LTE信令流程

目 錄


第一章 協議層與概念 5
1.1 控制面與用戶面 5
1.2 接口與協議 5
1.2.1 NAS協議(非接入層協議) 7
1.2.2 RRC層(無線資源控制層) 7
1.2.3 PDCP層(分組數據匯聚協議層) 8
1.2.4 RLC層(無線鏈路控制層) 8
1.2.5 MAC層(媒體接入層) 9
1.2.6 PHY層(物理層) 10
1.3 空閒態和連接態 12
1.4 網絡標識 13
1.5 承載概念 14
第二章 主要信令流程 16
2.1 開機附着流程 16
2.2隨機接入流程 19
2.3 UE發起的service request流程 23
2.4尋呼流程 26
2.5切換流程 27
2.5.1 切換的含義及目的 27
2.5.2 切換髮生的過程 28
2.5.3 站內切換 28
2.5.4 X2切換流程 30
2.5.5 S1切換流程 32
2.5.6 異系統切換簡介 34
2.6 CSFB流程 35
2.6.1 CSFB主叫流程 36
2.6.2 CSFB被叫流程 37
2.6.3 緊急呼叫流程 39
2.7 TAU流程 40
2.7.1 空閒態不設置“ACTIVE”的TAU流程 41
2.7.2 空閒態設置“ACTIVE”的TAU流程 43
2.7.3 連接態TAU流程 45
2.8專用承載流程 46
2.8.1 專用承載建立流程 46
2.8.2 專用承載修改流程 48
2.8.3 專用承載釋放流程 50
2.9去附着流程 52
2.9.1 關機去附着流程 52
2.9.1 非關機去附着流程 53
2.10 小區搜索、選擇和重選 55
2.10.1 小區搜索流程 55
2.10.1 小區選擇流程 56
2.10.3 小區重選流程 57
第三章 異常信令流程 60
3.1 附着異常流程 61
3.1.1 RRC連接失敗 61
3.1.2 核心網拒絕 62
3.1.3 eNB未等到Initial context setup request消息 63
3.1.4 RRC重配消息丟失或eNB內部配置UE的安全參數失敗 64
3.2 ServiceRequest異常流程 65
3.2.1 核心網拒絕 65
3.2.2 eNB建立承載失敗 66
3.3 承載異常流程 68
3.3.1核心網拒絕 68
3.3.2 eNB本地建立失敗(核心網主動發起的建立) 68
3.3.3 eNB未等到RRC重配完成消息,回覆失敗 69
3.3.4 UE NAS層拒絕 70
3.3.5上行直傳NAS消息丟失 71
第四章 系統消息解析 72
4.1 系統消息 73
4.2 系統消息解析 74
4.2.1 MIB (Master Information Block)解析 74
4.2.2 SIB1 (System Information Block Type1)解析 75
4.2.3 SystemInformation消息 77
第五章 信令案例解析 83
5.1實測案例流程 84
5.2 流程中各信令消息解析 84
5.2.1 RRC_CONN_REQ:RRC連接請求 85
5.2.2 RRC_CONN_SETUP:RRC連接建立 86
5.2.3 RRC_CONN_SETUP_CMP:RRC連接建立完成 90
5.2.4 S1AP_INITIAL_UE_MSG:初始直傳消息 90
5.2.5 S1AP_INITIAL_CONTEXT_SETUP_REQ:初始化文本建立請求 91
5.2.6 RRC_UE_CAP_ENQUIRY:UE能力查詢 94
5.2.7 RRC_UE_CAP_INFO:UE能力信息 95
5.2.8 S1AP_UE_CAPABILITY_INFO_IND:UE能力信息指示 99
5.2.9 RRC_SECUR_MODE_CMD:RRC安全模式命令 103
5.2.10 RRC_CONN_RECFG:RRC連接重配置 104
5.2.11 RRC_SECUR_MODE_CMP:RRC安全模式完成 107
5.2.12 RRC_CONN_RECFG_CMP:RRC連接重配置完成 107
5.2.13 S1AP_INITIAL_CONTEXT_SETUP_RSP:初始化文本建立完成 108
5.2.14 S1AP_ERAB_MOD_REQ:ERAB修改請求 109
5.2.15 RRC_DL_INFO_TRANSF:RRC下行直傳消息 110
5.2.16 S1AP_ERAB_MOD_RSP:ERAB修改完成 110
5.2.17 RRC_CONN_RECFG:RRC連接重配置 111
5.2.18 RRC_UL_INFO_TRANSF:RRC上行直傳消息 116
5.2.19 S1AP_UL_NAS_TRANS:上行NAS直傳消息 116
5.2.20 RRC_CONN_RECFG_CMP:RRC連接重配置完成 117
5.2.21 RRC_CONN_RECFG:RRC連接重配置 117
5.2.22 RRC_CONN_RECFG_CMP:RRC連接重配置完成 119
5.2.23 RRC_MEAS_RPRT:RRC測量報告 119
5.2.24 RRC_UL_INFO_TRANSF:RRC上行信息傳輸 120
5.2.25 S1AP_UL_NAS_TRANS:上行NAS信息傳輸 120
5.2.26 S1AP_UE_CONTEXT_MOD_REQ:UE文本更改請求 121
5.2.27 S1AP_UE_CONTEXT_MOD_RSP:UE文本更改響應 122
5.2.28 RRC_CONN_REL:RRC連接釋放 123
5.2.29 S1AP_UE_CONTEXT_REL_REQ:UE文本釋放請求 124
5.2.30 S1AP_UE_CONTEXT_REL_CMD:UE文本釋放命令 124
5.2.31 S1AP_UE_CONTEXT_REL_CMP:UE文本釋放完成 125

概述

本文通過對重要概念的闡述,爲信令流程的解析做鋪墊,隨後講解LTE中重要信令流程,讓大家熟悉各個物理過程是如何實現的,其次通過異常信令的解讀讓大家增強對異常信令流程的判斷,再次對系統消息的解析,讓大家瞭解系統消息的特點和攜帶的內容。最後通過實測信令內容講解,說明消息的重要信元字段。

第一章 協議層與概念

1.1 控制面與用戶面

在無線通信系統中,負責傳送和處理用戶數據流工作的協議稱爲用戶面;負責傳送和處理系統協調信令的協議稱爲控制面。用戶面如同負責搬運的碼頭工人,控制面就相當於指揮員,當兩個層面不分離時,自己既負責搬運又負責指揮,這種情況不利於大貨物處理,因此分工獨立後,辦事效率可成倍提升,在LTE網絡中,用戶面和控制面已明確分離開。

1.2 接口與協議

接口是指不同網元之間的信息交互時的節點,每個接口含有不同的協議,同一接口的網元之間使用相互明白的語言進行信息交互,稱爲接口協議,接口協議的架構稱爲協議棧。在LTE中有空中接口和地面接口,相應也有對應的協議和協議棧。

 

LTE系統的數據處理過程被分解成不同的協議層。簡單分爲三層結構:物理層、數據鏈路層L2和網絡層。圖1闡述了LTE系統傳輸的總體協議架構以及用戶面和控制面數據信息的路徑和流向。用戶數據流和信令流以IP包的形式進行傳送,在空中接口傳送之前,IP包將通過多個協議層實體進行處理,到達eNodeB後,經過協議層逆向處理,再通過S1/X2接口分別流向不同的EPS實體,路徑中各協議子層特點和功能如下:

1.2.1NAS協議(非接入層協議)

處理UE和MME之間信息的傳輸,傳輸的內容可以是用戶信息或控制信息(如業務的建立、釋放或者移動性管理信息)。它與接入信息無關,只是通過接入層的信令交互,在UE和MME之間建立起了信令通路,從而便能進行非接入層信令流程了。
NAS層功能如下:
會話管理:包括會話建立、修改、釋放及QoS協商
用戶管理:包括用戶數據管理,以及附着、去附着
安全管理:包括用戶與網絡之間的鑑權及加密初始化
計費

1.2.2RRC層(無線資源控制層)

RRC層是支持終端和eNodeB間多種功能的最爲關鍵的信令協議。RRC的功能包括:
廣播NAS層和AS層的系統消息
尋呼功能(通過PCCH邏輯信道執行)
RRC連接建立、保持和釋放,包括UE與E-UTRAN之間臨時標識的分配、信令無線承載的配置
安全功能,包括密鑰管理
端到端無線承載的建立、修改與釋放
移動性管理,包括UE測量報告,以及爲了小區間和RAT間移動性進行的報告控制、小區間切換、UE小區選擇與重選、切換過程中的RRC上下文傳輸等
MBMS業務通知,以及MBMS業務無線承載的建立、修改與釋放
QoS管理功能
UE測量上報及測量控制
NAS消息的傳輸
NAS消息的完整性保護

1.2.3PDCP層(分組數據匯聚協議層)

負責執行頭壓縮以減少無線接口必須傳送的比特流量。頭壓縮機制基於ROHC。在接收端,PDCP協議將負責執行解密及解壓縮功能。對於一個終端每個無線承載有一個PDCP實體。一個PDCP實體是關聯控制平面還是用戶平面,主要取決於它爲哪種無線承載攜帶數據。PDCP層在控制面對RRC和NAS層消息進行完整性校驗,在用戶面不進行完整性校驗。
PDCP層功能
IP包頭壓縮與解壓縮
數據與信令的加密
信令的完整性保護。

1.2.4RLC層(無線鏈路控制層)

負責分段與連接、重傳處理,以及對高層數據的順序傳送。RLC層以無線承載的方式爲PDCP層提供服務,其中,每個終端的每個無線承載配置一個RLC實體。主要目的是將數據交付給對端的RLC實體。所以RLC提出了三種模式:透明模式(Transparent Mode,TM)、非確認模式(Unacknowledged Mode,UM)和確認模式(Acknowledged Mode,AM)。
TM模式最簡單,它對於上層數據不進行任何改變,這種模式典型地被用於BCCH或PCCH邏輯信道的傳輸,該方式不需對RLC層進行任何特殊的處理。RLC的透明模式實體從上層接收到數據,然後不做任何修改地傳遞至下面的MAC層,這裏沒有RLC頭增加、數據分割及串聯。
UM模式可以支持數據包丟失的檢測,並提供分組數據包的排序和重組。UM模式能夠用於任何專用或多播邏輯信道,具體使用依賴於應用及期望QoS的類型。數據包重排序是指對不按順序接收到的數據進行排序。
AM模式是一種最複雜的模式。除了UM模式所支持的特徵外,AM RLC實體能夠在檢測到丟包時要求它的對等實體重傳分組數據包,即ARQ機制。因此,AM模式僅僅應用於DCCH或DTCH邏輯信道。
一般來講,AM模式典型地用於TCP的業務,如文件傳輸,這類業務主要關心數據的無錯傳輸;UM模式用於高層提供數據的順序傳送,但是不重傳丟失的PDU,典型地用於如Voip業務,這類業務最主要關 心傳送時延;TM模式則僅僅用於特殊的目的,如隨機接入。

1.2.5MAC層(媒體接入層)

負責處理HARQ重傳與上下行調度。MAC層將以邏輯信道的方式爲RLC層提供服務。其主要目的是爲RLC層業務與物理層之間提供一個有效的連接。從這個角度看,MAC層支持的主要功能包括:
邏輯信道與傳輸信道之間的映射;
傳輸格式的選擇,例如通過選擇傳輸塊大小、調製方案等作爲輸入參數提供給物理層;
一個UE或多個UE之間邏輯信道的優先級管理;
通過HARQ機制進行糾錯;
填充(Padding);
RLC PDU的複用與解複用;
業務量的測量與上報。
MAC層提供給上層的業務主要包括:數據傳送及無線資源分配。物理層提供給MAC層的業務包括:數據傳送、HARQ反饋信令、調度請求信令以及測量。
在上行鏈路發送中,終端側的MAC層只是複用自己的多個上行鏈路數據流,並且決定是發送上行鏈路調度請求還是發送上行鏈路數據。然而在下行鏈路共享信道,eNodeB必須考慮小區內發往所有用戶的數據流(或邏輯信道)。這就涉及到優先級處理過程,優先權處理是MAC層的一個主要功能。優先權處理過程是指從不同的等待隊列選出一個分組,將其傳遞到物理層,並通過無線接口發送的過程。因爲要考慮到不同信息流的發送,包括純用戶數據、E-UTRAN信令和EPC信令,這個過程非常複雜。當已傳數據沒有正確接收時,是否重傳也與優先權處理有關,所以優先權處理過程還是與HARQ密切相關的,HARQ是MAC的另一個主要功能。此外,網絡側的MAC層要負責上行鏈路優先權處理,因爲它必須從共享UL-SCH傳輸信道的多個終端的所有上行鏈路調度請求消息中進行選擇。

1.2.6PHY層(物理層)

負責處理編譯碼、調製解調、多天線映射以及其它電信物理層功能。物理層以傳輸信道的方式爲MAC層提供服務。
物理層將包含如下功能:
傳輸信道的錯誤檢測並向高層提供指示。
傳輸信道的前向糾錯編碼(FEC)與譯碼。
混合自動重傳請求(HARQ)軟合併。
傳輸信道與物理信道之間的速率匹配及映射。
物理信道的功率加權。
物理信道的調製與解調。
時間及頻率同步。
射頻特性測量並向高層提供指示。
MIMO天線處理。
傳輸分集。
波束賦形。
射頻處理。
以上爲LTE網絡架構中各層的主要功能和作用,其中MAC、RLC、PDCP三個子層組成數據鏈路層,稱爲L2。子層與子層之間使用服務接入點(Service Access Points, SAP)作爲端到端通信的接口。PDCP層向上提供無線承載服務,並提供可靠頭壓縮(Robust Header Compression, ROHC)與安全保護功能;物理層與MAC層之間的SAP爲傳輸信道,MAC層與RLC層之間的SAP爲邏輯信道。物理信道,執行信息的收發;傳輸信道,區分信息的傳輸方式;邏輯信道,區分信息的類型。 MAC層主要負責提供邏輯信道到傳輸信道之間的映射,同時執行將幾個邏輯信道(例如無線承載)複用到統一傳輸信道(例如傳輸塊)。
LTE系統的上下行架構各子層實現功能是基本相同的,它們的主要區別在於下行反映網絡側情況,處理多個用戶;上行反映終端側的情況,只處理一個用戶。

1.3 空閒態和連接態

EPS中有兩種管理模型:移動性管理EMM和連接性管理ECM。EMM狀態描述的是UE在網絡中的註冊狀態,表明UE是否已經在網絡中註冊。註冊狀態的轉變是由於移動性管理過程而產生的,比如附着過程和TAU過程。EMM分爲已註冊和爲註冊兩種狀態。而ECM描述的是UE和EPC間的信令連接性,也有兩種狀態:空閒態ECM-IDLE和連接態ECM-CONNECTED。空閒態和連接態是RRC子層中的兩種狀態,建立了RRC連接就是連接態,釋放了RRC連接就是空閒態,如果是脫網、關機、DETACHED就是DEAD態(在RRC中描述爲NULL)。

空閒狀態(RRC-IDLE)的特徵 連接狀態(RRC-CONNECTED)的特徵
PLMN選擇;
系統信息廣播;
不連續接收尋呼;
小區重選移動性;
UE和網絡之間沒有信令連接,在E-UTRAN中不爲UE分配無線資源,並且沒有建立上下文。
UE和網絡之間沒有S1-MME和S1-U連接。
UE在由下行數據到達時,上述應終止在S-GW,並由MME發起尋呼。
網絡對應UE位置所知的精度爲TA級別。
當UE進入未註冊的新TA時,應執行TA更新。
應使用DRX等具有省電的功能 UE有一個RRC連接;
UE在E-UTRAN中具有通信上下文;
E-UTRAN知道UE當前屬於哪個小區;
網絡和終端之間可以發送和接收數據;
網絡控制的移動性管理,包括切換或者網絡輔助小區更改(NACC)到GERAN小區;
可以測量鄰小區;
終端可以監聽控制信道以便確定網絡是否爲它配置了共享信道資源;
eNodeB可以根據終端的活動情況配置不連續接收(DRX)週期,節約電池並提高無線資源的利用率


1.4 網絡標識

在EPS網絡中,一共有6種不同的UE標識,包括IMSI、IMEI、S-TMSI、C-RNTI、GUTI和IP,各個標識的生命週期、有效週期、功能作用和分配方式各不相同,在LTE信令分析中要懂得區分和查找。
C-RNTI:小區無線網絡臨時標識,由基站分配給UE的一個動態標識,唯一標識了一個小區空口下的UE,只有處於連接態下的UE,C-RNTI纔有效。(T-RNTI是臨時的C-RNTI,連接態建立後T-RNTI會晉升爲正式的C-RNTI)
RA-RNTI: 接入用-無線網絡臨時標識,收端UE知道自己之前 Preamble的發送位置,通過計算可以檢測PDCCH上是否有自己對應的RA-RNTI;有,則說明接入被響應。RA-RNTI可由UE\eNodeB根據公式計算而得(發生時刻、頻域資源、前導格式等決定),無需通過信令來傳送。對於FDD,RA-RNTI和preamble發送的子幀號一一對應,對於TDD同時要考慮頻率資源。所以RA-RNTI對於FDD是10個,對於TDD最多60個。此標識在這裏與其他標識對比,是接入用的標識。
IMEI:是由設備製造商給UE設備分配的一個永久標識,IMEI存儲在SIM卡和HSS中,同時IMEI可防止不法手機的再使用等,目前中國未使用。
IMSI: 國際移動用戶識別碼,由SP(service provider)給UE分配的一個永久標識,開戶就有。只要UE能夠使用SP提供的服務就一直有效,IMSI存儲在SIM和HSS中,是3GPP的PLMN中全球唯一標識。
S-TMSI: S-TMSI是臨時UE識別號,由MME產生並維護,用於NAS交互中保護用戶的IMSI,其中S代表SAE,與M-TMSI一致。而在小區級識別RRC連接時,C-RNTI提供唯一的UE識別號。
UE ID:UE標識,用於識別UE。這些標識用戶身份的ID在建立RRC連接時發送到eNB進行用戶身份識別。UE ID可以是IMEI、IMSI、S-TMSI,另外UE ID不僅用於基站進行用戶識別,在SAE側同樣需要使用UE ID進行用戶識別。
GUTI: 在網絡中唯一標識UE,可以減少IMSI、IMEI等用戶私有參數暴露在網絡傳輸中。GUTI由核心網分配的一個動態標識。只有在EPC註冊同時附着MME的UE,GUTI纔有效。存儲在UE和MME中。在attach accept, TAU accept, RAU accept等消息中帶給UE。第一次attach時UE攜帶IMSI,而之後MME會將IMSI和GUTI進行一個對應,以後就一直用GUTI,通過attachaccept帶給UE。在同一個MME下,GUTI與M-TMSI一致。
IP地址:是有PGW分配的一個動態的標識。在上下文本存在時有效。

