S1)66
1.8寻呼过程75
1.8.1系统信息改变触发的寻呼75
1.8.2MME触发的寻呼76
1.9TAU过程78
1.9.1IDLE态TAU正常流程78
1.9.2CONNECTED态TAU过程85
第2章S1接口公用信令流程89
2.1S1建立89
2.1.1正常过程89
2.1.2异常过程90
2.2eNB配置更新91
2.2.1正常过程91
2.2.2异常过程92
2.3MME配置更新93
2.3.1正常过程93
2.3.2异常过程94
第3章X2接口公用信令流程95
3.1eNodeB间发起X2建立95
3.1.1正常过程95
3.1.2异常过程96
3.2eNodeB发起配置更新97
3.2.1正常过程97
3.2.2异常过程98
3.3eNodeB发起的负荷指示99
3.3.1正常过程99
3.4资源状态报告100
3.4.1启动资源状态报告100
3.4.2停止资源状态报告102
第一章LTE基本业务流程
知识点
系统信息广播
●UE开机Attach过程
●UEDetach过程
●UE发起的ServiceRequest过程
●承载相关过程
●RRC连接重建
●切换过程
●寻呼过程
●TAU过程
一.1系统信息广播
由于本文涉及系统间互操作,有必要先对各制式系统的惯用名称做一对应介绍:
LTE对应E-UTRAN,UMTS和HSPA对应UTRAN,GSM和EDGE对应GERAN,CDMA对应1xRTT,后续的EVDO等技术对应HRPD。
图1.11系统信息广播
N0010当eNB小区建立成功后,eNB在空口发送系统信息:
MasterInformationBlock、SystemInformationBlockType1、SystemInformation,主要包括UE在IDLE态时进行小区选择和重选信息。
SIB中包含的主要信息见下图。
图1.12SIB主要信息
一.2UE开机Attach过程
一.2.1正常过程
图1.21Attach过程(正常过程)
图1.22Attach过程(信令跟踪图)
UE开机Attach过程信令说明:
N0010处在RRC_IDLE态的UE进行Attach过程,发起随机接入过程,即MSG1消息;
N0020eNB检测到MSG1消息后,向UE发送随机接入响应消息,即MSG2消息;
N0030UE收到随机接入响应后,根据MSG2的TA调整上行发送时机,向eNB发送RRCConnectionRequest消息申请建立RRC连接;
N0040eNB向UE发送RRCConnectionSetup消息,包含建立SRB1信令承载信息和无线资源配置信息;
N0050UE完成SRB1信令承载和无线资源配置,向eNB发送RRCConnectionSetupComplete消息,包含NAS层Attachrequest信息;
N0060eNB选择MME,向MME发送INITIALUEMESSAGE消息,包含NAS层Attachrequest消息;
N0070MME向eNB发送INITIALCONTEXTSETUPREQUEST消息,包含NAS层AttachAccept消息;
N0080eNB接收到INITIALCONTEXTSETUPREQUEST消息,如果不包含UE能力信息,则eNB向UE发送UECapabilityEnquiry消息,查询UE能力;
N0090UE向eNB发送UECapabilityInformation消息,报告UE能力信息;
N0100eNB向MME发送UECAPABILITYINFOINDICATION消息,更新MME的UE能力信息;
N0110eNB根据INITIALCONTEXTSETUPREQUEST消息中UE支持的安全信息,向UE发送SecurityModeCommand消息,进行安全激活;
N0120UE向eNB发送SecurityModeComplete消息,表示安全激活完成;
N0130eNB根据INITIALCONTEXTSETUPREQUEST消息中的ERAB建立信息,向UE发送RRCConnectionReconfiguration消息进行UE资源重配,包括重配SRB1信令承载信息和无线资源配置,建立SRB2、DRB(包括默认承载)等;
N0140UE向eNB发送RRCConnectionReconfigurationComplete消息,表示无线资源配置完成;
N0150eNB向MME发送INITIALCONTEXTSETUPRESPONSE响应消息,表明UE上下文建立完成;
N0160UE向eNB发送ULInformationTransfer消息,包含NAS层AttachComplete、ActivatedefaultEPSbearercontextaccept消息;
N0170eNB向MME发送上行直传UPLINKNASTRANSPORT消息,包含NAS层AttachComplete消息。
一.2.2异常过程
图1.23Attach拒绝过程
图1.24Attach拒绝过程(信令跟踪图)
UE开机Attach拒绝过程信令说明:
N0010~N0060建立RRC连接过程同正常流程。
