TD-LTE的信令流程
TD-LTE信令流程
附二
用户平面协议栈
UE PDCP RLC MAC PHY
eNB PDCP RLC MAC PHY
控制平面协议栈
UE NAS RRC PDCP RLC MAC PHY
eNB
RRC PDCP RLC MAC PHY
MME NAS
SIB1：消息包含终端当前驻留小区的信息，如PLMN（public land mobile network，公共陆地移动网络），小区是否允许用户接入， 频段信息等。 SIB2：无线资源配置信息等。 SIB3：包含小区重选相关信息，同频、异频以及异系统的公用信息、 频点信息以及同频小区的重选信息。 SIB4：包含系统给当前驻留小区配置的临区列表信息。 SIB5：异频小区的重选参数和邻区列表。 SIB6-SIB8：提供的是异系统的小区重选参数，例如：LTE与TDSCDMA、WCDMA和GSM等系统之间，小区重选或切换的参数。
信令流程
附着信令 UE需要注册到网络中，接受服务，这个注册过程就是网络附着。LTE信 令的附着过程可以分为RRC连接建立、鉴权加密、UE能力查询、RRC连 接重配置、附着几个过程交互进行。
RRC连接标识、驻留小区的标识信息
RRC连接标识和无线资源配置情况
RRC连接标识、驻留小区的标识信息、Nas层消息和attach请求
去附着
UE
eNode B
EPC
UIInformation transfer (Detach Request)
DIIformation Transfer (Detach Accept)
RRC Connection Release
Uplink NAS transport (Detach Request)
TDD-LTE信令详解
1 概述本文主要就TDD-LTE信令解码进行详细介绍（上篇：主要介绍系统消息），主要包括信令主要作用、信令包含字段、各个字段生效方式、字段配置场景以、字段含义和字段作用。
由于TDD-LTE系统本身也在不断完善，部分信令涉及字段会随着LTE系统需求出现变更，因此此文档将不断进行更新调整。
2 Master Information Block2.1 发送场景UE会在下述过程之后接收系统信息：1）小区选择（开机后）和小区重选2）切换3）从其它RAT进入E-UTRA4）重回服务区5）接收到系统信息改变通告6）接收到ETWS通告指示7）接收到CDMA2000上层请求8）系统信息超出最大有效期-周期性的补充点：LTE中之所以要在切换后接受系统消息，是因为LTE系统设计扁平化以后取消了RNC网元，也就是LTE中切换的测量配置下发、判决都是eNodeB完成，在当前不支持X2口切换前提下，切换完成后UE对于该小区下的系统消息配置是不清楚，所以会接收系统消息；如果支持X2口切换的话，在切换前源eNodeB和目标eNodeB之间会交互配置信息，则不用接收系统消息。
2.2 发端网元处理组装消息内容2.3 收端网元处理接收到MasterInformationBlock后,UE将：1）应用phich-Config中携带的无线资源配置信息；1）当T311正在运行，UE处于RRC_IDLE或者RRC_CONNECTED状态：2）如果UE没有相关小区的有效系统信息：3）将ul-Bandwidth 设置为dl-Bandwidth，直到接收到SystemInformationBlockType2。
2.4 字段解释2.4.1dl-bandwidth1) 字段类型：BIT STRING (SIZE (4））2) 字段描述：下行带宽。
参数配置为：传输带宽配置，下行N RB ，[参见TS 36.101 ]。
如n6与6个资源块对应，n15对应15个资源块等等Channel bandwidthBW Channel[MHz]1.4 3 5 10 15 20Transmission bandwidthconfiguration N RB6 15 25 50 75 1003) 现网举例：n100 。
TDLTE信令流程及信令解码
T D L T E信令流程及信令解码Document number：BGCG-0857-BTDO-0089-2022TD-LTE信令流程及信令解码（）本文主要就PS业务建立流程和LTE系统内切换的信令及信令解码进行重点IE分析，并加以标注。
所有信令为eNB侧跟踪的信令。
1.PS业务建立流程：1.1RRC Connection RequestUE上行发送一条RRC Connection Request消息给eNB,请求建立一条RRC连接，该消息携带主要IE有：-ue-Identity :初始的UE标识。
