01 LO_SP2002_C01 LTE空口协议及信令流程.doc

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1、LTE空口协议及信令流程课程目标：l了解LTE空口协议l了解LTE基本信令流程目录第1章LTE空口协议11.1LTE网络架构11.2EPC与E-UTRAN功能划分21.3E-UTRAN接口的通用协议模型31.4LTE空口协议41.4.1控制面协议41.4.2用户面协议51.4.3空口协议功能介绍51.5LTE接口介绍91.5.1S1接口91.5.2X2接口111.6承载相关概念131.6.1EPS承载架构131.6.2承载概念141.6.3连接概念15第2章LTE信令流程172.1小区搜索随机接入172.1.1小区搜索172.1.2随机接入182.2开

2、机附着、去附着流程202.2.1开机附着流程202.2.2去附着流程222.3ServiceRequest流程242.4寻呼流程262.4.1系统信息改变触发的寻呼262.4.2MME触发的寻呼262.5TAU流程272.5.1IDLE态TAU过程27iii2.5.2Connected态TAU过程302.6切换流程312.6.1Inter-eNBX2HandOver312.6.2Inter-eNBS1HandOver332.7专用承载流程352.7.1专用承载建立流程352.7.2专用承载修改流程（通过专有消息）372.7.3专用承载释放流程39iii

3、第2章LTE信令流程第1章LTE空口协议&知识点lLTE网络架构lEPC与E-UTRAN功能划分lE-UTRAN接口的通用协议模型lLTE空口协议lS1、X2接口介绍l承载相关介绍1.1LTE网络架构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（evolvedNodeB）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

4、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。39第2章LTE信令流程图1L

5、TE无线侧网络架构1.1EPC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：1）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；2）IP头压缩与用户数据流加密；3）UE附着时的MME选择；4）提供到S-GW的用户面数据的路由；5）寻呼消息的调度与传输；6）系统广播信息的调度与传输；7）测量与测量报告的配置。39第2章LTE信令流程MME功能

6、：1）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；2）安全控制；3）空闲状态的移动性管理；4）SAE承载控制；5）非接入层信令的加密与完整性保护。服务网关功能：1）终止由于寻呼原因产生的用户平面数据包；2）支持由于UE移动性产生的用户平面切换。图2eNB和MME功能1.1E-UTRAN接口的通用协议模型39第2章LTE信令流程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

7、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。图3LTE无线侧协议模型1.1LTE空口协议1.1.1控制面协议控制面协议结构如下图所示。图4空口控制面协议栈39第2章LTE信令流程PDCP在网络侧终止于eNB，需要完成控制面的加密、完整性保护等功能。RLC和MAC在网络侧终止于eNB，在用户面和控制面执行功能没有区别。RRC在网络侧终止于eNB，主要实现广播、寻呼、RRC连接管理、RB控制、移动性功能、UE的测量上报和控制功能。NAS控制协议在网络侧终止于MME，主要实现EPS承载

8、管理、鉴权、ECM（EPS连接性管理）idle状态下的移动性处理、ECMidle状态下发起寻呼