N0070MME拒绝了附着请求,向eNB发送DOWNLINKNASTRANSPORT消息,包含NAS层AttachReject消息;
N0080eNB接收到包含NAS层AttachReject消息的DOWNLINKNASTRANSPORT消息后,通过DLInformationTransfer(包含NAS层AttachReject消息)发送给UE。
N0090MME向eNB发送UEContextReleaseCommand消息进行UE上下文释放;
N0100eNB释放相关资源,向MME发送UEContextReleaseComplete消息;
N0110eNB给UE发送RRCConnectionRelease消息;
N0120UE收到RRCConnectionRelease消息,释放相关资源。
一.3UEDetach过程
一.3.1正常过程
一.3.1.1IDLE态下关机Detach过程
图1.31IDLE态下关机Detach过程
图1.32IDLE态下关机Detach过程(信令跟踪图)
IDLE态下关机Detach过程信令说明:
N0010处在RRC_IDLE态的UE进行Detach过程,发起随机接入过程,即MSG1消息;
N0020eNB检测到MSG1消息后,向UE发送随机接入响应消息,即MSG2消息;
N0030UE收到随机接入响应后,根据MSG2的TA调整上行发送时机,向eNB发送RRCConnectionRequest消息;
N0040eNB向UE发送RRCConnectionSetup消息,包含建立SRB1信令承载信息和无线资源配置信息;
N0050UE完成SRB1承载和无线资源配置,向eNB发送RRCConnectionSetupComplete消息,包含NAS层Detachrequest信息,Detachrequest消息中包括Switchoff信息;
N0060eNB选择MME,向MME发送INITIALUEMESSAGE消息,包含NAS层Detachrequest消息;
N0070MME向eNB发送UECONTEXTRELEASECOMMAND消息,请求eNB释放UE上下文信息;
N0080eNB接收到UECONTEXTRELEASECOMMAND消息,释放UE上下文信息,向MME发送UECONTEXTRELEASECOMPLETE消息进行响应,并向UE发RRCConnectionRelease消息,释放RRC连接。
一.3.1.2CONNECTED态下关机Detach过程
图1.33CONNECTED态下关机Detach过程
图1.34CONNECTED态下关机Detach过程(信令跟踪图)
CONNECTED态下关机Detach过程信令说明:
N0010处在RRC_CONNECTED态的UE进行Detach过程,向eNB发送ULInformationTransfer消息,包含NAS层Detachrequest信息;
N0020eNB向MME发送上行直传UPLINKNASTRANSPORT消息,包含NAS层Detachrequest信息;
N0030MME向eNB发送UECONTEXTRELEASECOMMAND消息,请求eNB释放UE上下文信息;
N0040~N0050eNB接收到UECONTEXTRELEASECOMMAND消息,释放UE上下文信息,向UE发RRCConnectionRelease消息,释放RRC连接;并向MME发送UECONTEXTRELEASECOMPLETE消息进行响应。
一.3.1.3IDLE态非关机Detach过程
图1.35IDLE态非关机Detach过程
图1.36IDLE态非关机Detach过程(信令跟踪图)
IDLE态非关机Detach过程信令说明:
N0010处在RRC_IDLE态的UE进行Detach过程,发起随机接入过程,即MSG1消息;
N0020eNB检测到MSG1消息后,向UE发送随机接入响应消息,即MSG2消息;
N0030UE收到随机接入响应后,根据MSG2的TA调整上行发送时机,向eNB发送RRCConnectionRequest消息;
N0040eNB向UE发送RRCConnectionSetup消息,包含建立SRB1无线承载信息和无线资源配置信息;
N0050UE完成SRB1承载和无线资源配置,向eNB发送RRCConnectionSetupComplete消息,包含NAS层Detachrequest信息;
N0060eNB选择MME,向MME发送INITIALUEMESSAGE消息,包含NAS层DetachRequest消息;
N0070MME向基站发送下行直传DOWNLINKNASTRANSPORT消息,包含NAS层DetachAccept消息;
N0080eNB向UE发送DLInformationTransfer消息,包含NAS层DetachAccept消息;
N0090MME向eNB发送UECONTEXTRELEASECOMMAND消息,请求eNB释放UE上下文信息;
N0100eNB接收到UECONTEXTRELEASECOMMAND消息,向UE发送RRCConnectionRelease消息,释放RRC连接;