1.5 承載概念

在LTE系統中,一個UE到一個PGW之間,具有相同Qos待遇的業務流稱爲一個EPS承載。EPS承載中UE到eNB空口之間的一段稱爲無線承載RB;eNB到SGW之間的一段稱爲S1承載。無線承載與S1承載統稱爲E-RAB。

圖4 承載的位置關係
無線承載根據承載的內容不同分爲SRB(signaling radio bearer)和DRB(data radio bearer)
SRB承載控制面(信令)數據,根據承載的信令不同分爲以下三類SRB:
SRB0:承載RRC連接建立之前的RRC信令,通過CCCH邏輯信道傳輸,在RLC層採用TM模式。
SRB1承載RRC信令(可能會攜帶一些NAS信令)和SRB2之間之前的NAS信令,通過DCCH邏輯信道傳輸,在RLC層採用AM模式。
SRB2承載NAS信令,通過DCCH邏輯信道傳輸,在RLC層採用AM模式,SRB2優先級低於SRB1,安全模式完成後才能建立SRB2。
DRB承載用戶面數據,根據Qos不同,UE與eNB之間可能最多建立8個DRB。
根據用戶業務需求和Qos的不同可以分爲GBR/ Non-GBR 承載,默認承載\專用承載,對承載的概念可以理解爲“隧道”、“專有通道”、“數據業務鏈路”。
GBR/ Non-GBR 承載:在承載建立或修改過程中通過例如eNode B接納控制等功能永久分配專用網絡資源給某個保證比特速率(Guaranteed Bit Rate,GBR)的承載,可以確保該承載的比特速率。否則不能保證承載的速率不變則是一個 Non-GBR 承載
默認承載(Default Bearer):一種滿足默認QOS的數據和信令的用戶承載,提供“盡力而爲”的IP連接。默認承載爲Non-GBR 承載。默認承載爲UE接入網絡時首先建立的承載,該承載在整個PDN連接週期都會存在,爲UE提供到PDN的“永遠在線”的IP連接。
專用承載:對某些特定業務所使用的SAE承載。一般情況下專用承載的QOS比默認承載高,專用承載可以是GBR或Non-GBR 承載。

第二章 主要信令流程

2.1 開機附着流程

UE剛開機時,先進行物理下行同步,搜索測量進行小區選擇,選擇到一個合適或者可接納的小區後,駐留並進行附着過程。附着流程圖如下:
 

開機附着流程說明:
1)步驟1~5會建立RRC連接,步驟6、9會建立S1連接,完成這些過程即標誌着NAS signalling connection建立完成,見24.301。
2)消息7的說明:UE剛開機第一次attach,使用的IMSI,無Identity過程;後續,如果有有效的GUTI,使用GUTI attach,核心網纔會發起Identity過程(爲上下行直傳消息)。
3)消息10~12的說明:如果消息9帶了UE Radio Capability IE,則eNB不會發送UECapabilityEnquiry消息給UE,即沒有10~12過程;否則會發送,UE上報無線能力信息後,eNB再發UE Capability Info Indication,給核心網上報UE的無線能力信息。
爲了減少空口開銷,在IDLE下MME會保存UE Radio Capability信息,在INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST消息會帶給eNB,除非UE在執行attach或者"first TAU following GERAN/UTRAN Attach" or “UE radio capability update” TAU過程(也就是這些過程MME不會帶UE Radio Capability信息給eNB,並會把本地保存的UE Radio Capability信息刪除,eNB會問UE要能力信息,並報給MME。注:“UE radio capability update” TAU is only supported for changes of GERAN and UTRAN radio capabilities in ECM-IDLE.)。在CONNECTED下,eNB會一直保存UE Radio Capability信息。UE的E_UTRAN無線能力信息如果發生改變,需要先detach,再attach。
4)發起UE上下文釋放(即21~25)的條件:
eNodeB-initiated with cause e.g. O&M Intervention, Unspecified Failure, User Inactivity, Repeated RRC signalling Integrity Check Failure, Release due to UE generated signalling connection release, etc.; or-MME-initiated with cause e.g. authentication failure, detach, etc.
5)eNB收到msg3以後,DCM給USM配置SRB1,配置完後發送msg4給UE;eNB在發送RRCConnectionReconfiguration前,DCM先給USM配置DRB/SRB2等信息,配置完後發送RRCConnectionReconfiguration給UE,收到RRCConnectionReconfigurationComplete後,控制面再通知用戶面資源可用。
6)消息13~15的說明:eNB發送完消息13,並不需要等收到消息14,就直接發送消息15。
7)如果發起IMSI attach時,UE的IMSI與另外一個UE的IMSI重複,並且其他UE已經attach,則核心網會釋放先前的UE。如果IMSI中的MNC與核心網配置的不一致,則核心網會回覆attach reject。
8)消息9的說明:該消息爲MME向eNB發起的初始上下文建立請求,請求eNB建立承載資源,同時帶安全上下文,可能帶用戶無線能力、切換限制列表等參數。UE的安全能力參數是通過attach request消息帶給核心網的,核心網再通過該消息送給eNB。UE的網絡能力(安全能力)信息改變的話,需要發起TAU。

2.2隨機接入流程

隨機接入是蜂窩系統應具有的最基本的功能,它使終端與網絡建立通信連接成爲可能,由於用戶的隨機性、無線環境的複雜性決定了這種接入的發起以及採用的資源也具有隨機性,因此隨機接入的成功率取決於隨機接入流程是否能夠順利完成。
從隨機接入發起的目的來看主要有:
請求初始接入
從空閒狀態向連續狀態轉換
支持eNB之間的切換過程
取得/恢復上行同步
向eNB請求UE ID
向eNB發出上行發送的資源請求
總體來說隨機接入就是UE與eNB建立無線鏈路,獲取/恢復上行同步
從隨機接入流程發起的場景來看,主要有以下幾種情況:


隨機接入分爲基於競爭的 (可應用於上述所有場景)、基於非競爭的(只應用於切換和下行數傳場景)兩種流程接入網絡。其區別爲針對兩種流程選擇隨機接入前綴的方式不同。前者爲UE從基於衝突的隨機接入前綴中依照一定算法隨機選擇一個隨機前綴;後者是基站側通過下行專用信令給UE指派非衝突的隨機接入前綴。
基於競爭模式的隨機接入:
RRC_IDLE狀態下的初始接入;
無線鏈路出錯以後的初始接入;
RRC_CONNECTED狀態下,當有上行數據傳輸時,例如在上行失步後“non-synchronised”, 或者沒有PUCCH資源用於發送調度請求消息,也就是說在這個時候除了通過隨機接入的方式外,沒有其它途徑告訴eNB,UE存在上行數據需要發送
基於非競爭模式的隨機接入:
RRC_CONNECTED狀態下,當下行有數據傳輸時,這時上行失步“non-synchronised”,因爲數據的傳輸除了接收外,還需要確認,如果上行失步的話,eNB無法保證能夠收到UE的確認信息,因爲這時下行還是同步的,因此可以通過下行消息告訴UE發起隨機接入需要使用的資源,比如前導序列以及發送時機等,因爲這些資源都是雙方已知的,因此不需要通過競爭的方式接入系統;
切換過程中的隨機接入,在切換的過程中,目標eNB可以通過服務eNB來告訴UE它可以使用的資源;


基於競爭隨機接入流程說明
1) MSG1:UE在RACH上發送隨機接入前綴,攜帶preamble碼;
2) MSG2:eNB側接收到MSG1後,在DL-SCH上發送在MAC層產生隨機接入響應(RAR),RAR響應中攜帶了TA調整和上行授權指令以及T-CRNTI(臨時CRNTI);
3) MSG3(連接建立請求):UE收到MSG2後,判斷是否屬於自己的RAR消息(利用preamble ID覈對),併發送MSG3消息,攜帶UE-ID。UE的RRC層產生RRC Connection Request 並映射到UL –SCH上的CCCH邏輯信道上發送;
4) MSG4(RRC連接建立):RRC Contention Resolution 由eNB的RRC層產生,並在映射到DL –SCH上的CCCH or DCCH(FFS)邏輯信道上發送,UE正確接收MSG4完成競爭解決。

在隨機接入過程中,MSG1和MSG2是低層消息,L3層看不到,所以在信令跟蹤上,UE入網的第一條信令便是MSG3(RRC_CONN_REQ)
MSG2消息由eNB的MAC層產生,並由DL_SCH承載,一條MSG2消息可以同時對應多個UE的隨機接入請求響應。
eNB使用PDCCH調度MSG2,並通過RA-RNTI進行尋址,RA-RNTI由承載MSG1的PRACH時頻資源位置確定;
MSG2包含上行傳輸定時提前量、爲MSG3分配的上行資源、臨時C-RNTI等;
UE在接收MSG2後,在其分配的上行資源上傳輸MSG3
針對不同的場景,Msg3包含不同的內容:
初始接入:攜帶RRC層生成的RRC連接請求,包含UE的S-TMSI或隨機數;
連接重建:攜帶RRC層生成的RRC連接重建請求,C-RNTI和PCI;
切換:傳輸RRC層生成的RRC切換完成消息以及UE的C-RNTI;
上/下行數據到達:傳輸UE的C-RNTI;
競爭解決 初始接入和連接重建場景 切換,上/下行數據到達場景
競爭判定 MSG4攜帶成功解調的MSG3消息的拷貝,UE將其與自身在MSG3中發送的高層標識進行比較,兩者相同則判定爲競爭成功 UE如果在PDCCH上接收到調度MSG4的命令,則競爭成功
調度 MSG4使用由臨時C-RNTI加擾的PDCCH調度 eNB使用C-RNTI加擾的PDCCH調度MSG4
C-RNTI MSG2中下發的臨時C-RNTI在競爭成功後升級爲UE的C-RNTI UE之前已分配C-RNTI,在MSG3中也將其傳給eNB。競爭解決後,臨時C-RNTI被收回,繼續使用UE原C-RNTI


基於非競爭隨機接入流程說明
1) MSG0:eNB 通過下行專用信令給UE指派非衝突的隨機接入前綴(non-contention Random Access Preamble ),這個前綴不在BCH上廣播的集合中。
2) MSG1:UE在RACH上發送指派的隨機接入前綴。
3) MSG2:ENB的MAC層產生隨機接入響應,並在DL-SCH上發送。對於非競爭隨機接入過程,preamble碼由ENB分配,到RAR正確接受後就結束。

UE根據eNB的指示,在指定的PRACH上使用指定的Preamble碼發起隨機接入
MSG0:隨機接入指示消息
對於切換場景,eNB通過RRC信令通知UE;
對於下行數據到達和輔助定位場景,eNB通過PDCCH通知UE;
MSG1:發送Preamble碼
UE在eNB指定的PRACH信道資源上用指定的Preamble碼發起隨機接入
MSG2:隨機接入響應
MSG2與競爭機制的格式與內容完全一樣,可以響應多個UE發送的MSG1

2.3 UE發起的service request流程

UE在IDLE模式下,需要發送或接收業務數據時,發起service request過程(值得強調的是這流程之前是隨機接入流程)。
當UE發起service request時,需先發起隨機接入過程,Service Request由RRC Connection Setup Comlete攜帶上去,整個流程類似於主叫過程。
當下行數據達到時,網絡側先對UE進行尋呼,隨後UE發起隨機接入過程,併發起service request過程,在下行數據達到發起的service request類似於被叫接入。
service request流程就是完成Initial context setup,在S1接口上建立S1承載,在Uu接口上建立數據無線承載,打通UE到EPC之間的路由,爲後面的數據傳輸做好準備。

Service Request流程說明:
1)處在RRC_IDLE態的UE進行Service Request過程,發起隨機接入過程,即MSG1消息;
2)eNB檢測到MSG1消息後,向UE發送隨機接入響應消息,即MSG2消息;
3)UE收到隨機接入響應後,根據MSG2的TA調整上行發送時機,向eNB發送RRCConnectionRequest消息,即MSG3消息;
4) eNB向UE發送RRCConnectionSetup消息,包含建立SRB1承載信息和無線資源配置信息;
5)UE完成SRB1承載和無線資源配置,向eNB發送RRCConnectionSetupComplete消息,包含NAS層Service Request信息;
6)eNB選擇MME,向MME發送INITIAL UE MESSAGE消息,包含NAS層Service Request消息;
7)UE與EPC間執行鑑權流程,與GSM不同的是:4G鑑權是雙向鑑權流程,提高網絡安全能力。
8)MME向eNB發送INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST消息,請求建立UE上下文信息;
9)eNB接收到INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST消息,如果不包含UE能力信息,則eNB向UE發送UECapabilityEnquiry消息,查詢UE能力;
10)UE向eNB發送UECapabilityInformation消息,報告UE能力信息;
11)eNB向MME發送UE CAPABILITY INFO INDICATION消息,更新MME的UE能力信息;
12)eNB根據INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST消息中UE支持的安全信息,向UE發送SecurityModeCommand消息,進行安全激活;
13)UE向eNB發送SecurityModeComplete消息,表示安全激活完成;
14)eNB根據INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST消息中的ERAB建立信息,向UE發送RRCConnectionReconfiguration消息進行UE資源重配,包括重配SRB1和無線資源配置,建立SRB2信令承載、DRB業務承載等;
15)UE向eNB發送RRCConnectionReconfigurationComplete消息,表示資源配置完成;
16)eNB向MME發送INITIAL CONTEXT SETUP RESPONSE響應消息,表明UE上下文建立完成。流程到此時完成了service request,隨後進行數據的上傳與下載。
17)信令17~20是數據傳輸完畢後,對UE去激活過程,涉及UE context release流程。

2.4尋呼流程

尋呼是網絡尋找UE時進行的信令流程,網絡中被叫必須通過尋呼來響應,才能正常通信。爲減少信令負荷,在LTE中尋呼觸發條件有三種:UE被叫(MME發起);系統消息改變時(eNB發起);地震告警(Etws,不常見)。尋呼過程的實現依靠TA來進行(相當於2/3G的LAC),需要說明的是尋呼的範圍在TAC區內進行,不是在TAC LIST的範圍內進行尋呼,TA LIST只是減少了位置更新次數,從另一個方面降低信令負荷。
尋呼指示在PDCCH信道上通知UE響應自己的尋呼消息(PDCCH通知上攜帶P-RNT1,表示這是個尋呼指示),空口進行尋呼消息的傳輸時,eNB將具有相同尋呼時機的UE尋呼內容彙總在一條尋呼消息裏,尋呼消息內容被映射到PCCH邏輯信道中,並根據UE的DRX週期在PDSCH上發送,UE並不是一次到位找到屬於自己的尋呼消息,而是先找到尋呼時機,如果是自己的尋呼時機就在PDSCH信道上查詢並響應屬於自己的尋呼內容。
爲了降低IDLE狀態下的UE的電力消耗,UE使用非連續接收方式(DRX),接收尋呼消息。IDLE狀態下的UE在特定的子幀裏面根據P-RNTI監聽讀取PDCCH,這些特定的子幀稱爲尋呼時機(Paging Occasion),這些子幀所在的無線幀稱爲(Paging Frame),UE通過相關的公式來確定PF和PO的位置。計算出PF和PO的具體位置後,UE開始監聽PDCCH,如果發現有P-RNT1,那麼UE在響應的位置上(PDSCH信道)獲取Paging消息,Paging message中攜帶具體的被尋呼的UE標識(IMSI或S-TMSI)。若在PCH上未找到自己的標識,UE再次進入DRX狀態。
如果按尋呼方式不同,可以有STMSI尋呼和IMSI尋呼,一般情況下,優先使用STMSI尋呼,當網絡發生錯誤需要恢復時(例如S-TMSI不可用),才發起IMSI尋呼。
尋呼發起原因不同也可分爲被叫尋呼和小區系統消息改變時尋呼(地震尋呼不考慮),區別在於被叫尋呼由EPC發起,經ENB透傳;而小區系統改變時尋呼由ENB發起。我們常說的尋呼,主要還是指被叫尋呼。


被叫尋呼流程說明:
1)當EPC需要給UE發送數據時,則向eNB發送PAGING消息;
2)eNB根據MME發的尋呼消息中的TA列表信息,在屬於該TA列表的小區發送Paging消息,UE在自己的尋呼時機接收到eNB發送的尋呼消息。

2.5切換流程

2.5.1 切換的含義及目的

當正在使用網絡服務的用戶從一個小區移動到另一個小區,或由於無線傳輸業務負荷
量調整、激活操作維護、設備故障等原因,爲了保證通信的連續性和服務的質量,系統要將該用戶與原小區的通信鏈路轉移到新的小區上,這個過程就是切換。
本文中所描述的均爲LTE系統內切換,系統間切換需要UE支持,並不做詳細描述。在LTE系統中,切換可以分爲站內切換、站間切換(或基於X2口切換、基於S1口切換),當X2接口數據配置完善且工作良好的情況下就會發生X2切換,否則基站間就會發生S1切換。一般來說X2切換的優先級高於S1切換。