如果上层提供S-TMSI，侧该值为S-TMSI；否则从0…240-1中抽取一个随机值，设置为ue-Identity。
establishmentCause :建立原因。
该原因值有emergency---拨打紧急号码，HighPriorityAccess---高优先级接入，mt-access--被叫接入，mo-Signalling--发送信令时，mo-Data---发送数据时，DelayTolerantAccess-v1020---R10中新增原因，延迟容忍接入。
其中“mt”代表移动终端，“mo”代表移动始端。
信令解码如下： -RRC-MSG : |_msg :|_struUL-CCCH-Message :|_struUL-CCCH-Message :|_message : |_c1 :|_rrcConnectionRequest : |_criticalExtensions :|_rrcConnectionRequest-r8 : |_ue-Identity :| |_randomValue : ----'00'B(31 49 7B 78 C3 ) ----|_establishmentCause : ---- highPriorityAccess(1)|_spare : ---- '0'B(00 ) 04 53 14 97 b7 8c 32UE 初始标识，此处因为上层没有提供S-TMSI,所以为随机建立原因，此处highPriorityAc1.2 RRC Connection SetupeNB 在下行方向发送RRCConnectionSetup 消息给UE ，包含建立SRB1承载和无线资源配置信息。
TD-LTE_信道讲解
Modulation Scheme QPSK, 16QAM， 64QAM BPSK/QPSK
Comment 数据传输，控制信令 控制信令 （CQI,ACK/NACK）
Zadoff-Chu Sequence Zadoff-Chu
上行随机接入 Comment 信道估计及探测
注意：PUCCH不与PUSCH同时存在，当不存在上行业务时，控制信令由PUCCH承载
Multiplexing and scrambling
Modulation mapper
d ( q ) (0),..., d ( q ) ( M symb − 1)
Layer mapper
Precoding
9
Resource element mapper
T
OFDM modulation Reference signal generation
移动性：
������������ ������������ 对于低速 0 至15 km/h环境，系统提供最优性能。 对于中速15 至120 km/h环境，系统提供较好的性能。 对于高速120 km/h to 350 km/h环境，系统保证通话能力。 也考虑高达500 km/h环境中的传输。 一般情况，小区半径5 km,满足所以的性能要求。 小区半径30 km时，允许少许性能损失，但仍能提供常规服务。 也考虑小区半径高达100 km的情况。
One slot DwPTS GP UpPTS
DwPTS
GP
UpPTS
OFDM symbol
时隙结构：7个OFDM符号
Sym 1 Sym 2 Sym 3 Sym 6
24144⋅ Ts
2192⋅ Ts
4384⋅ Ts
LTE基本架构以及短信彩信通话流程
•
MME功能：
– 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； – 安全控制； – 空闲状态的移动性管理； – EPC承载控制； – 非接入层信令的加密与完整性保护。
• •
服务网关S-GW功能：
– 终止由于寻呼原因产生的用户平面数据包； – 支持由于UE移动性产生的用户平面切换。
呼叫流程
1、附着过程
2、去附着过程
3、UE发起的service request流程
4、网络发起的paging流程
5、跟踪区域更新TAU流程
6、专用承载建立流程
7、切换过程
完整一次通话必有的信令