N0110eNB释放UE上下文信息,向MME发送UECONTEXTRELEASECOMPLETE消息进行响应。
一.3.1.4CONNECTED态非关机Detach过程
图1.37CONNECTED态非关机Detach过程
图1.38CONNECTED态非关机Detach过程(信令跟踪图)
CONNECTED态非关机Detach过程信令说明:
N0010处在RRC_CONNECTED态的UE进行Detach过程,向eNB发送ULInformationTransfer消息,包含NAS层DetachRequest信息;
N0020eNB向MME发送上行直传UPLINKNASTRANSPORT消息,包含NAS层Detachrequest信息;
N0030MME向基站发送下行直传DOWNLINKNASTRANSPORT消息,包含NAS层DetachAccept消息;
N0040eNB向UE发送DLInformationTransfer消息,包含NAS层DetachAccept消息;
N0050MME向eNB发送UECONTEXTRELEASECOMMAND消息,请求eNB释放UE上下文信息;
N0060eNB接收到UECONTEXTRELEASECOMMAND消息,向UE发送RRCConnectionRelease消息,释放RRC连接;
N0070eNB释放UE上下文信息,向MME发送UECONTEXTRELEASECOMPLETE消息进行响应。
一.4UE发起的ServiceRequest过程
一.4.1正常过程
图1.41UE发起的ServiceRequest过程
图1.42UE发起的ServiceRequest过程(信令跟踪图)
UE发起的ServiceRequest过程信令说明:
N0010处在RRC_IDLE态的UE进行ServiceRequest过程,发起随机接入过程,即MSG1消息;
N0020eNB检测到MSG1消息后,向UE发送随机接入响应消息,即MSG2消息;
N0030UE收到随机接入响应后,根据MSG2的TA调整上行发送时机,向eNB发送RRCConnectionRequest消息;
N0040eNB向UE发送RRCConnectionSetup消息,包含建立SRB1承载信息和无线资源配置信息;
N0050UE完成SRB1承载和无线资源配置,向eNB发送RRCConnectionSetupComplete消息,包含NAS层ServiceRequest信息;
N0060eNB选择MME,向MME发送INITIALUEMESSAGE消息,包含NAS层ServiceRequest消息;
N0070MME向eNB发送INITIALCONTEXTSETUPREQUEST消息,请求建立UE上下文信息;
N0080eNB接收到INITIALCONTEXTSETUPREQUEST消息,如果不包含UE能力信息,则eNB向UE发送UECapabilityEnquiry消息,查询UE能力;
N0090UE向eNB发送UECapabilityInformation消息,报告UE能力信息;
N0100eNB向MME发送UECAPABILITYINFOINDICATION消息,更新MME的UE能力信息;
N0110eNB根据INITIALCONTEXTSETUPREQUEST消息中UE支持的安全信息,向UE发送SecurityModeCommand消息,进行安全激活;
N0120UE向eNB发送SecurityModeComplete消息,表示安全激活完成;
N0130eNB根据INITIALCONTEXTSETUPREQUEST消息中的ERAB建立信息,向UE发送RRCConnectionReconfiguration消息进行UE资源重配,包括重配SRB1和无线资源配置,建立SRB2信令承载、DRB业务承载等;
N0140UE向eNB发送RRCConnectionReconfigurationComplete消息,表示资源配置完成;
N0150eNB向MME发送INITIALCONTEXTSETUPRESPONSE响应消息,表明UE上下文建立完成。
一.4.2异常过程
图1.43UE发起的ServiceRequest拒绝过程
图1.44UE发起的ServiceRequest拒绝过程(信令跟踪图)
UE发起的ServiceRequest拒绝过程信令说明:
N0010~N0060建立RRC连接过程同正常流程。
N0070MME拒绝了服务请求,向eNB发送DOWNLINKNASTRANSPORT消息,包含NAS层ServiceReject消息;
N0080eNB接收到包含NAS层ServiceReject消息的DOWNLINKNASTRANSPORT消息后,通过DLInformationTransfer(包含NAS层ServiceReject消息)发送给UE。
N0090MME向eNB发送UEContextReleaseCommand消息进行UE上下文释放;
N0100eNB释放相关资源,向MME发送UEContextReleaseComplete消息;
N0110eNB给UE发送RRCConnectionRelease消息;