2.5.2 切換髮生的過程

切換判決準備—測量報告控制和測量報告上報
基站根據不同的需要利用移動性管理算法給UE下發不同種類的測量任務,在RRC重配消息中攜帶 MeasConfig 信元給UE下發測量配置;UE收到配置信息後,對測量對象實施測量,並用測量上報標準進行結果評估,當評估測量結果滿足上報標準後向基站發送相應的測量報告,比如A2\A3等事件。基站通過終端上報的測量報告判決是否執行切換。
當判決條件達到時,執行以下步驟:
切換準備:目標網絡完成資源預留
切換執行:源基站通知UE執行切換;UE在目標基站上連接完成
切換完成:源基站釋放資源、鏈路,刪除用戶信息
值得注意的是LTE系統中,切換命令封裝在消息RRC_CONN_RECFG信令消息中。

2.5.3 站內切換

當UE所在的源小區和要切換的目標小區同屬一個eNB時,發生eNB內切換。eNB內切換是各種情形中最爲簡單的一種,因爲切換過程中不涉及eNB與eNB之間的信息交互,也就是X2、S1接口上沒有信令操作,只是在一個eNB內的兩個小區之間進行資源配置,所以基站在內部進行判決,並且不需要向核心網申請更換數據傳輸路徑。

 

站內切換流程說明:
其中步驟1、2、3、4爲切換準備階段,步驟5、6爲切換執行階段,步驟7爲切換完成階段。

    eNodeB向UE下發測量控制,通過RRC Connection Reconfigration消息對UE的測量類型進行配置;
    UE按照eNodeB下發的測量控制在UE的RRC協議端進行測量配置,並向eNodeB發送RRC Connection Reconfigration Complete消息表示測量配置完成;
    UE按照測量配置向eNodeB上報測量報告;
    eNodeB根據測量報告進行判決,判決該UE將發生eNodeB內切換,在新小區內進行資源准入,資源准入成功後爲該UE申請新的空口資源;
    資源申請成功後eNodeB向UE發送RRC Connection Reconfigration消息,指示UE發起切換動作;
    UE接入新小區後eNodeB發送RRC Connection Reconfigration Complete消息指示UE已經接入新小區;
    7)eNodeB收到重配置完成消息後,釋放該UE在源小區佔用的資源。

2.5.4 X2切換流程

當UE所在的源小區和要切換的目標小區不屬於同一eNodeB時,發生eNodeB間切換,eNodeB間切換流程複雜,需要加入X2和S1接口的信令操作。X2切換的前提條件是目標基站和源基站配置了X2鏈路,且鏈路可用。
在接到測量報告後需要先通過X2接口向目標小區發送切換申請(目標小區是否存在接入資源);
得到目標小區反饋後(此時目標小區資源準備已完成)纔會向終端發送切換命令,並向目標側發送帶有數據包緩存、數據包緩存號等信息的SNStatus Transfer消息;
待UE在目標小區接入後,目標小區會向核心網發送路徑更換請求,目的是通知核心網將終端的業務轉移到目標小區,更新用戶面和控制面的節點關係;
在切換成功後,目標eNB通知源eNB釋放無線資源。X2切換優先級大於S1切換,保證了切換時延更短,用戶感知更好。

 

X2切換流程說明
其中步驟1、2、3、4、5、6、7爲切換準備階段,步驟8、9爲切換執行階段,步驟10、11、12、13爲切換完成階段:

    源eNodeB向UE下發測量控制,通過RRC Connection Reconfigration消息對UE的測量類型進行配置;
    UE按照eNodeB下發的測量控制在UE的RRC協議端進行測量配置,並向eNodeB發送RRC Connection Reconfigration Complete消息表示測量配置完成;
    UE按照測量配置向eNodeB上報測量報告;
    源eNodeB根據測量報告進行判決,判決該UE發生eNodeB間切換,也有可能負荷分擔的原因觸發切換;
    源eNodeB向目標eNodeB發生HANDOVER REQUEST消息,指示目標eNodeB進行切換準備,切換請求消息包含源eNB分配的Old eNB UE X2AP ID,MME分配的MME UE S1AP ID,需要建立的EPS承載列表以及每個EPS承載對應的核心網側的數據傳送的地址。目標ENB收到HANDOVER REQUEST後開始對要切換入的ERABs進行接納處理。;
    目標小區進行資源准入,爲UE的接入分配空口資源和業務的SAE承載資源;
    目標小區資源准入成功後,向源eNodeB 發送“切換請求確認”消息,指示切換準備工作完成,“切換請求確認”消息包含New eNB UE X2AP ID、Old eNB UE X2AP ID、新建EPS承載對應在D側上下行數據傳送的地址、目標側分配的專用接入簽名等參數;
    源eNodeB將分配的專用接入簽名配置給UE,向UE發送RRC Connection Reconfigration消息命令UE執行切換動作;
    UE向目標eNodeB發送RRC Connection Reconfigration Complete消息指示UE已經接入新小區,表示UE已經切換到了目標側。同時,切換期間的業務數據轉發開始進行;
    目標eNodeB向MME發送PATH SWITCH REQUEST消息請求,請求MME更新業務數據通道的節點地址,通知MME切換業務數據的接續路徑,從源eNB到目標eNB,消息中包含原側側的MME UE S1AP ID、目標側側分配的eNB UE S1AP 、EPS承載在目標側將使用的下行地址;
    MME成功更新數據通道節點地址,向目標eNodeB發送PATH SWITCHREQUEST ACKNOWLEDGE消息,表示可以在新的SAE bearers上進行業務通信;
    UE已經接入新的小區,並且在新的小區能夠進行業務通信,需要釋放在源小區所佔用的資源,目標eNodeB向源eNodeB發送UE CONTEXTRELEASE消息;
    源eNodeB釋放該UE的上下文,包括空口資源和SAE bearers資源。

2.5.5 S1切換流程

S1切換流程與X2切換類似,只不過所有的站間交互信令及數據轉發都需要通過S1口到核心網進行轉發,時延比X2口略大。協議36.300中規定eNodeB間切換一般都要通過X2接口進行,但當如下條件中的任何一個成立時則會觸發S1接口的eNodeB間切換:
(1)源eNodeB和目標eNodeB之間不存在X2接口;
(2)源eNodeB嘗試通過X2接口切換,但被目標eNodeB拒絕。
從LTE網絡結構來看,可以把兩個eNodeB與MME之間的S1接口連同MME實體看做是一個邏輯X2接口。相比較於通過X2接口的流程,通過S1接口切換的流程在切換準備過程和切換完成過程有所不同。S1切換的前提條件:目標基站和源基站沒有配置X2鏈路,或是配置的X2鏈路不可用。如果同時配置了X2和S1鏈路,優先走X2切換。下圖中的流程沒有跨MME和SGW,相對簡單。即使涉及跨MME,主流程差異不大,主要在覈心網的信令會更多一點而已。

 

S1切換流程說明
其中步驟1到9爲切換準備過程,步驟10、11爲切換執行過程,步驟12到16爲切換完成過程。
1~4) 圖中1~4步驟與X2切換相同,不做累述;
5) 源eNB通過S1接口的HANDOVER REQUIRED消息發起切換請求,消息中包含MME UE S1AP ID、源側分配的eNB UE S1AP ID等信息。
6) MME向目標eNB發送HANDOVER REQUEST消息,消息中包括MME分配的MME UE S1AP ID、需要建立的EPS列表以及每個EPS承載對應的核心網側數據傳送的地址等參數。
7~8) 目標eNB分配後目標側的資源後,進行切換入的承載接納處理,如果資源滿足,小區接入允許就給MME發送HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE消息,包含目標側側分配的eNB UE S1AP ID,接納成功的EPS承載對應的eNodeB側數據傳送的地址等參數。
9) 源eNB收到HANDOVER COMMAND,獲知接納成功的承載信息以及切換期間業務數據轉發的目標側地址 。
10) 源eNB向UE發送RRCConnectionReconfiguration消息,指示UE切換指定的小區.
11) 源eNB通過eNB Status Transfer消息,MME通過MME Status Transfer消息 ,將PDCP序號通過MME從源eNB傳遞到目標eNB。目標eNB收到UE發送的RRC Connection Reconfiguration Complete消息,表明切換成功。
12)目標eNodeB向MME發送PATH SWITCH REQUEST消息請求,請求MME更新業務數據通道的節點地址,通知MME切換業務數據的接續路徑,從源eNB到目標eNB,消息中包含原側側的MME UE S1AP ID、目標側側分配的eNB UE S1AP 、EPS承載在目標側將使用的下行地址;
13) MME成功更新數據通道節點地址,向目標eNodeB發送PATH SWITCH REQUEST ACKNOWLEDGE消息,表示可以在新的SAE bearers上進行業務通信;
14)目標側eNB發送HANDOVER NOTIFY消息,通知MME目標側UE已經成功接入。
15)源ENB收到“UE CONTEXT RELEASE COMMAND”消息後,開始進入釋放資源的流程。

2.5.6 異系統切換簡介

E-UTRAN的系統間切換可以採用GERAN與UTRAN系統間切換相同的原則。
E-UTRAN的系統間切換可以採用以下的原則。
(1) 系統間切換是源接入系統網絡控制的。源接入系統決定啓動切換準備並按目標系統要求的格式提供必要的信息。也就是說,源系統去適配目標系統。真正的切換執行過程由源系統控制。
(2) 系統間切換是一種後向切換,也就是說,目標3GPP接入系統中的無線資源在UE收到從源系統切換到目標系統的切換命令前已經準備就緒。
(3) 爲實現後向切換,當接入網(RAN)級接口不可用時,將使用核心網(CN)級控制接口。
異系統切換的情形發生在UE在LTE小區與非LTE小區之間的切換,切換過程中涉及到的信令流主要集中在覈心網。以UE從UTRAN切換到E-UTRAN爲例說明,UE所在的RNC向UTRAN的SGSN發送切換請求,SGSN需要與LTE的MME之間進行消息交互,爲業務在E-UTRAN上創建承載,同時需要UE具備雙模功能,使UE的空口切換到E-UTRAN上來,最後再由MME通知SGSN釋放源UTRAN上的業務承載。

2.6 CSFB流程

在LTE系統裏,CSFB技術是針對TD-LTE多模單待終端提供語音服務的臨時解決方案,大意是數據業務和短信業務由LTE承載,電話業務回落到CS網絡,回落過程數據業務中斷,電話業務結束後返回LTE網絡。
在中國移動CSFB流程中,由於GSM網覆蓋率較好,網絡相對成熟,因此回落到2G。其主要思想是終端駐留在LTE,呼叫建立前先重選回2/3G,由CS域網絡提供語音服務, VoIP成熟後,該方案會被替換,主要是因爲CSFB用戶不可及時長太長(R9方案爲6~7秒),本文介紹其流程爲投訴人員處理CSFB問題時提供參考,可以不做重點學習。CSFB技術方案的實現需要UE終端支持多種網絡制式(換句話說,終端要支持CSFB),通過聯合附着/聯合位置更新的方式響應網絡。

2.6.1 CSFB主叫流程

主叫CSFB流程說明
1) UE發起CS Fallback語音業務請求。UE語音撥打時,會發一條extended service request,消息裏會攜帶CSFB信息。其中service-type信元指示業務類型爲始發CSFB語音業務,同時攜帶該UE在聯合附着過程中CS域給它分配的TMSI。之後會在基站的輔助下回落至2G。
2) MME發送Initial Context Setup Request消息給eNodeB,包含CS Fallback Indicator。該消息指示eNodeB,UE因CS Fallback業務需要回落到UTRAN/GERAN。
3) eNodeB要求UE開始系統的小區測量,並獲得UE上報的測量報告,確定重定向的目標系統小區。然後向UE發送目標系統具體的無線配置信息,並釋放連接。LTE網絡通過RIM流程(無線消息管理流程)提前獲取2G目標小區廣播信息,將2G網絡的廣播信息一併填充至RRC Release消息中下發,省去終端讀取2G廣播信息的時間(約省1.83秒)
4) UE接入目標系統小區,發起CS域的業務請求CM Service Request。如果CM業務請求消息中攜帶“CSMO”標誌,則MSC Server記錄本次呼叫是移動始端CSFB呼叫。
5) 如果目標系統小區歸屬的MSC Server與UE附着EPS網絡時登記的MSC Server不同,則該MSC Server收到UE的業務請求時,由於沒有該UE的信息,可以採取隱式位置更新流程,接受用戶請求。如果MSC Server不支持隱式位置更新,且MSC Server沒有用戶數據,則拒絕該用戶的業務請求。如果MSC Server拒絕用戶的業務請求會導致UE發起一個CS域位置更新流程。終端發起位置更新請求,且位置更新請求消息中的Additional update parameters信元中攜帶CSMO標識,同時該標識有效,則MSC Server會記錄本次呼叫是CSFB呼叫。(CS fallback緊急呼叫流程中,CM_SERVICE_REQUEST消息前無需位置更新。)
6)完成位置更新後UE再次在 CS域建立語音呼叫流程。
7) 通話結束後,MSC Server向主叫回落到的BSC發送的拆線消息CLEAR_COMMAND消息中攜帶CSFB Indication信元,指示BSC拆除空口連接並指示UE回到LTE網絡。 或者MSC Server向主叫回落到的RNC發送IU_RELEASE_COMMAND消息,攜帶End Of CSFB信元,指示RNC拆除空口連接並指示UE回到LTE網絡。
8) MSC收到BSC的CLEAR_COMPLETE消息/RNC的IU_RELEASE_COMPLETE消息表示呼叫結束,A口拆鏈完成。接入側在指示終端重選網絡時只針對CSFB用戶通話前攜帶LTE頻點,實現CSFB終端快速返回LTE,快速回落過程也稱爲FastReturn(用戶不可及時間可縮短爲1-2秒。)。

2.6.2 CSFB被叫流程

MSC Server收到對UE的被叫語音請求,通過存在的SGs關聯和MME信息,向該MME發起尋呼請求。MME通過eNodeB在空口尋呼該UE,並指示UE回落到目標GERAN/UTRAN網絡。UE接入到目標網絡後,在電路域繼續進行語音呼叫。

 

被叫CSFB流程說明
1) GMSC Server向被叫用戶歸屬HLR發送取路由信息請求。
2) HLR收到該SRI消息後,向被叫用戶當前附着到的old MSC Server獲取漫遊號碼。
3) old MSC Server爲該次呼叫分配漫遊號碼MSRN1,並返回給HLR。
4) HLR將該漫遊號碼發送給GMSC。
5) GMSC收到該漫遊號碼後,進行號碼分析,根據分析結果將呼叫路由到old MSC Server。
6) MSC Server收到IAM入局(例如中繼ISUP入局)消息後,根據存在的SGs關聯和MME信息,發送SGsAP-PAGING-REQUEST(攜帶IMSI,TMSI,Service indicator ,CLI,LAC)消息給MME。
7) MME發送Paging消息給eNodeB。eNodeB發起空口的Paging流程。
8) UE建立連接併發送Extended Service Request消息給MME(消息中攜帶“CSMT”移動終端標識)。
9) MME發送SGsAP-SERVICE-REQUEST消息給MSC Server。MSC Server收到此消息,不再向MME重發尋呼請求消息。爲避免呼叫接續過程中,主叫等待時間過長,MSC Server收到包含空閒態指示的SGs Service Request消息,先通知主叫,呼叫正在接續過程中。
10) MME發送Initial UE Context Setup消息給eNodeB,包含CS Fallback Indicator。該消息指示eNodeB,UE因CSFB業務需要回落到UTRAN/GERAN。
11) UE回落到CS域之後,UE檢測到當前的位置區信息和存儲的位置區不同,將發起位置更新。MSC Server收到UE發送的LOCATION_UPDATE_REQUEST消息。這種情況下,UE不需要回Paging Response給MSC Server,UE直接發送SETUP消息建立呼叫。如果位置更新消息中攜帶“CSMT”標誌,則MSC Server記錄本次呼叫是CSFB呼叫。
12) 伴隨着空口、A/Iu-CS接口連接的建立,UE回Paging Response消息給MSC Server,該消息中攜帶CSMT標識,即使BSC/RNC沒有向該UE發起過尋呼請求,也需要能處理UE的尋呼響應。如果尋呼響應消息中的位置區信息和VLR中保存的不一致,則VLR在業務接入成功之後將SGs關聯置爲非關聯。
13) 建立CS呼叫。
14) 通話結束後,指示BSC/RNC拆除空口連接並指示UE回到LTE網絡。
15) MSC收到BSC的CLEAR_COMPLETE消息/RNC的IU_RELEASE_COMPLETE消息表示呼叫結束。接入側在指示終端重選網絡時只針對CSFB用戶攜帶LTE頻點,實現CSFB終端快速返回E-UTRAN。FastReturn方案也需要網絡的支持,如果網絡不支持,則通過網絡優先級的方式返回LTE(一般爲最高優先級)。

2.6.3 緊急呼叫流程

帶USIM卡的UE用戶發起緊急呼叫時,MME指示eNodeB需要將UE回落到GERAN/UTRAN網絡。與普通語音呼叫相比,緊急呼叫業務流程無需進行位置更新流程處理。不帶USIM卡的UE用戶發起緊急呼叫時,由於卡類型以及也未在具體網絡附着,此時的緊急呼叫流程與普通RAN/UTRAN網絡的呼叫流程一樣。

 

LTE網絡緊急呼叫流程說明
1) UE發起CS Fallback呼叫業務請求。Extended Service Request消息中的service-type信元指示業務類型爲緊急呼叫業務。
2) MME指示eNodeB需要將UE回落到CS域。
3) CS域回落完成後,UE向2G/3G MSC發起CM Service Request消息。消息中攜帶緊急呼叫標識
4) MSC向UE返回CM Service Accept消息。
5) UE向2G/3G MSC發送Emergency Setup消息發起緊急呼叫。