Rrc Connection Request (UL-CCCH) ：连接请求 Rrc Connection Setup (DL-CCCH) ：连接建立 Rrc Connection Setup Complete (UL-DCCH) ：连接建立完成 CM Service Request：语音服务请求 Authentication Request Authentication Response Identity Request Identity Response：身份验证 Setup ：建立连接 Call Proceeding ：主叫开始呼叫（被叫 Call Confirmed：确认被叫建立请求） Radio Bearer Setup (DL-DCCH) Radio Bearer Setup Complete (DL-DCCH) ：无线链路承载 Physical channel Reconfiguration (DL-DCCH) Physical channel Reconfiguration Complete (UL-DCCH)：接力切换 Alerting：振铃 Connect Connect Acknowledge：接通 Disconnect：挂断 Release ：释放 Release Complete：释放完成
TD-LTE信令流程
10:41:45.266 eNodeB->MS 10:41:45.275 MS->eNodeB
RRCConnectionSetup RrcConnSetup RRCConnectionSetupComplete LTERRCSetupSuc RrcConnSetupCmpl abilityEnquiry UECapabilityInformation RRCSecurityModeCommand RRCSecurityModeComplete SmcActive RRCConnectionReconfiguration LTEERABSetupAttempt RbSetup
10:41:45.335 eNodeB->MS 10:41:45.337 MS->eNodeB 10:41:45.355 eNodeB->MS 10:41:45.359 MS->eNodeB 10:41:45.359 10:41:45.362 10:41:45.364 10:41:45.371 EVENTS EVENTS EVENTS 10:41:45.362 eNodeB->MS
10:41:45.371 MS->eNodeB EVENTS 10:41:45.378 eNodeB->MS 10:41:45.380 MS->eNodeB 10:41:45.380 eNodeB->MS 10:41:45.383 MS->eNodeB 10:41:45.383 EVENTS 10:41:45.388 eNodeB->MS 10:41:45.398 MS->eNodeB 10:41:45.410 MS->eNodeB 10:41:46.356 eNodeB->MS 10:41:46.357 EVENTS 10:41:46.360 MS->eNodeB 10:41:47.165 MS->eNodeB 10:41:47.166 MS->eNodeB 10:41:47.195 eNodeB->MS 10:41:47.200 eNodeB->MS 10:41:55.232 MS->eNodeB 10:41:55.232 10:41:55.232 EVENTS EVENTS
LTE系统主要信令流程
TD-LTE
TD-SCDMA QoS管理
UMTS
TE
MT
RAN
CN
CN
TE
EDGE
Gateway
NODE
End-to-End Service
TE/MT Local Bearer Service
UMTS Bearer Service
External Bearer Service
Radio Access Bearer Service
MAC功能 • 信道映射与管理
•用户级优先级管理 •业务级优先级管理 •HARQ传输管理 •调度信息上报(上行)
RLC功能 •三种服务模式：AM/UM/TM •SDU分段/串接、重组 •数据按序递交 •重复检测 •出错数据重传(ARQ)
CN Bearer Service
Radio Bearer Service
RAN Access Bearer Service
Backbone Bearer Service
Maximum bitrate Guaranteed bitrate
Delivery order Maximum SDU size
CELL_DCH CELL_FACH
Handover
E - UTRA RRC_CONNECTED
CELL_PCH URA_PCH
Connection establishment/release
Reselection
Connection establishment/release
UTRA_Idle
Reselection
具体差异