N0120UE收到RRCConnectionRelease消息,释放相关资源;
一.5承载相关过程
一.5.1默认承载的建立(通过上下文建立消息)
一.5.1.1正常过程
图1.51附着过程中的默认承载建立过程
图1.52附着过程中的默认承载建立过程(信令跟踪图)
默认承载的建立过程信令说明:
默认承载的建立在附着流程中进行,并且通过上下文建立过程来完成。
N0010在附着过程中,在UE发送给基站的RRCConnectionSetupComplete消息中包含NAS层消息AttachRequest,在这个消息中包含了PDNconnectivityrequest消息,表明要建立默认承载。
N0020eNB通过InitialUEmessage消息将PDNconnectivityrequest消息传送给EPC。
N0030EPC通过InitialContextsetuprequest消息将NAS消息ActivatedefaultEPSbearercontextrequest消息告知eNB
N0040eNB通过RRCConnectionReconfiguration消息将NAS消息ActivatedefaultEPSbearercontextrequest消息告知UE。
N0050UE将通过ULinformationTransfer消息将ActivatedefaultEPSbearercontextAccept消息传给eNB。
N0060eNB通过ULLINKNASTRANSPORT将ActivatedefaultEPSbearercontextaccept消息告知MME。
一.5.1.2异常过程
图1.53默认承载建立失败过程
默认承载建立失败过程信令说明:
N0010:
eNB从MME接收INITIALCONTEXTSETUPREQUEST消息。
.
N0020:
eNB在向UE发送RRCCONNECTIONRECONFIGRATION消息之前,向MME发送INITIALCONTEXTSETUPFAILURE消息,指示默认承载建立失败。
图1.54附着过程中的默认承载建立失败过程-RRCReConfigurationFailure
图1.55附着过程中的默认承载建立失败过程-RRCReConfigurationFailure(信令跟踪图)
附着过程中的默认承载建立失败过程信令说明:
N0010:
eNB从MME接收INITIALCONTEXTSETUPREQUEST消息。
N0020:
eNB向UE发送RRCCONNECTIONRECONFIGRATION消息。
N0030:
eNB未能从UE侧接收到RRCConnectionReconfigurationComplete消息,且RRC重配定时器等待超时后,eNB向MME发送INITIALCONTEXTSETUPFAILUR消息。
N0040:
eNB未能从UE侧成功接收RRCCONNECTIONRECONFIGRATIONCOMPLETE消息,则向MME发送INITIALCONTEXTSETUPFAILURE消息,指示默认承载建立失败。
一.5.2第二条默认承载的建立(通过专有消息)
一.5.2.1正常过程
图1.56第二条默认承载的建立过程
图1.57第二条默认承载的建立过程(信令跟踪图)
第二条默认承载的建立过程信令说明:
第二条默认承载是通过直传消息来传递,通过E-RAB建立消息来完成。
N0010连接状态下的UE通过ULinformationTransfer消息将PDNConnectivityRequest消息传递给eNB。
N0020eNB通过UPLINKNASTRANSPORT消息将PDNConnectivityRequest发送给EPC。
N0030EPC通过进行承载资源申请处理。
N0040EPC通过E-RABSETUPREQUEST传递ActivatedefaultEPSbearercontextrequest消息告知eNB。
N0050eNB通过重配消息,将NAS消息ActivatedefaultEPSbearercontextrequest传递给UE。
N0060UE建立默认承载成功,返回RRCConnectionReconfigurationComplete消息,表明无线承载建立成功。
N0070eNB发送E-RABSETUPRESPONSE消息给EPC,表明无线承载建立成功。
N0080UE在发送完成重配完成后,通过ULinformationTransfer消息将ActivatedefaultEPSbearercontextaccept消息告知eNB。
N0090eNB发送ULNASTRANSPORT消息ActivatedefaultEPSbearercontextaccept告知EPC,表明EPS承载建立完成。
N00100此时,上下行数据已经可以进行发送。
N0120EPC通过进行承载资源申请响应。
一.5.2.2异常过程
图1.58第二条默认承载建立RRC重配超时
图1.59第二条默认承载建立RRC重配超时(信令跟踪图)
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