2.7 TAU流程

爲了確認移動臺的位置,LTE網絡覆蓋區將被分爲許多個跟蹤區(Tracking Area) TA功能與3G的位置區(LA)和路由區(RA)類似,是LTE系統中位置更新和尋呼的基本單位。TA用TA碼標識,一個TA可包含一個或多個小區,TAC在這些小區的SIB1中廣播與LAC、RAC類似,網絡運營時用TAI作爲TA的唯一標識,TAI由MCC、MNC和TAC組成,共計6字節。TAI LIST長度爲8~98字節,最多可包含16個TAI,UE附着成功時獲取一組TAI LIST(具體與UE關機前的狀態有關),移動過程中只要進入的TAI LIST中沒有的TA就發生位置更新,把新的TA更新到TAI LIST中,如果表中已經存在16個TA,則替換掉最舊的那個;如果UE在移動過程中進入一個TAI list表單中的TA時,不發生位置更新。TA更新成功與否直接關係到尋呼成功率問題,在LTE網絡中爲了實現CSFB流程,附着和位置更新都是聯合的。根據位置更新發生的時機,空閒態一般有設置激活和不設置激活的兩種位置更新。設置激活就是位置更新後可立即進行數據傳輸。

2.7.1 空閒態不設置“ACTIVE”的TAU流程

這種狀態就是UE不做業務,只是位置更新,比如週期性位置更新、移動性位置更新等;

 

空閒態不設置“ACTIVE”的TAU流程說明

    處在RRC_IDLE態的UE監聽廣播中的TAI不在保存的TAU List時,發起隨機接入過程,即MSG1消息;
    eNB檢測到MSG1消息後,向UE發送隨機接入響應消息,即MSG2消息;
    UE收到隨機接入響應後,根據MSG2的TA調整上行發送時機,向eNB發送RRCConnectionRequest消息;
    eNB向UE發送RRCConnectionSetup消息,包含建立SRB1承載信息和無線資源配置信息;
    UE完成SRB1承載和無線資源配置,向eNB發送RRCConnectionSetupComplete消息,包含NAS層TAU request信息;
    eNB選擇MME,向MME發送INITIAL UE MESSAGE消息,包含NAS層TAU request消息;
    MME向eNB發送Downlink NAS Transport消息,包含NAS層TAU Accept消息;
    eNB接收到Downlink NAS Transport消息,向UE發送DL information transfer消息,包含NAS層TAU Accept消息;
    在TAU過程中,如果分配了GUTI,UE纔會向eNB發送ULInformationTransfer,包含NAS層TAU Complete消息;
    eNB向MME發送Uplink NAS Transport消息,包含NAS層TAU Complete消息;
    TAU過程完成釋放鏈路,MME向Enb發送UE CONTEXT RELEASE COMMAND消息指示eNB釋放UE上下文;
    eNB向UE發送RRC Connection Release消息,指示UE釋放RRC鏈路;並向MME發送UE CONTEXT RELEASE COMPLETE消息進行響應。

2.7.2 空閒態設置“ACTIVE”的TAU流程

這種狀態恰好爲做業務前或承載發生改變時正好有位置更新命令;

 

空閒態設置“ACTIVE”的TAU流程說明:
1~12)同IDLE下發起的不設置"active"標識的正常TAU流程相同;
13) UE向EPC發送上行數據;
14) EPC進行下行承載數據發送地址更新。
15) EPC向UE發送下行數據。

2.7.3 連接態TAU流程

連接態TAU流程說明:
1) 處在RRC_CONNECTED態的UE進行Detach過程,向eNB發送UL InformationTransfer消息,包含NAS層Tau request信息;
2) eNB向MME發送上行直傳UPLINK NAS TRANSPORT消息,包含NAS層Tau request信息;
3) MME向基站發送下行直傳DOWNLINK NAS TRANSPORT消息,包含NAS層Tau accept消息;
4) eNB向UE發送DLInformationTransfer消息,包含NAS層Tau accept消息;
5) UE向eNB發送ULInformationTransfer消息,包含NAS層Tau complete信息;
6) eNB向MME發送上行直傳UPLINK NAS TRANSPORT消息,包含NAS層Tau complete信息。

2.8專用承載流程

2.8.1 專用承載建立流程

專用承載可以是GBR承載也可以是Non-GBR承載,專用承載建立流程可以爲專用承載分配資源。E-RAB承載必須在UE RRC CONNECTED態下執行;UE和EPC均可發起,eNB不可發起;UE發起時,EPC僅將其作爲參考,有權接受或拒絕。當EPC接受時,可回覆承載建立、修改流程。
專用承載建立過程:
PDN-GW根據QoS策略制定該EPS承載的QoS參數
S-GW向eNB發送承載建立請求,包含(IMSI, QoS, TFT, TEID, LBI等)
MME向eNB發送E-RAB建立請求,包含E-RAB ID,QoS,S-GW TEID
eNB接收建立請求消息後,建立數據無線承載
eNB返回E-RAB建立響應消息,E-RAB建立列表信息中包含成功建立的承載信息,E-RAB建立失敗列表消息中包含沒有成功建立的承載消息

 

專用承載建立流程說明:
1)連接狀態下的UE通過UL informationTransfer 消息將Bearer resource allocation Request 消息傳遞給eNB。(也可以是發送Bearer resource modification request消息)
2)eNB通過UPLINK NAS TRANSPORT消息將Bearer resource allocation Request(或者是Bearer resource modification request)發送給EPC。
3) EPC通過進行承載資源申請處理。
4)EPC通過E-RAB SETUP REQUEST傳遞Activate dedicated EPS bearer context request消息告知eNB。
5)eNB通過重配消息,將NAS消息Activate dedicated EPS bearer context request傳遞給UE。
6)UE建立專用承載成功,返回RRCConnectionReconfigurationComplete消息,表明承載建立成功。
7)eNB發送E-RAB SETUP RESPONSE消息給EPC,表明無線承載建立成功。
8)UE在發送完成重配完成後,通過ULinformationTransfer 消息將Activate dedicated EPS bearer context accept消息告知eNB。
9)eNB發送UL NAS TRANSPORT消息Activate dedicated EPS bearer context accept告知EPC。
10)此時,上下行數據已經可以進行發送。
11)EPC通過進行承載資源申請響應。

2.8.2 專用承載修改流程

E-RAB修改過程由MME發起,用於修改已經建立承載的配置。E-RAB修改也必須在CONNECTED態下執行;UE和EPC均可發起,eNB不可發起;分爲修改Qos和不修改Qos兩種類型;UE發起時,EPC可回覆承載建立、修改、釋放流程。
專用承載修改過程:
P-GW發起承載修改請求,S-GW將其發給MME;
MME向eNB發送E-RAB修改請求消息,修改一個或多個承載,E-RAB修改列表信息包含每個承載的QoS;
eNB接收到E-RAB修改請求消息後,修改數據無線承載;
eNB返回E-RAB修改響應消息, E-RAB修改列表信息中包含成功修改的承載信息,E-RAB修改失敗列表消息中包含沒有成功修改的承載消息;

 

專用承載修改流程說明:

    連接狀態下的UE通過ULinformationTransfer 消息將Bearer resource allocation Request 消息傳遞給eNB。(也可以是發送Bearer resource modification request消息)
    eNB通過UPLINK NAS TRANSPORT消息將Bearer resource allocation Request(或者是Bearer resource modification request)發送給EPC。
    EPC通過進行承載資源申請處理。
    EPC通過E-RAB MODIFY RESPONSE傳遞Modify dedicated EPS bearer context request消息告知eNB。
    eNB通過重配消息,將NAS消息Modify dedicated EPS bearer context request傳遞給UE。
    UE建立專用承載成功,返回RRC Connection Reconfiguration Complete消息,表明承載修改成功。
    eNB發送E-RAB MODIFY RESPONSE消息給EPC,表明無線承載修改成功。
    UE在發送完成重配完成後,通過UL information Transfer 消息將Modify dedicated EPS bearer context accept消息告知eNB。
    eNB發送UL NAS TRANSPORT消息Modify dedicated EPS bearer context accept告知EPC。
    此時,上下行數據已經可以進行發送。
    EPC通過進行承載資源申請響應。

2.8.3 專用承載釋放流程

UE或MME均可發起對PDN連接釋放的請求,此時可以刪除該PDN下的專用承載(不包括默認承載)。PDN GW和MME均可發起對E-RAB的釋放流程;對於PDN GW發起的承載釋放,可釋放專用承載或該PDN地址下的所有承載;對於MME發起的承載釋放,可釋放某一專用承載,但不能釋放該PDN下的默認承載。
無論P-GW或MME發起的釋放過程,由MME向eNB發送E-RAB釋放命令消息,釋放一個或多個承載的S1和Uu接口資源;eNB接收到E-RAB釋放命令消息後,釋放每一個承載的S1接口資源,Uu接口上的資源和數據無線承載。


專用承載釋放流程說明

    EPC發起承載釋放過程。這個過程可能是UE申請的,也可能是EPC側啓動的。
    EPC發送E-RAB Release Command消息給eNB,其中包含NAS消息(Deactivate EPS Bearer Context Request)。
    eNB收到E-RAB Release Command消息後,啓動承載釋放流程,並且發送RRCConnectionReconfiguration給UE,其中包含NAS消息(Deactivate EPS Bearer Context Request)消息給UE。
    UE收到重配消息RRCConnectionReconfiguration中的NAS消息(Deactivate EPS Bearer Context Request)後釋放相關承載資源。
    UE發送返回RRCConnectionReconfigurationComplete消息,表明無線承載釋放成功。
    eNB收到RRCConnectionReconfigurationComplete消息後,返回E-RAB Release Response 消息給EPC。
    eNB發送E-RAB MODIFY RESPONSE消息給EPC,表明無線承載建立成功。
    UE在發送完成重配完成後,通過ULinformationTransfer 消息將NAS層Deactivate EPS bearer context accept消息告知eNB。
    eNB發送UL NAS TRANSPORT消息Deactivate EPS bearer context accept告知EPC,告知EPC進行EPS承載刪除完成。

2.9去附着流程

去附着往往爲用戶進入覆蓋盲區(接入受限)或用戶關機,UE執行的流程,與附着流程是逆過程。

2.9.1 關機去附着流程

 

關機去附着流程說明:
UE關機時,需要發起去附着流程,來通知網絡釋放其保存的該UE的所有資源,其流程較爲簡單
1)用戶關機,發起去附着流程,若在IDLE狀態下有RRC連接建立的過程,UE向EPC發送消息中攜帶NAS消息(類型爲關機)。
2)UE側清空所有的EPS承載和RB承載,EPC側清空所有的EPS承載和TEID資源,EPC通知ENB釋放UE文本信息。
3)ENB釋放UE文本信息並通知EPC。

2.9.1 非關機去附着流程

空閒態發起的非關機去附着流程

 

空閒態非關機去附着流程說明:
1~5)(UE的EPS能力被禁用)RRC連接建立過程,建立完成消息中附帶去附着請求。
6~9)UE和EPC相互安全驗證後,執行清除EPS承載和RB資源,EPC向UE發送去附着接受消息。
10~12) 網絡向終端發起UE文本釋放和連接釋放信息。

連接態發起的非關機去附着流程

 

連接態非關機去附着流程說明:
1~4)(UE的EPS能力被禁用)UE在上行傳輸塊中攜帶去附着請求消息,執行清除EPS承載和RB資源,EPC向UE發送去附着接受消息。
5~7) 網絡向終端發起UE文本釋放和連接釋放信息。

2.10 小區搜索、選擇和重選

2.10.1 小區搜索流程

小區搜索過程是UE和小區取得時間和頻率同步,並檢測小區ID的過程。E-UTRA系統的小區搜索過程與UTRA系統的主要區別是它能夠支持不同的系統帶寬(1.4~20MHz)。小區搜索通過若干下行信道實現,包括同步信道(SCH)、廣播信道(BCH)和下行參考信號(RS)。SCH又分成主同步信道(PSCH)和輔同步信道(SSCH),BCH又分成物理廣播信道(PBCH)和動態廣播信道(DBCH)。BCH直接映射到物理信道PBCH上,PSCH和SSCH是純粹的物理信道,不用來傳送L2/L3控制信令,而只用於同步和小區搜索過程;DBCH最終承載在下行共享傳輸信道(DL-SCH),沒有獨立的信道。


2.10.1 小區選擇流程

小區選擇的類型(S準則)
不同場景(初始小區選擇;存儲信息的小區選擇)
不同時機(UE開機;從連接態返回到空閒態模式;重新進入服務區)
S算法
1、小區選擇S值,大於0
2、小區選擇S值=測量小區的RSRP值-(小區中RSRP最低接收電平+當駐留在VPLMN上搜索高優先級小區防止乒乓響應設置的偏移值)-max((小區允許UE的最大上行發射功率-UE能力支撐的最大上行發射功率),0)
公式簡化爲:
當UE最大允許發射功率大於UE能力支持最大發射功率時,S=測量小區電平值-(最低接收電平+最低接收電平偏置)-((UE最大允許發射功率-UE能力支持最大發射功率)
當UE最大允許發射功率小於等於UE能力支持最大發射功率時,S=測量小區電平值-(最低接收電平+最低接收電平偏置)
UE最大允許發射功率:本小區允許UE的最大發射功率UePowerMax,應用於小區選擇準則(S準則)的判決,用於計算功率補償值。如果該參數不配置,則UE的最大發射功率由UE自己的能力決定。該值在LST CELL命令中。該參數設置的越大,UE的發射功率也越大,增強本小區覆蓋的同時會增加對鄰區的干擾;該參數設置的越小,UE的發射功率也越小,減少本小區覆蓋的同時會減少對鄰區的干擾。
小區中RSRP最低接收電平:在LST CELLSEL中,增加某小區的該值,使得該小區更難符合S規則,更難成爲適當小區,UE選擇該小區的難度增加,反之亦然。該參數的取值應使得被選定的小區能夠提供基礎類業務的信號質量要求。
最低接收電平偏置:在LST CELLSEL中,該參數表示小區最低接收電平偏置,應用於小區選擇準則(S準則)公式,僅當UE駐留在VPLMN且由於週期性的搜索高優先級PLMN而觸發的小區選擇時,才使用本參數(防止乒乓效應)。增加某小區的該值,使得該小區更容易符合S規則,更容易成爲適當小區,選擇該小區的難度減小,反之亦然。

 

2.10.3 小區重選流程

小區重選(cell reselection)指UE在空閒模式下通過監測鄰區和當前小區的信號質量以選擇一個最好的小區提供服務信號的過程。當鄰區的信號質量及電平滿足S準則且滿足一定重選判決準則時,終端將接入該小區駐留。UE駐留到合適的LTE小區停留1s後,就可以進行小區重選的過程。小區重選過程包括測量和重選兩部分過程,終端根據網絡配置的相關參數,在滿足條件時發起相應的流程。重選測量啓動準則:UE成功駐留後,將持續進行本小區測量。RRC層根據RSRP測量結果計算Srxlev,並將其與Sintrasearch和Snonintrasearch比較,作爲是否啓動鄰區測量的判決條件。
對於重選優先級高於服務小區的載頻,UE始終對其測量
對於重選優先級等於或者低於服務小區的載頻
同頻/同優先級重選流程

 

爲了最大化UE電池壽命,UE不需要在所有時刻都進行頻繁的鄰小區監測(測量),除非服務小區質量下降爲低於規定的門限值。具體來說,僅當服務小區的參數S(S值的計算方法與小區選擇時一致)大於系統廣播參數S-intrasearch時UE才啓動同頻測量。
小區排序使用R準則:對於同頻的小區,或者異頻但具有同等優先級的小區,UE採用R準則對小區進行重選排序。所謂R準則,是指對於服務小區的Rs和目標小區的Rt分別滿足:
服務小區:Rs = Qmeas,s +Qhyst
目標小區:Rt = Qmeas,t – Qoffset
其中Qmeas是測量小區的RSRP值,Qhyst表示小區重選遲滯值。同頻小區和同優先級小區重選遲滯,用於調整重選難易程度,減少乒乓效應;其它參數一定的情況下,增加遲滯,即增加同頻小區或異頻同優先級重選的難度,反之亦然。
Qmeas,t是目標小區的RSRP值;Qoffset定義了目標小區的偏移值,(目標候選小區與當前駐留小區間的偏置量)對於具有同等優先級的異頻小區來說,包括基於小區的偏移值和基於頻率的偏移值兩個部分。其它參數一定的情況下,增加偏置量,即增加同頻或異頻同優先級小區重選的難度,反之亦然。
如果目標小區在Treselection時間內(同頻和異頻的Treselection可能不同),Rt 持續超過Rs
那麼UE就會重選到目標小區。
與小區重選有關的參數來源於服務小區的系統消息SIB3,SIB4和SIB5。
Sintrasearch用於進行同頻小區重選時,判斷是否進行同頻小區重選的門限參數。當LTE服務小區的S值小於等於Sintrasearch時,就要執行同頻小區重選測量;另外如果此Sintrasearch參數沒有在系統消息內廣播,也要執行同頻小區重選測量。除此之外,UE可以選擇不進行測量。
SIB4中包含了同頻小區重選有關的小區相關信息: 在intraFreqNeighborCellInfo中定義了用於同頻重選的小區物理ID列表以及對應的偏移量值。偏移量值用於進行小區重選排序R準則(下面將會介紹)的公式計算,目的是爲了減少重選振盪。在SIB4中也定義了不能用於同頻重選的小區黑名單列表。
同頻小區重選的對象可以是鄰小區列表中的小區也可以是通過重選過程檢測到到的小區。排隊和選擇的過程需要滿足以下幾個約束條件:
1、新目標小區的信道質量在排序中要比當前服務小區的質量好,且持續時間不短於T(重選時間)
2、如果UE處於非普通移動狀態(如中速或高速移動狀態),則需要考慮對重選參數t和Qhyst進行縮放。
3、UE駐留在原小區的時間超過1s。