LAU/TAU过程 TD-LTE的TAU过程场景更加丰富，针对系统内、系统间的不同场景都 进行了定义
5.中国移动-TDD-LTE网管操作
目录1网管登录操作步骤 (4)1.1登录操作 (4)2网管页面介绍 (4)2.1网管平台简介 (4)2.2基站管理系统 (5)2.3报表管理系统 (6)3小区信息查询 (7)3.1小区网元搜索 (8)3.2小区参数查询 (9)3.2.1频点号和频段信息查询 (9)3.2.2PCI和参考信号功率信息查询 (10)3.2.3射频开关查询 (10)3.2.4小区ID和基站类型查询 (10)3.2.5TAC查询 (11)3.2.6PLMN查询 (11)3.2.7LTE邻区查询 (11)3.2.8GSM邻区查询 (12)3.2.9切换测量事件查询 (12)3.2.10邻区CIO查询 (13)3.2.11重选参数查询 (14)3.2.12同步和帧头偏移量查询 (14)3.2.13安全网关参数查询 (15)3.2.14信令网关参数查询 (16)3.2.15SON参数查询 (16)3.2.16基站版本查询 (16)3.2.17MME参数查询 (17)3.2.18导出设备配置文件 (18)4常用参数修改 (18)4.1频点、PCI、功率、射频开关修改 (20)4.2LTE邻区添加、参数修改 (21)4.3GSM邻区添加、修改 (22)4.4切换测量参数修改（以A2、A3、B2为例） (24)4.5测量目的事件添加（A2增加测量目的盲重定向为例） (25)4.6重选参数修改和异频重选信息添加/修改 (26)4.8TAC修改 (27)4.9PLMN修改 (27)4.10同步参数和帧头偏移量修改 (28)4.11安全网关参数修改 (28)4.12信令网关参数修改 (28)4.13SON参数修改 (28)4.14MME信息添加 (28)4.15单站上传命令脚本 (29)5网管批量查询、导出功能 (30)5.1小区告警批量查询功能 (30)5.2批量小区参数列表同步功能 (31)5.3批量小区参数导出功能 (35)5.4基站日志提取 (38)5.4.1单站日志提取 (38)5.4.2批量日志提取 (39)6网管批量参数调整功能（任务管理功能） (39)6.1任务类型 (39)6.2网元设备参数设置任务 (40)6.2.1举例：LTE邻区添加 (41)6.3网元脚本下发任务 (44)6.4结束任务或删除任务 (46)7翻PCI (46)7.1现网参数同步查询 (46)7.2批量修改小区PCI (47)7.2.1导出现网小区PCI (47)7.2.2完成批量小区PCI修改模版制作 (47)7.2.3新建任务策略 (47)7.2.4任务执行情况查询和确认 (50)7.2.5皮站翻PCI需提供给宏站信息 (50)7.3批量修改邻区 (50)7.3.1导出现网LTE邻区关系 (50)7.3.2批量修改LTE邻区信息 (51)7.3.3任务执行情况查询和确认 (51)88.GSM翻频时LTE侧修改GSM邻区信息操作 (51)8.1.1现网参数同步查询 (51)8.1.3批量修改GSM邻区信息 (52)8.1.4任务执行情况查询和确认 (54)9基站升级操作 (54)9.1升级包上传 (54)9.2LTE产品升级包上传 (56)9.3单个站点升级 (58)9.4批量站点升级功能 (59)9.4.1批量站点升级 (59)9.4.2固件下载&立即激活升级 (60)9.5结束任务或删除任务 (61)10日常工作流程 (62)10.1日常配合流程（外场参数修改流程） (62)10.2批量参数修改流程 (63)10.3数据核查流程 (66)11单站验证流程 (67)11.1单站验证准备工作 (68)11.2单站验证过程配合工作 (69)12总结 (69)13附件 (69)14附录 (70)LTE网管操作指导手册1网管登录操作步骤1.1登录操作（1）在浏览器地址栏中输入网管的IP地址和端口号“x.x.x.x:8080”，单击“Enter”或者单击“转到”进入网管登录界面。
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S1接口
控制层为了可靠的传输信令消息，在IP层之 上添加了SCTP S1控制面主要功能：
EPC承载服务管理功能； S1 接口UE上下文释放功能； ACTIVE状态下UE的移动性管理功能 S1接口的寻呼； NAS信令传输功能； 漫游于区域限制支持功能； NAS节点选择功能； 初始上下文建立过程；
UDP/IP之上的GTP-U用来传输S-GW与 eNB之间的用户平面PDU S1用户面主要功能为:
