LTE信令流程學習總結二

2021-03-04 03:59:27 字數 4152 閱讀 7795

尋呼和切換信令流程

lte系統的總體網路包括三個部分,ue(使用者裝置)、enodeb(演進型接入網)、epc(演進型核心網),總體結構圖如下:

核心網主要包括mme、s-gw、p-gw、hss、pcrf四種網路實體,每種實體對應不同的功能和業務型別:

◆ mme:是乙個信令實體,主要負責移動性管理、承載管理、使用者的鑑權認證、sgw和pgw的選擇等功能;

◆ s-gw:主要負責使用者面處理,負責資料報的路由和**等功能,支援3gpp不同接入技術的切換,發生切換時作為使用者面的錨點;

◆ pdn-gw:eps錨點,即是3gpp與non-3gpp網路間的使用者面資料鏈路的錨點,負責管理資料路由,管理接入間的移動,還負責dhcp、策略執行、計費等功能 ;

◆ hss(歸屬使用者伺服器):核心網主要資料庫,包括使用者相關資訊;hlr(歸屬位置暫存器) ,是hss的一部分;

◆ pcrf(策略和計費規則功能) :業務流檢測、策略實施、基於流付費的功能實體;

ue有兩種基本執行模式:空閒模式與連線模式。ue開機後停留在空閒模式下,通過非接入層表示,如imsi,p-tmsi,tmsi等標識來區分。

utran不保留空閒模式下的ue資訊,僅能夠尋呼lac區中的所有ue或同一尋呼時刻的所有ue。當ue完成rrc連線建立後,才會從空閒模式轉移到連線模式,當rrc連線釋放後ue從連線模式轉移到空閒模式。ue連線模式下共有四種狀態:

cell_pch,ura_pch,cell_fach,cell_dch。四種狀態轉移如下:

nas層的終端也有三種狀態,lte-detached、lte-idle、lte-active。

◆ lte-detached:網路和ue側均沒有rrc實體,此時ue通常處於關機、去附著、ue開機但沒有向網路註冊,可能因為沒註冊或無適合可用的網路下註冊失敗等狀態;

◆ lte-idle:對應rrc的idle狀態,ue已註冊到網路,但未啟用,處於低功耗模式下。分組核心域已經了解到ue的位置,如有服務建立,ue能在非常短時間內切換到active模式,繼續先前啟用的資料會話;

◆ lte-active:對應rrc的connected狀態,ue和網路實際交換資料和信令的惟一乙個啟用狀態;

網路可以向空閒狀態和連線狀態的ue傳送尋呼,尋呼過程可以由核心網觸發,用於通知某個ue接收尋呼請求,或者由enodeb觸發,用於通知系統資訊更新,以及通知ue接收etws以及cmas等資訊。

尋呼過程是s1介面過程,mme通過向enb傳送尋呼訊息來發起尋呼過程。對於ue註冊的ta,若enb包含該ta小區,則尋呼訊息就應發到該enb。每個enb可以包含屬於不同ta的小區,但每個小區只屬於乙個ta。

尋呼過程是通過nas層給mme發起尋呼響應,是能在特定enb內尋呼到ue。

◆ drx: discontinuous reception ,非連續接收;終端在乙個drx的週期內,可以只在相應的尋呼無線幀(pf)上的尋呼時刻(po)先去監聽pdcch上是否攜帶有p—rnti,進而去判斷相應的pdsch上是否有承載尋呼訊息。如果在pdcch上攜帶有p—rnti,就按照pdcch上指示的pdsch的引數去接收pdsch上的資料;如果終端在pdcch上未解析出p—rnti,則無需再去接收pdsch物理通道,就可以依照drx週期進入休眠。

利用這種機制,在乙個drx週期內,終端可以只在po出現的時間位置上去接收pdcch,然後再根據需要去接收pdsch。而在其它時間可以睡眠,以達到省電的目的。

◆ sfn: system frame number ,系統幀號;

◆ po:paging occasion ,尋呼時刻;

◆ pf: paging frame ,尋呼幀; 在lte的物理層協議中,其無線幀幀號的重複週期是1024,因此每個無線幀幀號的取值範圍是0~1023。每個無線幀又被分成10個子幀,其子幀編號的取值範圍是0~9。

因此終端需要先計算出所監聽的pdcch出現的無線幀幀號(pf),然後再計算出pf上的尋呼時刻(po),就可以精確地知道所監聽的pdcch物理通道的具體位置。

◆ p-rnti:paging radio ***work temporary identity ,無線網路臨時標識;尋呼訊息是由pcch邏輯通道承載的,pcch邏輯通道的資料塊又是由pch傳輸通道來承載,而pch傳輸通道的資料塊又是由pdsch物理通道來承載的。由於pdsch是下行共享物理通道,所以其上除了可以承載pch傳輸通道之外,還可以承載dl—sch傳輸通道。