異頻/異系統/不同優先級重選流程

 

cellReselectionPriority定義了服務頻率在異頻小區重選的優先級,在0到7之間取值,其中0代表優先級最低。異頻的小區切換基於優先級值的大小, UE通常總是會嘗試駐留在優先級高的小區。相鄰小區的優先級在SIB5中廣播。除此之外, LTE還可以通過RRC層的信令,定義針對每個UE特定的小區頻率優先級。
Snonintrasearch 用於進行/異頻小區重選時,判斷是否進行異頻小區重選測量的門限參數。在異頻重選的情況下,如果相鄰小區的優先級高於服務小區,UE需要進行異頻小區重選測量。另外,如果此Snonintrasearch參數沒有在系統消息內廣播,UE也需要進行異頻小區的重選測量。否則,UE可以選擇,只有當服務小區的S值小於等於Snonintrasearch時,才進行異頻小區的重選測量;
threshServingLow定義了UE在重選優先級較低的小區時,服務小區的測量門限,在此情況下,目標小區也必須滿足一定的測量門限
SIB5中包含了異頻小區重選有關的小區信息, 包括異頻小區列表, 頻率等
其中, priority定義了異頻小區的重選優先級,在進行小區重選時,UE可以只考慮定義了優先級的頻率小區。不同接入技術的小區(inter-RAT)之間,其優先級是不相等的。UE基於小區頻率的優先級,進行小區重選。如果目標小區的優先級比當前服務小區的優先級高,並且目標小區的S值在時間ReselectionTimer內持續超過門限參數threshXHigh, 那麼不管當前小區的S值是多少, UE都會重選到目標小區。否則,如果目標小區的優先級比當前服務小區的低,那麼只有服務小區的S值小於threshServingLow (在SIB3中定義),並且目標小區的S值大於門限參數threshXLow,而且持續的時間超過Reselection Timer後, UE纔會重選到目標小區。
測量準則:
對於系統消息指出的優先級高於當期頻率優先級的小區,UE總是執行對這些高優先級小區的測量;對於系統消息指出優先級低於當期優先級的小區,UE測量的準則如下:1、如果服務小區的S值(與小區選擇的S值相同)大於門限值s-NonIntraSearch,不執行測量;2、若服務小區的S值(與小區選擇的S值相同)低於或等於s-NonIntraSearch,執行測量;3、若s-NonIntraSearch參數沒有在系統消息內廣播,UE開啓異頻小區測量。
優先級處理:
UE可通過廣播消息獲取頻點的優先級信息(公共優先級),或者通過RRC連接釋放消息獲取。若消息中提供專用優先級,則UE將忽略所有的公共優先級。若系統消息中沒有提供UE當前駐留小區的優先級信息,UE將把該小區所在的頻點優先級設置爲最低。UE只在系統消息中出現的並提供優先級的頻點之間,按照優先級策略進行小區重選。
小區重選準則:
對於高優先級頻點的小區重選,並滿足以下條件後進行
1、高優先級頻率小區的S值大於預設的門限,且持續時間超過重選時間參數T;2、UE駐留原小區時間超過1s。
如果最高優先級上多個鄰小區符合條件,則選擇最高優先級頻率上的最優小區。對於同等優先級頻點(或同頻),採用同頻小區重選的R準備。對於低優先級頻率的小區重選,則滿足以下條件後進行。
1、沒有高優先級頻率的小區符合重選要求條件。
2、沒有同等優先級頻率的小區符合重選要求條件。
3、服務小區的S值小於預設的門限,並且低優先級頻率小區的S值大於預設的門限,且持續時間超過重選時間參數值。
4、UE駐留原小區的時間超過1s。

第三章 異常信令流程

上一章主要講了正常流程,通過對正常流程的學習有助於我們在實際優化工作中發現流程的異常和不完整性,從而判斷出網絡問題的癥結所在。下面對幾個異常流程進行舉例,強化大家理論聯繫實際的能力。實際在處理問題中,信令流程分析一項非常複雜的工作,需要大家對知識的掌握達到相當高的水平纔能有所斬獲。

3.1 附着異常流程

3.1.1 RRC連接失敗

 

3.1.2 核心網拒絕

1)如果是ESM過程導致的拒絕(比如默認承載建立失敗),纔會帶PDN CONNECTIVITY REJECT消息,EMM層拒絕,只有ATTACH REJECT消息。
2)常見的拒絕原因有:IMSI中的MNC與核心網配置的不一致。

3.1.3 eNB未等到Initial context setup request消息

 

3.1.4 RRC重配消息丟失或eNB內部配置UE的安全參數失敗

 

3.2 ServiceRequest異常流程

3.2.1 核心網拒絕

 

3.2.2 eNB建立承載失敗

當attach成功,建立一個專用承載後,如果RRC連接釋放進入了IDLE,下次UE發起數據時會發起service request,該過程會爲默認承載和專用承載建立對應的DRB等參數。如果eNB建立專用承載失敗,則回覆給核心網Initial context setup response,帶失敗列表,告知核心網專用承載建立失敗,核心網會本地去激活該專用承載;同時RRC Connection Reconfiguration消息也不會帶該專用承載的DRB,UE收到後發現該專用承載對應的DRB沒有建立起來,也會本地去激活該承載,這樣UE和核心網承載保持一致。另一種情況,當建立的這個專用承載也爲非GBR承載時,eNB可能會成功建立該專用承載,而失敗建立默認非GBR承載,這樣回覆給核心網Initial context setup response,帶失敗列表,核心網發現默認承載建立失敗時,會本地detach該UE;同時RRC Connection Reconfiguration消息也不會帶該默認承載的DRB,UE收到後發現默認承載對應的DRB沒有建立起來,也會本地去激活該默認承載,以及關聯的專用承載,從而本地detach(只有一個默認承載時),這樣UE和核心網承載保持一致。

3.3 承載異常流程

3.3.1核心網拒絕

如果拒絕原因值是"unknown EPS bearer context",UE會本地去激活存在的默認承載或專用承載。

3.3.2 eNB本地建立失敗(核心網主動發起的建立)

如果eNB建立失敗,會回覆E-RAB SETUP RESPONSE,帶失敗建立的承載列表,並帶原因值,核心網應該根據原因值處理(目前eNB的實現是: 如果eNB本地建立失敗,即還沒有給UE發送RRC重配消息,這時eNB會發送NAS NON DELIVERY INDICATION給MME)。但目前核心網沒有查看原因值,都給UE下發了Deactivate EPS bearer context request消息(與協議不符),UE查找不到該承載,也回覆Deactivate EPS bearer context accept。

3.3.3 eNB未等到RRC重配完成消息,回覆失敗

eNB回覆失敗區分爲:eNB本地失敗,沒有給UE發送RRC重配消息;eNB未收到RRC重配完成消息,回覆失敗。

3.3.4 UE NAS層拒絕

如果是UE的NAS層拒絕,則核心網收到後會給eNB發送E-RAB釋放消息,來釋放剛剛建立的S1承載,此時不帶NAS PDU。eNB收到消息後,發RRC重配給UE來釋放剛建立的DRB參數。

3.3.5上行直傳NAS消息丟失

若核心網沒有收到UE回覆的NAS消息,會重發請求消息,重發4次後,如果還沒收到應答則放棄。

 

第四章 系統消息解析

本章講解系統消息和層3信令部分,學習完本章後,要了解每個系統消息的作用、會查詢消息內容裏重要信息;要了解信元內容的主要部分,查詢信元內的重要信息爲定位問題提供幫助。
在涉及到具體信息裏的信元時,每個廠家對3GPP規範有不同的執行方式,這需要大家去了解、去熟悉,比如對於系統消息MIB中關於系統帶寬,華爲設備的定義爲dL-Bandwidth:n100(5),中興設備的定義爲dL-Bandwidth=5(n100),可謂是形式不同,內容一致。大家不必細究,明白一種方式就行。

4.1 系統消息

LTE系統內分爲MIB和SIB系列消息,對於UE當新接入一個小區或廣播消息發生改變時,都會接收系統消息(MIB\SIB),以幫助更新或糾正UE當前的狀態,完成相應的通信業務和物理過程。在系統路測中可以觀察的系統消息有種:MIB、SIB1和SI,其作用分別如下,其中SI消息裏包含了SIB2~SIB13。
MIB:用於系統接入。MIB上傳輸幾個比較重要的系統信息參數,如小區下行帶寬、PHICH配置參數、無線系統幀號SFN(包含SIB1消息的位置),在PBCH上發送,表現爲“RRC_MASTER_INFO_BLOCK”。
SIB1:廣播小區接入與小區選擇的相關參數以及SI消息的調度信息(包含了一個或多個SIB2~13消息),在PDSCH上發送,表現爲“RRC_SIB_TYPE1”。
SI:SI消息中承載的是SIB2~SIB13,在PDSCH上發送,表現爲“RRC_SYS_INFO”。
SIB2:小區內所有UE共用的無線參數配置,其它無線參數基本配置。
SIB3:小區重選信息,主要關於服務小區重選參數以及同頻小區重選參數。
SIB4:同頻鄰區列表以及每個鄰區的重選參數、同頻白/黑名單小區列表。
SIB5:異頻相鄰頻點列表以及每個頻點的重選參數、異頻相鄰小區列表以及每個鄰區的重選參數、異頻黑名單小區列表。
SIB6:UTRA FDD鄰頻頻點列表以及每個頻點的重選參數、UTRA TDD鄰頻頻點列表以及每個頻點的重選參數。
SIB7:GERAN鄰頻頻點列表以及每個頻點的重選參數。
SIB8:CDMA2000的預註冊信息、CDMA2000鄰頻頻段列表和每個頻段的重選參數、CDMA2000鄰頻頻段的鄰區列表。
SIB9:Home eNodeB的名稱。
SIB10:ETWS主信息(primary notification)。
SIB11:ETWS輔信息(secondary notification)。
SIB12:CMAS信息(CMAS notification)。
SIB13:請求獲取跟一個或多個MBSFN區域相關的MBMS控制信息的信息。

4.2 系統消息解析

4.2.1 MIB (Master Information Block)解析

MIB主要包含系統帶寬、PHICH配置信息、系統幀號。(下圖爲實測信令)

DL_Bandwidth系統帶寬,範圍enumerate(1.4M(6RB,0),3M(15RB,1),5M(25RB,2),10M(50RB,3),15M(75RB,4),20M(100RB,5)),上圖爲n100,對應的系統帶寬爲20M(100RB,帶寬索引號爲5)。
Phich_Duration當該參數設置爲normal時,PDCCH佔用的OFDM符號數可以自適應調整;當該參數設置爲extended時,若帶寬爲1.4M,則PDCCH佔用的OFDM符號數可以取3或4,對於其他系統帶寬下,PDCCH佔用的符號數只能爲3。
PHICH持續時間 非MBSFN子幀 MBSFN子幀
幀結構類型2中的子幀1和子幀6 其他情況 同時支持PDSCH和PMCH的載波
Normal 1 1 1
Extended 2 3 2

PHICH-Resource該參數用於計算小區PHICH信道的資源;
SystemFrameNumber系統幀號。系統幀號,用於UE獲取系統時鐘。實際SFN位長爲10bit,也就是取值從0-1023循環。在PBCH的MIB廣播中只廣播前8位,剩下的兩位根據該幀在PBCH 40ms週期窗口的位置確定,第一個10ms幀爲00,第二幀爲01,第三幀爲10,第四幀爲11。PBCH的40ms窗口手機可以通過盲檢確定。
Spare:預留的,暫時未用

4.2.2 SIB1 (System Information Block Type1)解析

SIB1上主要傳輸評估UE能否接入小區的相關信息及其他系統消息的調度信息。
主要包括4部分:
小區接入相關信息(cell Access Related Info)
小區選擇信息(cell Selection Info)
調度信息(scheduling Info List)
TDD配置信息(tdd-Config)
SIB1消息解析(UE側):
RRC-MSG
…msg
…struBCCH-DL-SCH-Message
…struBCCH-DL-SCH-Message
…message
…c1
…systemInformationBlockType1
…cellAccessRelatedInfo//小區接入相關信息
…plmn-IdentityList//PLMN標識列表
…PLMN-IdentityInfo
…plmn-Identity
…mcc//460
…MCC-MNC-Digit:0x4 (4)
…MCC-MNC-Digit:0x6 (6)
…MCC-MNC-Digit:0x0 (0)
…mnc//00
…MCC-MNC-Digit:0x0 (0)
…MCC-MNC-Digit:0x0 (0)
…cellReservedForOperatorUse:notReserved (1)
…trackingAreaCode:1000100100001100(890C)
//TAC跟蹤區(890C)爲16進制數,轉換成十進制爲35084,查TAC在該消息中可以查到,此條信元重要。
…cellIdentity:1000100100000101010100001010(08 90 55 0A)
//小區ID實際是ECI,與核心網中的數據相同,其中089055爲ENB ID標識,0A爲小區標識(此數字必須是2位16進制數,才能與16進制的ENB ID進行組合成ECI),如果ENB ID和小區ID都是十進制數的話,ECI=10進制的ENB ID * 256+ 10進制cell ID
…cellBarred:notBarred (1)//小區禁止:不禁止,1表示不禁止,0表示禁止;
…intraFreqReselection:allowed (0)//同頻重選:允許;用來控制當更高級別的小區禁止接入時,能否重選同頻小區。
…csg-Indication:FALSE//指示這個小區是否爲CSG小區。當csg-Indication設置爲1(true)時,只有當消息中的CSG(Closed Subscriber Group關閉用戶組)標識和UE中存儲的CSG列表中的一項匹配時,此UE才能接入小區。這個主要是用在R9的家庭基站中的概念,用於家庭基站對用戶接入的控制。FALSE表示不啓用。
…cellSelectionInfo//小區選擇信息
…q-RxLevMin:-0x40 (-64)// 小區要求的最小接收功率RSRP值[dBm],即當UE測量小區RSRP低於該值時,UE是無法在該小區駐留的。實際的值爲:Qrxlevmin = IE value * 2
…freqBandIndicator:0x27 (39)// 頻帶指示,表示當前系統的使用39頻段
…schedulingInfoList//調度信息表
…SchedulingInfo
…si-Periodicity:rf16 (1)// SI消息的調度週期,以無線幀爲單位。如rf8表示週期爲8個無線幀,rf16表示週期爲16個無線幀。
…sib-MappingInfo
…SIB-Type:sibType3 (0)// 系統消息中所含的系統信息塊映射表。表中沒有包含SIB2,它一直包含在SI消息中的第一項。該字段決定了該小區能下發的sib(3到11)類型。以上調度信息表示SIB3的週期和位置。
…SchedulingInfo
…si-Periodicity:rf32 (2)
…sib-MappingInfo
…SIB-Type:sibType5 (2)// 以上調度信息表示SIB3的週期和位置。
…tdd-Config
…subframeAssignment:sa2 (2)// 用於指示上下行子幀的配置, sa2對應配置2。
Uplink-downlink
configuration Downlink-to-Uplink
Switch-point periodicity Subframe number
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 5 ms D S U U U D S U U U
1 5 ms D S U U D D S U U D
2 5 ms D S U D D D S U D D
3 10 ms D S U U U D D D D D
4 10 ms D S U U D D D D D D
5 10 ms D S U D D D D D D D
6 5 ms D S U U U D S U U D

…specialSubframePatterns:ssp5 (5)//特殊子幀配比
特殊子幀配置 Normal CP(常規CP)1ms14個碼
DwPTS GP UpPTS
0 3 10 1
1 9 4 1
2 10 3 1
3 11 2 1
4 12 1 1
5 3 9 2
6 9 3 2
7 10 2 2
8 11 1 2
9 6 6 2

…si-WindowLength:ms40 (6)// 系統消息調度窗口,以毫秒爲單位,40ms
…systemInfoValueTag:0x5 (5)// 指示其它SIB是否發生了改變,對於除MIB、SIB1、SIB10和SIB11之外的所有系統信息塊的公共值,範圍(0~31);SI每變化一次,systemInfoValueTag值就加1【或減1:移動研究院測試華爲網絡機制是減1】。舉例:UE將尋呼消息PAGING TYPE1中的MIB value tag1與自己保存的MIB value tag2進行比較:
1、如果這兩個Tag不同的話,認爲MIB已經更新,重新讀取當前BCH上廣播的MIB。
2、當重新獲取得MIB的MIB value tag3與MIB value tag1相同,而與MIB value tag2不同的話,讀取MIB中的調度內容,進行系統消息更新。
3、如果自己保存的MIB value tag2與重新接收的MIB value tag3相同,而與尋呼消息中的MIB value tag1不同的話,認爲MIB還沒有廣播下來,等下一個MIB。