EUTRAN
EPC
EPC与E-UTR功能：
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； IP头压缩与用户数据流加密； UE附着时的MME选择； 提供到S-GW的用户面数据的路由； 寻呼消息的调度与传输； 系统广播信息的调度与传输； 测量与测量报告的配臵。
EPC分为三部分：
MME S-GW P-GW (Mobility Management Entity, 负责信令处理部分） (Serving Gateway , 负责本地网络用户数据处理部分） (PDN Gateway，负责用户数据包与其他网络的处理 )
接入网（也称E-UTRAN）由eNodeB构成 网络接口
CELL_FACH CCO with optional NACC Reselection Connection establishment/release
CELL_PCH URA_PCH Connection establishment/release UTRA_Idle
Reselection
E-UTRA RRC_IDLE
Reselection CCO, Reselection
GSM_Idle/GPRS Packet_Idle
当存在RRC连接时，UE处于RRC连接状态，否则为RRC IDLE状态 TS 36.331 4.2
UE各状态说明
基 本 概 念 UE的工作模式与状态
RRC状态
状态 PLMN选择 NAS配臵的DRX过程 系统信息广播和寻呼 RRC_IDLE 邻小区测量 小区重选的移动性 UE获取1个TA区内的唯一标识 eNodeB内无终端上下文 行为
RRC信令简化
RRC Connection Reconfiguration （RRC连接重配臵）
LTE中的承载
基 本 概 念 无线承载的分类
Bear(承载) in LTE
Radio Bearer承载空口RRC信令和NAS信令 S1 Bearer 承载eNB与MME间S1-AP信令 NAS消息也可作为NAS PDU附带在RRC消息中发送
E-UTRAN接口通用协议模型
基 本 概 念 接口功能
LTE接口通用模型
适用于E-UTRAN相关的所有接口，即S1和X2接口 控制面和用户面相分离，无线网络层与传输网络层相分离 无线网络层：实现E-UTRAN的通信功能 传输网络层：采用IP传输技术对用户面和控制面数据进行传输
S1接口协议栈
基 本 概 念 接口功能
无线网基本信令流程
随机接入 寻呼 RRC连接建立、重配、重建 立、释放 测量
移动性管理
TAU 切换 小区重选
附录
E-UTRAN网络结构
基 本 概 念 网络架构
LTE网络架构
LTE主要3GPP规范见附录
网络实体
基 本 概 念 网络架构
LTE网络实体
整个TD-LTE系统由3部分组成：
核心网 （EPC, Evolved Packet Core ） 接入网 （eNodeB） 用户设备 （UE）
网络侧有UE的上下文信息
网络侧知道UE所处小区 网络和终端可以传输数据 网络控制终端的移动性 RRC_CONNECTED 邻小区测量 存在RRC连接: UE可以从网络侧收发数据 监听共享信道上指示控制授权的控制信令 UE可以上报信道质量给网络侧 UE可以根据网络配臵进行DRX
RRC信令消息简化
基 本 概 念 UE的工作模式与状态
网元间控制面整体协议栈
基 本 概 念 协议栈结构
NAS Relay RRC PDCP RLC MAC L1 UE LTE-Uu RRC PDCP RLC MAC L1 eNodeB S1-AP SCTP IP L2 L1 S1-MME S1-AP SCTP IP L2 L1 MME NAS
控制面协议栈
X2接口用户面提供eNB之间的用户数 据传输功能 X2-U接口协议栈与S1-U接口协议栈 完全相同
与3G Iu-PS接口协议架构比较
基 本 概 念 接口功能
3G Iu-PS接口通用模型
控制面：在Release 99中，采用7号信令系统协议承载信令；在Release 5 之后的版本，控制信令直接用IP承载； 用户面：Release 99 PS域，分组数据量在一个或多个AAL5永久虚电路上 复用；在Release 5之后，直接采用IP传输，与LTE架构相同；
在S1接口目标节点中指示数据分组所属 的SAE接入承载； 移动性过程中尽量减少数据的丢失； 错误处理机制； MBMS支持功能； 分组丢失检测机制；
X2接口协议栈
基 本 概 念 接口功能
X2接口
