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TDD-LTE 基本信令流程 指导书 TDD-LTE基本信令流程指导书网 版本 日期 作者 审核 修改记录 V1.0 2009-09-14 初版 目 录 1 概述 1 2 TDD-LTE网络结构概述 2 2.1 EPC与E-UTRAN功能划分 3 2.2 E-UTRAN接口的通用协议模型 4 2.3 S1接口 4 2.3.1 S1接口的用户平面 5 2.3.2 S1接口控制面 5 2.4 X2接口 6 2.4.1 X2接口用户平面 7 2.4.2 X2接口控制平面 7 3 典型信令流程分析 9 3.1 开机附着流程 9 3.2 UE发起的service request流程 10 3.3 网络发起的paging流程 11 3.4 关机去附着 11 3.5 切换流程 12 3.6 空口RRC信令 14 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。 本文首先介绍了LTE网络架构及各个接口；接着详细描述了TDD-LTE的空口的信令流程，希望对读者学习LTE有所帮助。 TDD-LTE网络结构概述 LTE的系统架构分成两部分，包括演进后的核心网EPC（MME/S-GW）和演进后的接入网E-UTRAN。演进后的系统仅存在分组交换域。 LTE接入网仅由演进后的节点B（evolved NodeB）组成，提供到UE的E-UTRA控制面与用户面的协议终止点。eNB之间通过X2接口进行连接，并且在需要通信的两个不同eNB之间总是会存在X2接口。LTE接入网与核心网之间通过S1接口进行连接，S1接口支持多—多联系方式。 与3G网络架构相比，接入网仅包括eNB一种逻辑节点，网络架构中节点数量减少，网络架构更加趋于扁平化。扁平化网络架构降低了呼叫建立时延以及用户数据的传输时延，也会降低OPEX与CAPEX。 由于eNB与MME/S-GW之间具有灵活的连接（S1-flex），UE在移动过程中仍然可以驻留在相同的MME/S-GW上，有助于减少接口信令交互数量以及MME/S-GW的处理负荷。当MME/S-GW与eNB之间的连接路径相当长或进行新的资源分配时，与UE连接的MME/S-GW也可能会改变。 EPC与E-UTRAN功能划分 与3G系统相比，由于重新定义了系统网络架构，核心网和接入网之间的功能划分也随之有所变化，需要重新明确以适应新的架构和LTE的系统需求。针对LTE的系统架构，网络功能划分如下图： eNB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置。 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； SAE承载控制； 非接入层信令的加密与完整性保护。 服务网关功能： 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。 E-UTRAN接口的通用协议模型 E-UTRAN接口的通用协议模型如下图所示，适用于E-UTRAN相关的所有接口，即S1和X2接口。E-UTRAN接口的通用协议模型继承了UTRAN接口的定义原则，即控制面和用户面相分离，无线网络层与传输网络层相分离。继续保持控制平面与用户平面、无线网络层与传输网络层技术的独立演进，同时减少了LTE系统接口标准化工作的代价。 S1接口 S1接口是MME/S-GW网关与eNB之间的接口，S1接口与3G UMTS系统Iu接口的不同之处在于，Iu接口连接包括3G核心网的PS域和CS域，S1接口只支持PS域。 S1接口的用户平面 用户平面接口位于E-NodeB和S-GW之间，S1接口用户平面（S1-UP）的协议栈如下图所示。S1-UP的传输网络层基于IP传输，UDP/IP之上的GTP-U用来传输S-GW与eNB之间的用户平面PDU。 GTP-U协议具备以下特点： GTP-U协议既可以基于IPv4/UDP传输，也可以基于IPv6/UDP传输； 隧道端点之间的数据通过IP地址和UDP端口号进行路由； UDP头与使用的IP版本无关，两者独立。 S1用户面无线网络层协议功能： 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； S1接口控制面 S1控制平面接口位于E-NodeB和MME之间，传输网络层是利用IP传输，这点类似于用户平面；