4.2.3 SystemInformation消息

SIB2~SIB13不會單獨存在,它們會組合成SI消息進行下發,S2消息爲SI消息中第一項內容不可或缺,其他消息下發時機由SIB1消息進行調度指示。此條消息爲UE側跟蹤得到,僅包含了SIB2和SIB3消息
RRC-MSG
…msg
…struBCCH-DL-SCH-Message
…struBCCH-DL-SCH-Message
…message
…c1
…systemInformation
…criticalExtensions
…systemInformation-r8//系統消息版本R8
…sib-TypeAndInfo
…CHOICE
…sib2
…radioResourceConfigCommon//無線資源配置SIB
…rach-ConfigCommon//隨機接入配置
…preambleInfo
…numberOfRA-Preambles:n52 (12)// 該小區用於隨機接入前導碼個數(競爭)ENUMERATED { n4, n8, n12, n16 ,n20, n24, n28,n32, n36, n40, n44, n48, n52, n56, n60, n64},n52,即52個。
…preamblesGroupAConfig
…sizeOfRA-PreamblesGroupA:n28 (6)// 隨機接入前導碼組A的大小。對於所有用於競爭隨機接入的Preamble碼,eNodeB可以選擇性的將其分爲兩組,稱爲集合A和集合B。觸發隨機接入時,UE首先根據待發送的Msg3大小和路損大小確定使用哪個集合。集合A用於Msg3較小或路損較大的場景;集合B用於Msg3較大且路損較小的場景。ENUMERATED { n4, n8, n12, n16 ,n20, n24, n28,n32, n36, n40, n44, n48, n52, n56, n60},n28:前導碼組A包含28個前導碼。
…messageSizeGroupA:b56 (0)// Msg3消息塊大小門限,針對Preamble碼集合A。b56表示56bit.如果Group B存在,則在選擇Preamble碼的集合時,考察:如果Msg3的大小大於該門限,同時滿足UE的路損小於:PCMAX 【配置的UE發射功率:位置需覈實(SIB1的P-max。這個是可選項,現網可能沒開。)】– preambleInitialReceivedTargetPower– deltaPreambleMsg3 – messagePowerOffsetGroupB的門限值,則選擇Group B;否則就選擇Group A
ENUMERATED { b56, b144, b208, b256}
…messagePowerOffsetGroupB:dB10 (4) // 用於配合判決
Preamble碼集合的選擇。ENUMERATED { minusinfinity, dB0, dB5, dB8, dB10, dB12, dB15, dB18}
…powerRampingParameters
…powerRampingStep:dB2 (1)// 隨機前導碼的發射功率調整步長。ENUMERATED {dB0, dB2,dB4, dB6},dB2表明2個dB
…preambleInitialReceivedTargetPower:dBm-104 (8) // eNodeB期望接收到的初始隨機前導碼的功率。ENUMERATED { dBm-120, dBm-118, dBm-116, dBm-114, dBm-112, dBm-110, dBm-108, dBm-106, dBm-104, dBm-102, dBm-100, dBm-98, dBm-96, dBm-94, dBm-92, dBm-90}
…ra-SupervisionInfo//隨機接入監測信息
…preambleTransMax:n10 (6)// preamble碼最大發送次數。如果初始接入過程失敗,但是還沒有達到最大嘗試次數preambleTransMax,則可以繼續嘗試。 如果達到最大次數,則本次隨機接入過程結束。ENUMERATED { n3, n4, n5, n6, n7,n8, n10, n20, n50, n100, n200}
補充知識:兩次嘗試之間時間間隔:在RAR消息中, 還可能存在一個backoff指示, 指示了UE重傳前導的等待時間範圍. 如果UE在規定的時間範圍以內, 沒有收到任何RAR消息, 或者RAR消息中的前導序列索引與自己的不符, 則認爲此次的前導接入失敗.UE 需要推遲一段時間, 才能進行下一次的前導接入. 推遲的時間範圍, 就由backoff indictor來指示, UE可以在0 到BackoffIndicator之間隨機取值. 這樣的設計可以減少UE在相同時間再次發送前導序列的機率
…ra-ResponseWindowSize:sf10 (7)// 隨機接入響應窗大小。Sf10表示10個子幀的長度。響應窗起點與Msg1間隔10ms【發送了接入前導序列以後, UE需要監聽PDCCH信道,是否存在ENODEB回覆的RAR消息, (Random Access Response), RAR的時間窗是從UE發送了前導序列的子幀 + 3個子幀開始, 長度爲Ra-ResponseWindowSize個子幀】,ENUMERATED { sf2, sf3, sf4, sf5, sf6, sf7, sf8, sf10}
…mac-ContentionResolutionTimer:sf64 (7)// MAC競爭解決定時器。UE在發送Msg3後啓動該定時器,並在每次Msg3重傳時重啓該定時器。如果直到該定時器超時都沒有完成競爭解決,則認爲此次競爭解決失敗,根據相關時延後發起下一次請求,直到preambleTransMax達到最大次數。ENUMERATED { sf8, sf16, sf24, sf32, sf40, sf48, sf56, sf64},sf40,即200ms,sf64爲320ms。
…maxHARQ-Msg3Tx:0x5 (5)// Msg3的傳輸支持HARQ過程,該參數即表示自動重傳次數。取值爲整數1~8,該參數與preambleTransMax的區別,該參數是在一次preamble碼接入成功的基礎上Msg3可以自動重傳的次數。
…bcch-Config
…modificationPeriodCoeff:n2 (0)// 系統消息更新週期系數,n2就是2。在UE沒有得到其他通知的情況下, LTE 規定 UE存貯的系統信息的有效期爲3小時。LTE中, 系統信息的改變只能在特定的系統幀上進行, 這些特定的幀滿足條件:SFN幀號 mod 系統消息更新週期 = 0;其中系統消息更新週期 = 系統消息更新週期系數 * 默認尋呼週期.
…pcch-Config
…defaultPagingCycle:rf128 (2)// 默認的尋呼週期。ENUMERATED { rf32, rf64, rf128, rf256},rf128,即128個無線幀,也就是1280ms
…nB:oneT (2)// 默認尋呼週期的係數。oneT,即生效的默認尋呼週期=1默認尋呼週期,ENUMERATED { fourT, twoT, oneT, halfT, quarterT(1/4), oneEighthT(1/8) , oneSixteenthT(1/16), oneThirtySecondT(1/32) }
…prach-Config
…rootSequenceIndex:0x158 (344) // 根序列索引,344(十進制)
…prach-ConfigInfo
…prach-ConfigIndex:0x3 (3)// PRACH 配置索引,用於指示無線幀中的PRACH時頻位置,取值範圍爲0~63,不同的取值對應不同個數個PRACH信道。對於TDD,由於上行子幀較少,一個subframe可以有多個PRACH,但最多爲6個。
…highSpeedFlag:FALSE//標誌位,決定前導生成的循環移位值是取限制集還是取非限制集,false即取非限制集的值
…zeroCorrelationZoneConfig:0x8 (8)// 零相關區配置,決定前導生成的循環移位值,取值範圍0~15
…prach-FreqOffset:0x8 (8)// 該參數用於廣播PRACH在頻域上的位置,prach-FreqOffset的值代表的是物理塊資源的號碼。由MAC層觸發的隨機接入前導序列,只能在特定的時頻資源上發送。PRACH在頻域上的位置由上層半靜態設定的,通過SIB2中的參數prach-FreqOffset廣播。
…pdsch-ConfigCommon
…referenceSignalPower:0xc (12)// 參考信號功率。下行參考信號傳輸功率定義爲系統帶寬內所有承載小區專用參考信息的資源粒子功率的線性平均,取值INTEGER (-60…50)
…p-b:0x1 (1)// P_B是Type A和Type B的PDSCH資源元素的offset.當等於1時且爲2/4天線端口的情況下,A類符號和B類符號的功率相等。
…pusch-ConfigCommon
…pusch-ConfigBasic
…n-SB:0x4 (4)// pusch物理資源映射中用於計算子帶(sub-band)長度,即子帶數目
…hoppingMode:interSubFrame (0)// 跳頻模式。不同跳頻模式下pusch發送信號使用的資源塊獲得方式不一樣。ENUMERATED {interSubFrame, intraAndInterSubFrame}
…pusch-HoppingOffset:0x1a (26)// 跳頻偏移
…enable64QAM:TRUE//是否支持64QAM調製
…ul-ReferenceSignalsPUSCH
…groupHoppingEnabled:FALSE//是否允許組跳頻。所謂序列組跳,是指小區在不同的時隙內,使用不同序列組內的參考序列。在非序列組跳轉的情況下,也就是說,在不同的時隙內,小區的參考序列都來自同一個參考序列組。在PUCCH的情況下,序列組的序號是小區的PCI模30後的餘值。其中,PCI在0到503之間取值。對於PUSCH使用的序列組是通過SIB2中的參數“groupAssignmentPUSCH”來顯式通知UE的。這樣做的目的是允許相鄰的小區使用相同的參考信號根序列。通過相同根序列的不同循環移位來使相鄰小區的不同UE之間的RS相互正交。false,則表示不支持
…groupAssignmentPUSCH:0x0 (0)// 組分配PUSCH ,用於定義pusch不用的位移序列樣式
…sequenceHoppingEnabled:FALSE//是否允許序列跳頻
…cyclicShift:0x0 (0)// 循環移位
…pucch-ConfigCommon
…deltaPUCCH-Shift:ds1 (0)// 協助計算pucch格式1、1a、1b時的循環移位及正交序列索引的確定。ENUMERATED {ds1, ds2, ds3}
…nRB-CQI:0x1 (1)// 即,表示每個時隙中可用於PUCCH格式2/2a/2b 傳輸的物理資源塊數.
…nCS-AN:0x0 (0)// 即,表示的是PUCCH格式1/1a/1b和格式2/2a/2b在一個物理資源塊中混合傳輸時格式1/1a/1b可用的循環移位數
…n1PUCCH-AN:0x48 (72)// 即,用於傳輸PUCCH格式1/1a/1b的資源的非負索引值
…soundingRS-UL-ConfigCommon
…setup
…srs-BandwidthConfig:bw0 (0)// 探測參考信號帶寬。
…srs-SubframeConfig:sc0 (0)// 探測參考信號子幀配置
…ackNackSRS-SimultaneousTransmission:TRUE//決定了UE是否配置支持在同一個子幀中進行PUCCH ACK/NACK和SRS的傳輸
…srs-MaxUpPts:true (0)
…uplinkPowerControlCommon
…p0-NominalPUSCH:-0x43 (-67)// 該參數只用於非持續調度,用於pusch功率計算
…alpha:al07 (4)// 即α,是一個 3bit 的小區專用參數,用於pusch功率計算,07代表0.7
…p0-NominalPUCCH:-0x69 (-105)// 用於pucch功率計算
…deltaFList-PUCCH
…deltaF-PUCCH-Format1:deltaF0 (1)// {deltaF-2, deltaF0, deltaF2},1表示deltaF0
…deltaF-PUCCH-Format1b:deltaF3 (1)// {deltaF1, deltaF3, deltaF5},1表示deltaF3
…deltaF-PUCCH-Format2:deltaF1 (2)// {deltaF-2, deltaF0, deltaF1, deltaF2},2表示deltaF1
…deltaF-PUCCH-Format2a:deltaF2 (2)// {deltaF-2, deltaF0, deltaF2},2表示deltaF2
…deltaF-PUCCH-Format2b:deltaF2 (2)// {deltaF-2, deltaF0, deltaF2},2表示deltaF2
…deltaPreambleMsg3:0x4 (4)// 用於隨機接入響應許可的PUSCH的功率計算。實際值= IE value * 2 [dB],42=8
…ul-CyclicPrefixLength:len1 (0)// 循環前綴長度 。len1表示常規循環前綴,len2表示擴展循環前綴
…ue-TimersAndConstants//UE定時器常數
…t300:ms1000 (5)// RRC連接建立定時器。啓動時間:RRCConnectionRequest發出後;停止時間:收到RRCConnectionSetup or RRCConnectionReject。如果在超時時還未收到RRCConnectionSetup or RRCConnectionReject,則認爲本次RRC建立失敗。
…t301:ms200 (1) // UE在發送
RRCConnectionReestabilshmentRequest時啓動該定時器。定時器超時前,如果UE收到RRCConnectionReestablishment或者RRCConnectionReestablishmentReject或者被選擇小區變成不適合小區,則停止該定時器。定時器超時後,UE進入RRC_IDLE態。
…t310:ms1000 (5)// UE在檢測到物理層故障時,啓動該定時器。在定時器超時前,如果UE檢測到物理層故障恢復,或者觸發切換流程,或者UE發起連接重建流程,則停止該定時器。定時器超時後,如果沒有激活安全模式,UE進入RRC_IDLE態;否則,發起連接重建流程。改小此參數,RRC重建增多。改大此參數可能無法及時檢測到下行失步,影響用戶業務時延感受,可以減少重建次數。
…n310:n10 (6)// 該參數表示接收到底層的連續"失步"指示的最大數目。改小,可能增加重建次數,改大可能無法及時檢測到下行失步,影響用戶業務時延感受。
…t311:ms10000 (3)// UE在發起RRC連接重建流程時啓動該定時器。定時器超時前,如果UE選擇了一個EUTRAN小區或者異系統小區後,停止此定時器。定時器超時後,UE進入RRC_IDLE態。改小此參數對掉話率有負增益。改大此參數影響用戶業務時延感受,可以減少掉話次數。
…n311:n1 (0)// 該參數表示接收到底層的連續"同步"指示的最大數目,改小可以減少RRC重建,可能無法及時檢測到下行故障,影響用戶業務時延感受;改大,RRC重建次數增多。
…freqInfo
…additionalSpectrumEmission:0x1 (1)// UE射頻參數,需要查表
…timeAlignmentTimerCommon:sf1920 (3)// 時間調整定時器,上行同步成功後啓動,失步後重啓。這個參數是MAC層過程參數,是對UE上行同步狀態進行維護的一個定時器。UE上行需要保持和eNodeB的同步 ,同步是利用Rach信道和過程獲得的。但是UE一次做完一次Rach,獲得同步以後,可能由於UE,eNodeB雙方的時鐘偏移,或者信道情況改變,而又變成失步狀態。在Time Alignment Timer超時的時間內,eNodeB必需對UE的上行定時做一次調整(eNB會給UE發Timing Advance Command來調整上行同步),或者確認,否則UE認爲上行失步,需要重新Rand Access。例如:在隨機接入過程的Msg2中,基站通常會返回給UE一個TA(時間提前量),這是爲了保證Msg3的同步,sf1920,子幀爲單位,即1920個子幀長度
…CHOICE
…sib3
…cellReselectionInfoCommon//小區重選信息
…q-Hyst:dB4 (4)// 小區重選遲滯。用於作用在(在服務小區測量值上加上該值)服務小區後作爲重選判決依據
…cellReselectionServingFreqInfo//小區重選服務頻率信息
…s-NonIntraSearch:0xe (14)// 異頻搜索門限。實際值=配置值2
…threshServingLow:0x4 (4)// 由服務頻率向低優先級重選時門限。實際值=配置值2
…cellReselectionPriority:0x7 (7)// 小區重選優先級。
…intraFreqCellReselectionInfo//同頻小區重選信息
…q-RxLevMin:-0x40 (-64)// 小區要求的最小接收功率RSRP值[dBm],即當UE測量小區RSRP低於該值時,UE是無法在該小區駐留的。實際的值爲:Qrxlevmin = IE value * 2,-64爲-128dBm
…s-IntraSearch:0x1d (29)// 同頻搜索門限。實際值=配置值2
…presenceAntennaPort1:FALSE//用於指示是否所有的鄰區均使用天線端口1,FALSE表示不使用。
…neighCellConfig:01(01)// 相鄰小區配置。00:不是所有鄰區均和當前服務小區有相同的MBSFN子幀配置。10:所有鄰區均和當前服務小區有相同的MBSFN子幀配置。01:所有鄰區均沒有MBSFN子幀配置。11:相對於服務小區的UL/DL配置,鄰區中存在不同的UL/DL配置。對於TDD,00、10、01只用於服務小區和鄰區的UL/DL配置相同情況。
…t-ReselectionEUTRA:0x2 (2)// EUTRA小區重選定時器。
…t-ReselectionEUTRA-SF//對應速度狀態下的t-ReselectionEUTRA的比例係數。
…sf-Medium:lDot0 (3)// 中速狀態下的比例係數。
…sf-High:oDot75 (2) // 高速狀態下的比例係數。
…s-IntraSearch-v920
…s-IntraSearchP-r9:0x1d (29)// R9下同頻搜索rsrp門限。實際值=配置值2
…s-IntraSearchQ-r9:0x5 (5)// R9下同頻搜索rsrq門限。實際值=配置值2
…s-NonIntraSearch-v920
…s-NonIntraSearchP-r9:0xe (14) // R9下異頻搜索rsrp門限。實際值=配置值2
…s-NonIntraSearchQ-r9:0x4 (4) // R9下異頻搜索rsrq門限。實際值=配置值*2
…q-QualMin-r9:-0x12 (-18) // R9下小區駐留要求的最小rsrq

其他系統消息也是與SIB2組合在一起在SI消息中下發,SI系統消息可能會包含多個SIB,這裏不詳細列舉,對信元的理解需要多查詢資料。華爲eNodeB設備,在同頻鄰區CIO設置爲0時,系統不會向終端下發SIB4,即同頻鄰區列表信息。

第五章 信令案例解析

通過前幾章信令流程和系統消息的學習,我們對信令有了一些基本認識。本章我們以一個實測案例來分析各個信元消息的作用和重要信元內容,幫助我們加深信令的理解和學習,下面的案例是在華爲設備OM920上LTE虛用戶跟蹤採集到的信令,信令中包含了RRC的建立過程、文本建立過程、安全模式、ERAB承載修改、UE文本修改、CSFB在4G網的過程等。這個信令流程是多個物理過程的組合,一般在問題定位時,主要看物理過程的流程是否完善,去判斷流程的異常性,比如RR有建立請求沒有建立完成消息就說明RRC在建立過程中異常。