LTE系统X2接口的定义采用了与S1接口 一致的原则 X2接口应用层协议主要功能：
支持LTE_ACTIVE状态下UE的LTE接入 系统内的移动性管理功能； X2接口自身的管理功能，如错误指示、 X2接口的建立与复位，更新X2接口配臵 数据等； 负荷管理功能。
LTE信令流程
研究院无线所 2010年12月
主要内容
基本概念
网络架构 协议栈结构 接口功能 无线网系统消息 UE的工作模式与状态 无线承载的分类 UE标识
端到端业务建立/释放相 关流程
Attach流程 Detach流程 Service Request过程 专用承载建立流程 专用承载修改流程 专用承载释放流程
用户面协议内部的关系
基 本 概 念 协议栈结构
层2协议架构（DL）
层2协议架构（UL）
逻辑信道、传输信道和物理信道映射关系见附录
Uu口控制面协议栈
基 本 概 念
UE NAS RRC PDCP RLC MAC PHY RRC PDCP RLC MAC PHY eNB MME NAS
协议栈结构
与3G的异同
S1接口：eNodeB与EPC X2接口：eNodeB之间 Uu接口：eNodeB与UE
NOTE: 和UMTS相比，由于NodeB 和 RNC 融 合为网元eNodeB ,所以TD-LTE少了Iub接口。 X2接口类似于Iur接口，S1接口类似于Iu接口
EPC与E-UTRAN功能划分
基 本 概 念 网络架构
PBCH时域映射结构
PBCH频域映射结构
系统消息（36.331）
基 本 概 念 无线网系统消息
LTE系统消息 SIBs
除MIB以外的系统消息，包括SIB1-SIB12 除SIB1以外，SIB2-SIB12均由SI (System Information)承载 SIB1是除MIB外最重要的系统消息，固定以20ms为周期重传4次 ，即SIB1在每两个无线帧（20ms）的子帧#5中重传（SFN mod 2 = 0，SFN mod 8 ≠ 0）一次，如果满足SFN mod 8 = 0时， SIB1的内容可能改变，新传一次。 SIB1和所有SI消息均传输在BCCH → DL-SCH → PDSCH上 SIB1的传输通过携带SI-RNTI（SI-RNTI每个小区都是相同的）的 PDCCH调度完成 SIB1中的SchedulingInfoList携带所有SI的调度信息，接收SIB1以 后，即可接收其他SI消息
Radio Bearer Setup （无线承载建立） Radio Bearer Release （无线承载释放） Radio Bearer Reconfiguration （无线承载重配臵） Transport Channel Reconfiguration （传输信道重配臵） TransportFormatCombinationControl （传输格式组合控制） Physical Channel Reconfiguration （物理信道重配臵） Measurement Control （测量控制）
LTE用户面
安全方面的功能，用户面 的加密和解密功能由 PDCP子层完成 仅存在一个MAC实体
3G中PDCP层仅用于承 载PS业务，广播和多播 业务由BMC层协议承载 3G中用户数据的加密和 解密由RLC和MAC层完 成 3G中含有多个MAC实体 ：MAC-b, MAC-c/sh, MAC-d, MAC-hs RLC层依然提供TM/UM /AM三种传输模式
控制平面RRC协议数据的加解密和完整性保 护功能，在LTE中交由PDCP层完成 RRC子层主要承担广播、无线接口寻呼、 RRC连接管理、无线承载控制、移动性管理 、UE测量上报和控制等功能 仅存在一个MAC实体
Uu口用户面协议栈
基 本 概 念 协议栈结构
与3G的异同
UE PDCP RLC MAC PHY eNB PDCP RLC MAC PHY
3G中控制平面不存在 PDCP协议栈，由RLC层 提供无线信令承载SRB RLC层依然提供TM/UM /AM三种传输模式 3G中UM/AM传输模式下 的加密由RLC层实现， TM模式 下的加密由 MAC层实现 3G中含有多个MAC实体 ：MAC-b, MAC-c/sh, MAC-d, MAC-hs
LTE控制面
3GPP各状态间转换
基 本 概 念 UE的工作模式与状态
各系统状态转移图
GSM_Connected CELL_DCH Handover E-UTRA RRC_CONNECTED Handover GPRS Packet transfer mode CCO, Reselection Connection establishment/release