因此在接收尋呼訊息之前,終端需要先去監聽pdcch物理通道,然後根據pdcch物理通道上是否有攜帶p-rnti,來判斷網路在本次尋呼週期是否有發尋呼訊息給自己。

◆ s_tmsi :system architecture evolution temporary mobile subscriber identity ,基於安全考慮,隱藏使用者的id,使用臨時的移動使用者標識;在尋呼訊息中如果所指示paging id是s-tmsi,則表示本次尋呼是乙個正常的業務呼叫;如果paging id是imsi,則表示本次尋呼是一次異常的呼叫,用於網路側的錯誤恢復,此種情況下終端需要重新做一次附著(attach)過程。

◆ imsi: international mobile subscriber identity ,國際移動使用者標識;

s1介面上的尋呼由s1ap負責,mme通過s1介面向enb傳送s1ap尋呼訊息,發起尋呼過程。

尋呼過程中攜帶ta列表、csg列表、drx引數以及ue相關標識。接收到mme的尋呼訊息後,enb會檢查其下小區中哪些小區歸屬於該ta列表,並在這些小區中進行無線介面上的尋呼。

在以下三種場景下,enb需要在空口上發起尋呼:

(1)、當需要把尋呼訊息傳給rrc空閒態的ue時;

(2)、需要把系統資訊變更的訊息傳遞給處於rrc空閒態或鏈結態的ue時;

(3)、需要向ue提供etws資訊時;

ue收到尋呼訊息後通常會發起rrc連線建立過程來響應系統的尋呼。此時啟用專用承載,ue由idle狀態轉換到active狀態。

1. ue處於idle態且網路側有資料要傳送給ue

2. 網路側通知ue系統訊息更新或有etws時

如果ue接收到的paging訊息指示系統訊息更新,ue需重新解析系統訊息,並使用新接收系統訊息中的網路配置引數。

如果ue接收到得paging訊息攜帶etws 指示訊息,ue應立即解析sib1訊息。如果sib1指示有sib10的排程,ue應解析sib10;如果sib1指示有sib11的排程,ue應解析sib11。

4 切換是指ue在連線狀態下,在不同的小區間移動,完成ue上下文的更新。

基於覆蓋的切換:移動通訊中為了解決使用者在移動的過程中業務的連續性。

基於負載的切換:基於負載狀況觸發的切換,保證整個系統的效能最優。

按照物理上ue與不同小區的連線狀態分類,分為硬切換與軟切換,硬切換是指ue與原小區斷開連線後再與目標小區建立連線,軟切換是指ue在與目標小區建立連線後再與原小區斷開連線。

lte系統內切換三種分類:站內切換、站間x2切換、站間s1切換:

切換包括切換測量、切換決策、切換執行三個階段

1. 測量階段,ue根據enb下發的測量配置訊息進行相關測量,並將測量結果上報給enb。

2. 決策階段,enb根據ue上報的測量結果進行評估,決定是否觸發切換。

3. 執行階段,enb根據決策結果,控制ue切換到目標小區,由ue完成切換。

enb內的小區間切換分同頻切換和異頻切換2種,作用如下:

1. 切換只是更新uu口資源,源小區和目標小區的資源申請和資源釋放都通過enb內部訊息實現;

2. 沒有enb間的資料**,同時也沒有ue的隨機接入過程,也不需要與核心網有信令互動。

5.5.1 enb內小區間切換流程:

a3或a4觸發事件上報,當目標小區和源小區分別屬於2個x2鏈路的enb時,引發enb間的x2切換,前提是2個enb之間配置了x2關係

當源enb收到ue的測量上報,並判決ue向目標enb切換時,會直接通過x2介面向目標enb申請資源,完成目標小區的資源準備,之後通過空口的重配訊息通知ue向目標小區切換,在切換成功後,目標enb通知源enb釋放原來小區的無線資源。此外還要將源enb未傳送的資料**給目標enb,並更新使用者平面和控制平面的節點關係。

enb間通過x2介面切換流程:

enb間通過s1口切換

s1切換的流程和x2類似,不同點在於有沒有enb之間的x2鏈路。如果沒有配置x2鏈路,enb間的切換走s1口切換;如果同時配置了x2和s1鏈路,enb間的切換優先走x2切換。

如果選擇了s1切換,則handover request、handover request acknowledge及資料**需要走s1口**

enb間通過s1介面切換流程

信令學習流程

sib1 包含nas資訊和ue處於空閒模式及連線模式下的定時器和計時器 sib2 包含nas identity資訊 sib3資訊 同頻測量 如果squal sintrasearch,則ue需要發起同頻測量 其中squal sintrasearch qqualmeas qqualmin sintras...

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LTE空口信令流程詳解

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