5.1實測案例流程

採集時間 標準接口消息類型 消息中文名稱 消息方向
18:12:32 (972) RRC_CONN_REQ RRC連接請求 接受自UE
18:12:32 (973) RRC_CONN_SETUP RRC連接建立 發送到UE
18:12:32 (973) RRC_CONN_SETUP_CMP RRC連接建立完成 接受自UE
18:12:32 (973) S1AP_INITIAL_UE_MSG 初始直傳消息 發送到MME
18:12:32 (973) S1AP_INITIAL_CONTEXT_SETUP_REQ 初始文本建立請求 接收自MME
18:12:32 (973) RRC_UE_CAP_ENQUIRY UE能力查詢 發送到UE
18:12:32 (993) RRC_UE_CAP_INFO UE能力信息 接受自UE
18:12:32 (993) S1AP_UE_CAPABILITY_INFO_IND UE能力信息指示 發送到MME
18:12:32 (998) RRC_SECUR_MODE_CMD RRC安全模式命令 發送到UE
18:12:32 (999) RRC_CONN_RECFG RRC連接重配置 發送到UE
18:12:33 (13) RRC_SECUR_MODE_CMP RRC安全模式完成 接受自UE
18:12:33 (23) RRC_CONN_RECFG_CMP RRC連接重配置完成 接受自UE
18:12:33 (23) S1AP_INITIAL_CONTEXT_SETUP_RSP 初始文本建立完成 發送到MME
18:12:33 (47) S1AP_ERAB_MOD_REQ ERAB修改請求 接收自MME
18:12:33 (50) RRC_DL_INFO_TRANSF RRC下行直傳消息 發送到UE
18:12:33 (50) S1AP_ERAB_MOD_RSP ERAB修改完成 發送到MME
18:12:33 (67) RRC_CONN_RECFG RRC連接重配置 發送到UE
18:12:33 (68) RRC_UL_INFO_TRANSF RRC上行直傳消息 接受自UE
18:12:33 (68) S1AP_UL_NAS_TRANS 上行NAS信息傳輸 發送到MME
18:12:33 (83) RRC_CONN_RECFG_CMP RRC連接重配置完成 接受自UE
18:12:33 (649) RRC_CONN_RECFG RRC連接重配置 發送到UE
18:12:33 (673) RRC_CONN_RECFG_CMP RRC連接重配置完成 接受自UE
18:12:33 (753) RRC_MEAS_RPRT RRC測量報告 接受自UE
18:12:34 (354) RRC_UL_INFO_TRANSF RRC上行信息傳輸 接受自UE
18:12:34 (354) S1AP_UL_NAS_TRANS 上行NAS信息傳輸 發送到MME
18:12:34 (360) S1AP_UE_CONTEXT_MOD_REQ UE文本更改請求 接收自MME
18:12:34 (361) S1AP_UE_CONTEXT_MOD_RSP UE文本更改響應 發送到MME
18:12:34 (371) RRC_CONN_REL RRC連接釋放 發送到UE
18:12:34 (394) S1AP_UE_CONTEXT_REL_REQ UE文本釋放請求 發送到MME
18:12:34 (408) S1AP_UE_CONTEXT_REL_CMD UE文本釋放命令 接收自MME
18:12:34 (409) S1AP_UE_CONTEXT_REL_CMP UE文本釋放完成 發送到MME
上表採用超鏈接方式,Ctrl+鼠標左鍵點擊 可迅速進入對應的信令解析


5.2 流程中各信令消息解析

通過信令消息內容的解析,來熟悉每條信息攜帶的內容和重要信元。

5.2.1 RRC_CONN_REQ:RRC連接請求

RRC連接請求。終端由IDLE態轉爲CONNECT態,或者終端有數據需要發送時,會發送建立RRC連接的請求。由UL_CCCH信道發送上來,在SRB0上承載。
UE上行發送一條RRC Connection Request消息給eNB,請求建立一條RRC連接,該消息攜帶主要IE有:ue-Identity :初始的UE標識。如果上層提供S-TMSI,側該值爲S-TMSI;否則從0…240-1中抽取一個隨機值,設置爲ue-Identity 。
establishmentCause :建立原因。該原因值有emergency(緊急呼叫), highPriorityAccess(高優先級接入), mt-Access(移動終端接入,如響應尋呼), mo-Signalling(移動始端信令,如附着、位置更新、隨機接入等), mo-Data(移動始端數據,上行有需要傳送時,如發生視頻、圖片), spare3, spare2, spare1。其中“mt”代表移動終端,理解成“被叫”,“mo”代表移動始端,理解成“主叫”。
RRC-MSG
…msg
…struUL-CCCH-Message
…struUL-CCCH-Message
…message
…c1
…rrcConnectionRequest
…criticalExtensions//關鍵擴展
…rrcConnectionRequest-r8//RRC連接請求原因,R8版本
…ue-Identity// UE ID,包含randomValue和S-TMSI兩種。
UE接入時,如果已經獲取過TMSI,並判斷駐留cell的TA在UE的TAI list裏,即MME中保存了UE的上下文信息,會使用TMSI作爲UE ID;其他情況使用隨機數randomValue。
…s-TMSI//值得說明的是對於華爲後臺跟蹤,需要核心網提供隨機接入值或STMSI才能跟蹤,但是核心網未必有時間查詢,因此需要我們前臺兄弟提供STMSI值就可立即進行信令跟蹤,前臺測試中在RRC連接請求消息中攜帶STMSI值。
…mmec — '00001000’B//如果是終端測試此信元會解析爲十進制(8)
…m-TMSI — '11000011000001010100010000100111’B
…establishmentCause — mt-Access(2)//接入原因值:移動終端接入,如響應尋呼
…spare — '0’B//預留值爲以後的網絡擴展做準備

5.2.2 RRC_CONN_SETUP:RRC連接建立

RRC連接建立消息包含建立SRB1承載和無線資源配置信息,主要目的爲建立SRB1,該消息通過DL_CCCH信道發送,承載在SRB0上。
RRC-MSG
…msg
…struDL-CCCH-Message
…struDL-CCCH-Message
…message
…c1
…rrcConnectionSetup
…rrc-TransactionIdentifier — 0x1(1)// RRC消息ID
…criticalExtensions
…c1
…rrcConnectionSetup-r8
…radioResourceConfigDedicated//無線資源配置專用
…srb-ToAddModList
…SRB-ToAddMod
…srb-Identity — 0x1(1)// 只建立SRB1
…rlc-Config
…explicitValue
…am//SRB爲保證信令的正確接收配置爲AM模式, 關於模式:透明模式(TM)、非確認模式(UM)和確認模式(AM)
…ul-AM-RLC// UL-AM-RLC爲針對UE側的上行RLC配置,主要配置RLC數據接收偵測規則。SRB1上下行採用AM RLC模式
…t-PollRetransmit — ms45(8)// AMD PDU重傳檢測定時器時長。發送端發送某個Poll的AMD PDU後,如果在該定時器超時後,還沒有收到響應,則重新觸發Poll.
…pollPDU — pInfinity(7)// UE 觸發Polling的PDU字節數據量門限。輪詢間隔SDU數,該參數給出了一個觸發輪詢的門限值,發送了PollSDU個SDU後觸發一次輪詢。此處的pInfinity對應爲無窮多個PDU。
…pollByte — kBinfinity(14)// PollByte爲AM PDU偵測字節數。觸發每個pollByte字節的一個輪詢。此處kBinfinity對應無窮多個kByes
…maxRetxThreshold — t32(7)// UE AM模式RLC ARQ最大重傳次數。該參數用於配置UE,表示RLC ARQ最大重傳次數,用於限制一個AM PDU的重傳次數。當等於該值時,將向高層上報不可恢復的錯誤,觸發RRC連接重建。t32對應32次重傳輸。
…dl-AM-RLC// DL-AM-RLC爲針對UE側的下行RLC配置,主要配置RLC數據接收狀態上報規則。
…t-Reordering — ms35(7)// UE AM模式接收端重排序定時器,用於觸發RESET PDU的重傳。該參數用於配置UE,表示AM模式接收端重排序定時器的大小。此處ms35表示35ms。
…t-StatusProhibit — ms0(0)// UE禁止發送狀態報告定時器。該參數用於配置UE,表示AM模式接收端禁止發送狀態報告的定時器大小。即在本時長內不允許上報狀態報告。ms0表示0ms。
…logicalChannelConfig//SRB1邏輯信道配置
…explicitValue
…ul-SpecificParameters
…priority — 0x1(1)// SRB1邏輯信道優先級,值越小,優先級越高。華爲eNB實現SRB1的優先級爲1,SRB2爲3。UE調度器按邏輯信道優先級由高到低優先速率;所有業務優先速率保證後,按邏輯信道優先級由高到低依次分配資源。
…prioritisedBitRate — infinity(7)// SRB1邏輯信道優先速率。UE調度器按邏輯信道優先級由高到低依次保證邏輯信道的優先速率。Infinity僅僅適用於SRB1和SRB2.
…bucketSizeDuration — ms300(3)// SRB1 bucket size調整持續時間,300ms。
…logicalChannelGroup — 0x0(0)// 根據業務的不同,UE可能建立大量的無線承載(radio bearer,每個bearer對應一個邏輯信道),如果爲每一個邏輯信道上報一個BSR,會帶來大量的信令開銷。爲了避免這種開銷,LTE引入了LCG(Logical Channel Group)的概念,並將每個邏輯信道放入一個LCG(共4個)中。UE基於LCG來上報BSR,而不是爲每個邏輯信道上報一個BSR。某個邏輯信道所屬的LCG是在邏輯信道建立時通過IE: LogicalChannelConfig 的logicalChannelGroup字段來設置的 。CCCH、SRB1、SRB2默認屬於LCG 0
…mac-MainConfig// MAC層主要配置
…explicitValue//確切的值
…ul-SCH-Config//上行SCH信道配置
…maxHARQ-Tx — n5(4)// UL HARQ的最大傳輸次數。BSR報告定時器:用子幀表示,sf2560表示2560個子幀。如果retxBSR-Timer超時並且UE在邏輯信道組中任意一個邏輯信道有可傳數據,則觸發緩存狀態報告。而這樣的BSR稱爲常規BSR;如果periodicBSR-Timer超時,則觸發緩存狀態報告。而這樣的BSR稱爲週期BSR。ENUMERATED {n1, n2, n3, n4, n5, n6, n7, n8,n10, n12, n16, n20, n24, n28,
spare2, spare1}
…periodicBSR-Timer — sf10(1)// 週期性BSR上報定時器(子幀)。ENUMERATED {sf5, sf10, sf16, sf20, sf32, sf40, sf64, sf80,sf128, sf160, sf320, sf640, sf1280, sf2560,infinity, spare1},infinity表示去使能。
…retxBSR-Timer — sf320(0) // BSR重傳定時器(子幀)。ENUMERATED {sf320, sf640, sf1280, sf2560, sf5120,sf10240, spare2, spare1}爲提高BSR的健壯性,LTE提供了一個重傳BSR的機制:這是爲了避免UE發送了BSR卻一直沒有收到UL grant的情況。eNodeB通過IE:MAC-MainConfig的retxBSR-Timer字段爲UE配置了一個timer,當該timer超時且UE的任意一個LCG的任意一個邏輯信道里有數據可以發送時,將會觸發BSR。
…ttiBundling — FALSE(0)// TTI捆綁只對FDD有效,對TDD僅僅適用於配置爲0,1以及6的情況。FALSE不綁定,TURE表示TTI捆綁有效。
…timeAlignmentTimerDedicated — sf1920(3)// 上行時間對齊定時器,該參數表示UE上行時間對齊的定時器長度,該定時器超時,則認爲UE上行失步。
取值範圍:SF500(500個子幀), SF750(750個子幀), SF1280(1280個子幀), SF1920(1920個子幀), SF2560(2560個子幀), SF5120(5120個子幀), SF10240(10240個子幀), INFINITY(無窮大)
…phr-Config//功率餘量報告配置,PHR(power headroom report)
…setup
…periodicPHR-Timer — sf1000(6)//功率餘量報告週期定時器。ENUMERATED {sf10, sf20, sf50, sf100, sf200,sf500, sf1000, infinity}
…prohibitPHR-Timer — sf100(4)// 禁止上報功率剩餘報告定時器。ENUMERATED {sf0, sf10, sf20, sf50, sf100,sf200, sf500, sf1000}
…dl-PathlossChange — dB3(1)// PHR報告的下行路徑損耗變化。ENUMERATED {dB1, dB3, dB6, infinity}
什麼時候報告功率餘量?功率餘量報告定時器:當UE有傳輸新數據的上行資源,prohibitPHR-Timer 超時或者已經超時且在上次傳輸功率餘量報告之後,路徑損耗的變化值大於dl-PathlossChange dB。觸發功率餘量報告(PHR);periodicPHR-Timer超時,觸發功率餘量報告。
…physicalConfigDedicated//物理層配置專用
…pdsch-ConfigDedicated//PDSCH配置專用
…p-a — dB-3(2)//PA=3
…pucch-ConfigDedicated//PUCCH配置專用
…ackNackRepetition
…release — (0) //此處“release”爲清除此配置以及停止使用相關資源。若設置爲“setup”,採用相應的接收配置以及開始使用相關的資源。
…tdd-AckNackFeedbackMode — bundling(0)//TDD-確認非確認反饋模式----綁定模式。
…pusch-ConfigDedicated//PUSCH配置專用
…betaOffset-ACK-Index — 0x9(9)// ACK隨路偏置索引,該參數表示ACK隨路偏置索引。INTEGER (0…15)
…betaOffset-RI-Index — 0x5(5)// RI隨路偏置索引,該參數表示RI隨路偏置索引。INTEGER (0…15)
…betaOffset-CQI-Index — 0xc(12) // CQI隨路偏置索引,該參數表示RI隨路偏置索引。INTEGER (0…15)
…uplinkPowerControlDedicated//上行鏈路功控專用
…p0-UE-PUSCH — 0x0(0)// INTEGER (-8…7)
…deltaMCS-Enabled — en0(0)// 根據不同MCS格式調整UE發射功率的開關。取值範圍(0:不能夠;1:能夠)
…accumulationEnabled — TRUE(1)//累積使能,(0:不能夠;1:能夠)
…p0-UE-PUCCH — 0x0(0)// INTEGER (-8…7)
…pSRS-Offset — 0x5(5)// SRS相對PUSCH的功率偏置,INTEGER (0…15)
…filterCoefficient — fc6(6)// RSRP濾波係數。該參數表示UE估算路損過程中,對RSRP測量值進行濾波的alpha濾波係數。
…tpc-PDCCH-ConfigPUCCH
…release — (0)
…tpc-PDCCH-ConfigPUSCH
…release — (0)
…cqi-ReportConfig//CQI配置
…cqi-ReportModeAperiodic — rm30(3)// CQI不定期上報模式,如果CQI週期自適應開關打開,則採用週期自適應相關配置。
…nomPDSCH-RS-EPRE-Offset — 0x0(0)
…cqi-ReportPeriodic// CQI週期上報相關參數
…setup
…cqi-PUCCH-ResourceIndex — 0x0(0)//CQI-PUCCH資源索引
…cqi-pmi-ConfigIndex — 0x12(18) //CQI-PMI配置索引, 確定上報週期 NP 和偏移量 NOFFSET.
…cqi-FormatIndicatorPeriodic//
…widebandCQI — (0)// 寬度CQI。CQI測量是針對k個連續的PRB(即子帶)進行的。如果在所有子帶內反饋一個CQI值,則稱爲寬帶CQI;如果對每一個子帶反饋不同的CQI值,稱爲子帶反饋。
…simultaneousAckNackAndCQI — FALSE(0)//確認非確認及CQI是否同時,PUCCH CQI 反饋類型,取決於傳輸模式。FALSE爲不同時。
…soundingRS-UL-ConfigDedicated//上行RS參考信號配置專用
…setup
…srs-Bandwidth — bw2(2)//SRS帶寬
…srs-HoppingBandwidth — hbw0(0) //SRS跳頻帶寬
…freqDomainPosition — 0x0(0) //SRS頻率範圍位置
…duration — TRUE(1)//持續的
…srs-ConfigIndex — 0xf(15)//SRS配置索引
…transmissionComb — 0x0(0)
…cyclicShift — cs4(4)
…antennaInfo//天線信息
…explicitValue
…transmissionMode — tm2(1)//傳輸模式,TM2,標識UE所使用的傳輸模式
…ue-TransmitAntennaSelection//終端UE傳輸天線選擇,Setup或release。Setup表示開環或者閉環。
…setup — openLoop(1)//開環。
…schedulingRequestConfig//調度請求配置信息
…setup
…sr-PUCCH-ResourceIndex — 0x2(2)//SR PUCCH資源索引,SR(資源調度請求),BSR(上行數據緩衝域狀態報告過程)根據規範BSR過程:UE在收到網絡端的邏輯信道配置信息後,根據其中的邏輯信道標識號、優先級、邏輯信道組等信息,將每個邏輯信道歸屬於固定的邏輯信道組。BSR主要功能是向eNB報告UE端上行數據緩衝域中的數據量,從而能夠從eNB獲取上行資源來傳輸緩衝域中的數據。MAC層觸發了BSR過程之後,如果沒有傳輸BSR的資源則立即觸發SR過程,向eNB申請至少4字節的上行資源以便能夠傳輸BSR及其對應的MAC字頭。兩者關係可類似於一階段接入和二階段接入的關係。
…sr-ConfigIndex — 0x7(7)
…dsr-TransMax — n64(4)

5.2.3 RRC_CONN_SETUP_CMP:RRC連接建立完成

通過連接建立消息,SRB1建立起來,建立完成消息就SRB1承載在UL_DCCH信道上發送。RRC連接建立完成消息中帶有NAS層信息,NAS消息基站側不解析,直傳到MME。
RRC-MSG
…msg
…struUL-DCCH-Message
…struUL-DCCH-Message
…message
…c1
…rrcConnectionSetupComplete//RRC連接建立完成消息
…rrc-TransactionIdentifier — 0x1(1) // RRC消息ID
…criticalExtensions
…c1
…rrcConnectionSetupComplete-r8
…selectedPLMN-Identity — 0x1(1)// 指示UE選擇的PLMN,如果是1,表示在SIB1消息裏面的第一個PLMN,如果是2,表示在SIB1消息裏面的第二個PLMN。以此類推
…dedicatedInfoNAS — 0xC71D63BD…// 傳輸UE和網絡層的NAS層消息。eNB層透傳此消息給MME。

5.2.4 S1AP_INITIAL_UE_MSG:初始直傳消息

初始直傳消息。基站把從UU口收到的NAS消息發往核心網,初始ATTACH時,該Nas消息一般包含ATTACH REQ,請求在覈心網創建上下文。
S1ap-Msg
…initiatingMessage
…procedureCode — 0xc(12)
…criticality — ignore(1)
…value
…initialUEMessage//UE初始消息
…protocolIEs
…SEQUENCE
…id — 0x8(8)
…criticality — reject(0)
…value
…eNB-UE-S1AP-ID — 0x513c35(5323829)// eNB 側的用戶標識。
…SEQUENCE
…id — 0x1a(26)
…criticality — reject(0)
…value
…nAS-PDU
…NAS-MESSAGE
…service-request-message//服務請求消息
…kSI-and-sequence-number
…kSIasme — 0x0(0)// MME根據KSIasme可以找到Kasme。之所以MME不直接用Kasme,應該是一個安全性考慮。
…sequence-number — 0x1d(29)
…message-authentication-code//消息鑑權碼
…short-MAC-value — 0x63bd(25533)
…SEQUENCE
…id — 0x43(67)
…criticality — reject(0)
…value
…tAI
…pLMNidentity — 0x64F000//PLMN值
…tAC — 0x890A//TAC值
…SEQUENCE
…id — 0x64(100)
…criticality — ignore(1)
…value
…eUTRAN-CGI
…pLMNidentity — 0x64F000
…cell-ID — '1000100100000011000100011111’B//此值爲ECI
…SEQUENCE
…id — 0x86(134)
…criticality — ignore(1)
…value
…rRC-Establishment-Cause — mt-Access(2)//RRC建立原因值,移動終端接入,如響應尋呼等。此值與RRC連接請求攜帶的原因值一致。
…SEQUENCE
…id — 0x60(96)
…criticality — reject(0)
…value
…s-TMSI
…mMEC — 0x08//接入的MMEC
…m-TMSI — 0xC3054427//分配的TMSI

