LTE信令流程学习总结(二)

信令流程学习总结（二）

------------寻呼和切换信令流程

系统的总体网络结构

LTE系统的总体网络包括三个部分，UE（用户设备）、eNodeB（演进型接入网）、EPC（演进型核心网），总体结构图如下：

核心网（EPC）主要逻辑网络实体

核心网主要包括MME、S-GW、P-GW、HSS、PCRF四种网络实体，每种实体对应不同的功能和业务类型：

◆MME：是一个信令实体，主要负责移动性管理、承载管理、用户的鉴权认证、SGW

和PGW的选择等功能；

◆S-GW：主要负责用户面处理，负责数据包的路由和转发等功能，支持3GPP不同接

入技术的切换，发生切换时作为用户面的锚点；

◆PDN-GW：EPS锚点，即是3GPP与non-3GPP网络间的用户面数据链路的锚点，负责

管理数据路由，管理接入间的移动，还负责DHCP、策略执行、计费等功能；

◆HSS(归属用户服务器)：核心网主要数据库，包括用户相关信息；HLR(归属位置寄存

器) ，是HSS的一部分；

◆PCRF(策略和计费规则功能) ：业务流检测、策略实施、基于流付费的功能实体；

UE的状态

UE有两种基本运行模式：空闲模式与连接模式。UE开机后停留在空闲模式下，通过非接入层表示，如IMSI,P-TMSI,TMSI等标识来区分。UTRAN不保留空闲模式下的UE信息，仅能够寻呼LAC区中的所有UE或同一寻呼时刻的所有UE。当UE完成RRC连接建立后，才会从空闲模式转移到连接模式，当RRC连接释放后UE从连接模式转移到空闲模式。UE连接模式下共有四种状态：CELL_PCH,URA_PCH,CELL_FACH,CELL_DCH。四种状态转移如下：

NAS层的终端也有三种状态，LTE-DETACHED、LTE-IDLE、LTE-ACTIVE。

◆LTE-DETACHED：网络和UE侧均没有RRC实体，此时UE通常处于关机、去附着、UE开

机但没有向网络注册，可能因为没注册或无适合可用的网络下注册失败等状态；

◆LTE-IDLE：对应RRC的IDLE状态，UE已注册到网络，但未激活，处于低功耗模式下。

分组核心域已经了解到UE的位置，如有服务建立，UE能在非常短时间内切换到ACTIVE 模式，继续先前激活的数据会话；

◆LTE-ACTIVE：对应RRC的connected状态，UE和网络实际交换数据和信令的惟一一个激

活状态；

寻呼

1寻呼的定义

网络可以向空闲状态和连接状态的UE发送寻呼，寻呼过程可以由核心网触发，用于通知某个UE接收寻呼请求，或者由eNodeB触发，用于通知系统信息更新，以及通知UE接收ETWS以及CMAS等信息。

2寻呼的功能及原理

寻呼过程是S1接口过程，MME通过向eNB发送寻呼消息来发起寻呼过程。对于UE注册的TA，若eNB包含该TA小区，则寻呼消息就应发到该eNB。每个eNB可以包含属于不同TA的小区，但每个小区只属于一个TA。寻呼过程是通过NAS层给MME发起寻呼响应，是能在特定eNB内寻呼到UE。

3寻呼的几个参数

◆DRX: Discontinuous Reception ，非连续接收；终端在一个DRX的周期内，可以只在

相应的寻呼无线帧(Pf)上的寻呼时刻(PO)先去监听PDCCH上是否携带有P—RNTI，进而去判断相应的PDSCH上是否有承载寻呼消息。如果在PDCCH上携带有P—RNTI，就按照PDCCH上指示的PDSCH的参数去接收PDSCH上的数据；如果终端在PDCCH 上未解析出P—RNTI，则无需再去接收PDSCH物理信道，就可以依照DRX周期进入休眠。利用这种机制，在一个DRX周期内，终端可以只在PO出现的时间位置上去接收PDCCH，然后再根据需要去接收PDSCH。而在其它时间可以睡眠，以达到省电的目的。

◆SFN：System Frame Number ，系统帧号；

◆PO：Paging Occasion ，寻呼时刻；

◆PF：Paging Frame ，寻呼帧；在LTE的物理层协议中，其无线帧帧号的重复周期

是1024，因此每个无线帧帧号的取值范围是0～1023。每个无线帧又被分成10个

子帧，其子帧编号的取值范围是0～9。因此终端需要先计算出所监听的PDCCH出

现的无线帧帧号(PF)，然后再计算出PF上的寻呼时刻(PO)，就可以精确地知道所监

听的PDCCH物理信道的具体位置。

◆P-RNTI:paging radio network temporary identity ，无线网络临时标识；寻呼消息是由

PCCH逻辑信道承载的，PCCH逻辑信道的数据块又是由PCH传输信道来承载，而

PCH传输信道的数据块又是由PDSCH物理信道来承载的。由于PDSCH是下行共享

物理信道，所以其上除了可以承载PCH传输信道之外，还可以承载DL—SCH传输信

道。因此在接收寻呼消息之前，终端需要先去监听PDCCH物理信道，然后根据PDCCH

物理信道上是否有携带P-RNTI，来判断网络在本次寻呼周期是否有发寻呼消息给自

己。

◆S_TMSI ：System Architecture Evolution Temporary Mobile Subscriber Identity ，基于

安全考虑，隐藏用户的ID，使用临时的移动用户标识；在寻呼消息中如果所指示

Paging ID是S-TMSI，则表示本次寻呼是一个正常的业务呼叫；如果Paging ID是IMSI，则表示本次寻呼是一次异常的呼叫，用于网络侧的错误恢复，此种情况下终端需要

重新做一次附着(Attach)过程。

◆IMSI: International Mobile Subscriber Identity ，国际移动用户标识；