5.2.5 S1AP_INITIAL_CONTEXT_SETUP_REQ:初始化文本建立請求

初始上下文建立請求。由核心網發往基站,包含Nas消息ATTACH ACCEPT,指示基站爲該UE分配資源建立數據承載。
S1ap-Msg
…initiatingMessage
…procedureCode — 0x9(9)
…criticality — reject(0)
…value
…initialContextSetupRequest//初始文本建立請求
…protocolIEs
…SEQUENCE
…id — 0x0(0)
…criticality — reject(0)
…value
…mME-UE-S1AP-ID — 0x250ff2e(38862638)//核心網側UE用戶標識。在eNodeB保存的UE上下文釋放之前,S1接口都是用同樣的一對MME-eNodeB S1AP ID來識別UE。此值與“eNB-UE-S1AP-ID — 0x513c35(5323829)”不同
…SEQUENCE
…id — 0x8(8)
…criticality — reject(0)
…value
…eNB-UE-S1AP-ID — 0x513c35(5323829)//基站側用戶標識
…SEQUENCE
…id — 0x42(66)
…criticality — reject(0)
…value
…uEAggregateMaximumBitrate//AMBR (Aggregate Maximum Bit Rate)是集合最大比特速率,在UE開戶時設置,系統通過限制流量方式禁止一組數據流集合的比特速率超過AMBR,多個EPS承載可以共享一個AMBR。對於UE AMBR帶寬管理是限制一個UE的所有Non-GBR承載的速率之和不會超過UE AMBR。如果開戶時AMBR設置爲0,則初始上下文建立失敗,會回覆INITIAL CONTEXT SETUP FAILURE消息且原因值可能爲“Semantic Error”。(因爲協議沒有完全對應的原因值,所以原因值和產品實現有關。)該值定義了用戶SIM的最大下載速率,分爲下行和上行。
…uEaggregateMaximumBitRateDL — 0x61a8000(102400000)// 下行AMBR, EPC開戶配置
…uEaggregateMaximumBitRateUL — 0x61a8000(102400000) // 上行AMBR, EPC開戶配置
…SEQUENCE
…id — 0x18(24)
…criticality — reject(0)
…value
…e-RABToBeSetupListCtxtSUReq//需要建立的E-RAB的列表,初始接入時只包含默認承載的信息。
…SEQUENCE
…id — 0x34(52)
…criticality — reject(0)
…value
…e-RABToBeSetupItemCtxtSUReq
…e-RAB-ID — 0x5(5)// eNodeB分配的管理E-RAB的標識。默認承載建立時,E-RAB-ID默認爲5。專用承載爲其它值。ERAB-ID的有效範圍也同樣是5-15;
故我們看到的默認承載建立其ERAB-ID都是從5開始編號的。
…e-RABlevelQoSParameters//ERAB Qos 參數等級
…qCI — 0x6(6)// 終端開戶的CQI。不同QCI的SDF映射到不同的EPS承載。默認承載只能是Non-GBR類型,而QCI5用於IMS信令,所以默認承載只能在開戶時選擇QCI6-9。
…allocationRetentionPriority//分配資源的優先級配置(包括優先級和搶佔指示器)
…priorityLevel — 0x6(6)// 此處爲優先級6,如果配置爲“no priority”,則不考慮下面兩個參考的配置。
…pre-emptionCapability — shall-not-trigger-pre-emption(0)// 配置爲"may-trigger-pre-emption",表示分配可觸發搶佔過程。若配置爲
“shall-not-trigger-pre-emption”表示分配不可觸發搶佔過程。
…pre-emptionVulnerability — pre-emptable(1)// 表示某ERAB的資源能否被其他ERAB搶佔。此處設置爲"pre-emptable",表示該E-RAB應該包含在搶佔過程中。
…transportLayerAddress— '01100100010110110111101100001000’B// UGW分配的GTPU對端地址(傳輸層地址),應該等於eNodeB IPPATH中設置的UGW業務地址。如果地址不相等,則eNodeB傳輸資源申請失敗,會回覆INITIAL CONTEXT SETUP FAILURE消息且原因值爲“Transport Resource Unavailable”。
…gTP-TEID — 0xD178B68C// GTP遂道終結點,此處指的是上行GTP遂道終結點,或者說 UGW分配的GTPU對端端口。eNodeB在申請傳輸資源並分配本端的地址和端口後,建立GTPU實體。默認承載和專有承載實際上使用的是不同的GTPU隧道。
…SEQUENCE
…id — 0x6b(107)
…criticality — reject(0)
…value
…uESecurityCapabilities//UE的安全能力,在NAS Attach Request中包含了網絡能力。這裏主要體現了加密算法和完全性保護算法。
…encryptionAlgorithms — '1100000000000000’B//加密算法:比特映射中每一個位置表示一種加密算法:“所有比特爲0” - UE 支持EEA0,不支持其它算法; “first bit” - 128-EEA1,;“second bit” - 128-EEA2,其它比特保留以備以後使用。值 ‘1’ 表示支持,值 '0’表示不支持該算法。
…integrityProtectionAlgorithms — '1100000000000000’B//完整性算法:比特映射中每一個位置表示一種完整性保護算法:“all bits equal to 0” – UE只支持 EIA0 ([15]); “first bit” - 128-EIA1;“second bit” - 128-EIA2。其它比特保留以備以後使用。值 ‘1’ 表示支持,值 '0’表示不支持該算法
…SEQUENCE
…id — 0x49(73)
…criticality — reject(0)
…value
…securityKey — '1010010111011111110000001000001000110101000111000101011010011000001111111110101011001101010101110010001101011100010000001101010001111011011101011010101111011001100111110010010011001110100100111011110111101000100100101000001000111110011100111101100000111111’B//安全密鑰。核心網和UE之間NAS層的鑑權和安全過程之後,通過初始密鑰生成的KeNodeB,eNodeB收到後會導出AS層的安全密鑰。
…SEQUENCE
…id — 0x19(25)
…criticality — ignore(1)
…value
…traceActivation//跟蹤啓動消息(跟蹤激活)
…e-UTRAN-Trace-ID — 0x64F000003C090000//eNB跟蹤ID:其組成爲:PLMN(高3字節,如64F000) + Trace ID(中間3字節,如003C09) + Trace Recording Session Reference(低2字節,MDT中使用,多個UE共用,如0000),M2000啓動跟蹤時填寫.
…interfacesToTrace — '11100000’B//比特中每一位代表一個eNB 接口 第一個比特=S1-MME,第二個比特 =X2,第三個比特 =Uu 其它比特保留以備以後使用… 值“1”表示‘應該被跟蹤’ 值 “0”表示‘不應該被跟蹤’. M2000啓動跟蹤時選擇
…traceDepth — maximum(2)// 跟蹤深度,參考協議32.422/423。根據協議最低要求,eNB目前只支持Maximum,跟蹤編碼後的消息,不單獨上報消息名稱。
…traceCollectionEntityIPAddress — '00000000000000000000000000000000’B//跟蹤收集實體IP地址(TCE IP地址), M2000啓動跟蹤時填寫
…SEQUENCE
…id — 0x29(41)
…criticality — ignore(1)
…value
…handoverRestrictionList//切換限制列表
…servingPLMN — 0x64F000//當前服務網絡

5.2.6 RRC_UE_CAP_ENQUIRY:UE能力查詢

UE能力查詢請求消息,由基站發往終端。查詢UE在不同網絡的接入能力。
RRC-MSG
…msg
…struDL-DCCH-Message
…struDL-DCCH-Message
…message
…c1
…ueCapabilityEnquiry//UE能力查詢
…rrc-TransactionIdentifier — 0x1(1)
…criticalExtensions
…c1
…ueCapabilityEnquiry-r8
…ue-CapabilityRequest//UE能力查詢的制式列表
…RAT-Type — eutra(0)
…RAT-Type — utra(1)
…RAT-Type — geran-cs(2)
…RAT-Type — geran-ps(3)
…RAT-Type — cdma2000-1XRTT(4)

5.2.7 RRC_UE_CAP_INFO:UE能力信息

UE根據前一個消息會把自己的無線接入能力上報給上層網絡,並與網絡MME中存儲的能力進行比對更新,以應備後續的通信服務需求。
RRC-MSG
…msg
…struUL-DCCH-Message
…struUL-DCCH-Message
…message
…c1
…ueCapabilityInformation//UE能力信息
…rrc-TransactionIdentifier — 0x1(1)
…criticalExtensions
…c1
…ueCapabilityInformation-r8
…ue-CapabilityRAT-ContainerList//UE支持網絡制式的列表,該列表中優先介紹LTE的支持能力,然後介紹是否包含3G能力,如果包含就會介紹,最後介紹包含2G的能力。
…UE-CapabilityRAT-Container
…rat-Type — eutra(0)// 系統類型—支持EUTRAN系統
…ueCapabilityRAT-Container
…ueEutraCap
…UE-EUTRA-Capability
…accessStratumRelease — rel9(1)// UE的協議版本,R8/9/10
…ue-Category — 0x3(3)// UE能力等級,協議規定取值範圍1~5,一般商用終端爲CAT3(E392等)或CAT4(E5375),TUE可以支持CAT5
…pdcp-Parameters// PDCP層參數
…supportedROHC-Profiles // 支持ROHT協議情況。ROHC(RObust Header Compression)是一種專爲無線鏈路設計的數據包頭壓縮機制,以適應無線鏈路高誤碼率和長環回時間的鏈路特性。一般應用於VOIP業務。
…profile0x0001 — TRUE(1)// Profile:在ROHC的框架下,針對不同的協議的數據流,有不同的頭部壓縮算法。Profile定義了針對特定協議層數據流的壓縮方式。Profile ID用於標識Profile。Profile ID爲0x0000表示不壓縮。如果信令中有這一條: maxNumberROHC-ContextSessions — cs2(0)表示爲UE支持的併發激活ROHC 上下文的最大數量。CS2表示2個上下文。如果終端不支持ROHC profiles,網絡側會忽略此值。
…profile0x0002 — TRUE(1)
…profile0x0003 — FALSE(0)
…profile0x0004 — FALSE(0)
…profile0x0006 — FALSE(0)
…profile0x0101 — FALSE(0)
…profile0x0102 — FALSE(0)
…profile0x0103 — FALSE(0)
…profile0x0104 — FALSE(0)
…phyLayerParameters//物理層參數
…ue-TxAntennaSelectionSupported — FALSE(0)// 該值如果爲TURE,則表示UE有能力支持TS 36.213[8.7]中所描述的UE傳輸天線選擇。FALSE則表示能力不支持該傳輸天線選擇。
…ue-SpecificRefSigsSupported — FALSE(0)// 標識是否支持UE特定參考信號。該信號在天線端口5上傳輸。FALSE表示不支持
…rf-Parameters// RF參數,目前只有支持的頻段
…supportedBandListEUTRA
…SupportedBandEUTRA
…bandEUTRA — 0x26(38)//支持頻段38
…halfDuplex — FALSE(0)// 半雙工標識,如果爲TURE,那麼該頻帶僅僅支持半雙工操作,否則支持全雙工操作。此條消息表示支持全雙工操作。
…SupportedBandEUTRA
…bandEUTRA — 0x27(39) //支持頻段39
…halfDuplex — FALSE(0)
…SupportedBandEUTRA
…bandEUTRA — 0x28(40) //支持頻段40
…halfDuplex — FALSE(0)
…measParameters//測量參數
…bandListEUTRA//條目列表,對應於每一個支持 EUTRA 頻帶,其排列的順序與supportedEUTRA-BandList.的排列順序一樣。
…BandInfoEUTRA
…interFreqBandList//支持異頻測量的列表
…InterFreqBandInfo
…interFreqNeedForGaps — TRUE(1)// 表示當在bandListEUTRA以及在interFreqBandList 中所給出的E-UTRA 頻帶上進行測量時,是否需要測量間隔。TRUE表示需要測量間隔。
…InterFreqBandInfo
…interFreqNeedForGaps — TRUE(1)
…InterFreqBandInfo
…interFreqNeedForGaps — TRUE(1)
…interRAT-BandList//支持異系統測量的列表
…InterRAT-BandInfo
…interRAT-NeedForGaps — TRUE(1)// 異系統測量間隔,即當在eutraBandList中條目所給出的E-UTRA頻帶上,以及在interRAT-BandList中條目所給出的interRAT頻帶上進行測量時,需要的測量間隔。
…InterRAT-BandInfo
…interRAT-NeedForGaps — TRUE(1)
…InterRAT-BandInfo
…interRAT-NeedForGaps — TRUE(1)
…InterRAT-BandInfo
…interRAT-NeedForGaps — TRUE(1)
…InterRAT-BandInfo
…interRAT-NeedForGaps — TRUE(1)
…InterRAT-BandInfo
…interRAT-NeedForGaps — TRUE(1)
…BandInfoEUTRA
…interFreqBandList
…InterFreqBandInfo
…interFreqNeedForGaps — TRUE(1)
…InterFreqBandInfo
…interFreqNeedForGaps — TRUE(1)
…InterFreqBandInfo
…interFreqNeedForGaps — TRUE(1)
…interRAT-BandList
…InterRAT-BandInfo
…interRAT-NeedForGaps — TRUE(1)
…InterRAT-BandInfo
…interRAT-NeedForGaps — TRUE(1)
…InterRAT-BandInfo
…interRAT-NeedForGaps — TRUE(1)
…InterRAT-BandInfo
…interRAT-NeedForGaps — TRUE(1)
…InterRAT-BandInfo
…interRAT-NeedForGaps — TRUE(1)
…InterRAT-BandInfo
…interRAT-NeedForGaps — TRUE(1)
…BandInfoEUTRA
…interFreqBandList
…InterFreqBandInfo
…interFreqNeedForGaps — TRUE(1)
…InterFreqBandInfo
…interFreqNeedForGaps — TRUE(1)
…InterFreqBandInfo
…interFreqNeedForGaps — TRUE(1)
…interRAT-BandList
…InterRAT-BandInfo
…interRAT-NeedForGaps — TRUE(1)
…InterRAT-BandInfo
…interRAT-NeedForGaps — TRUE(1)
…InterRAT-BandInfo
…interRAT-NeedForGaps — TRUE(1)
…InterRAT-BandInfo
…interRAT-NeedForGaps — TRUE(1)
…InterRAT-BandInfo
…interRAT-NeedForGaps — TRUE(1)
…InterRAT-BandInfo
…interRAT-NeedForGaps — TRUE(1)
…featureGroupIndicators — '01111110000011011111100010000010’B//功能組指示,每個BIT表示一個功能,共32bit,具體的定義可以參考36331協議的Table B.1-1: Definitions of feature group indicators
…interRAT-Parameters//異系統支持能力
…utraTDD128//支持互操作的utraTDD128,也就是TDSCDMA頻段
…supportedBandListUTRA-TDD128
…SupportedBandUTRA-TDD128 — a(0) //支持A頻段2010~2025
…SupportedBandUTRA-TDD128 — f(5) //F頻段1880~1920
…geran//支持互操作的GSM頻段
…supportedBandListGERAN
…SupportedBandGERAN — gsm850(5)//支持850M GSM
…SupportedBandGERAN — gsm900E(7) //支持900E GSM
…SupportedBandGERAN — gsm1800(9) //支持1800M GSM
…SupportedBandGERAN — gsm1900(10) //支持1900M GSM
…interRAT-PS-HO-ToGERAN — FALSE(0)//異系統Ps切換到GSM—不支持
…nonCriticalExtension//非關鍵擴展參數
…phyLayerParameters-v920 — (0)// R9協議新增的物理層能力參數
…interRAT-ParametersGERAN-v920//R9協議新增的GERAN異系統互操作參數
…e-RedirectionGERAN-r9 — supported(0)//R9協議e重定向到GSM系統-----支持。
…interRAT-ParametersUTRA-v920//R9協議新增的UTRAN異系統互操作參數
…e-RedirectionUTRA-r9 — supported(0) //R9協議e重定向到UTRA系統-----支持。
…csg-ProximityIndicationParameters-r9 — (0) // R9協議新增的CSG(關閉用戶組)接入指示參數。只有歸屬於該CSG的用戶才允許接入該小區。目前產品不支持CSG小區。
…neighCellSI-AcquisitionParameters-r9 — (0)//鄰區系統消息獲得參數。
…son-Parameters-r9 — (0)// R9協議新增的SON能力參數
…nonCriticalExtension//非關鍵擴展參數
…lateNonCriticalExtension
…UE-EUTRA-Capability-v9a0-IEs
…featureGroupIndRel9Add-r9 — '10000000000000000000000000000000’B//R9協議增加的特徵組指示版本
…UE-CapabilityRAT-Container
…rat-Type — utra(1)//支持utra系統
…ueCapabilityRAT-Container
…ueRATCap — 0x400012A8CAAB541A955AA8452A299F9E9080001000230200072557122B64828401D4B000C694A99380
…UE-CapabilityRAT-Container
…rat-Type — geran-cs(2) //支持GSM系統電路域
…ueCapabilityRAT-Container
…ueRATCap — 0x33035758A66014046F650061E24140
…UE-CapabilityRAT-Container
…rat-Type — geran-ps(3) //支持GSM系統PS域,EDGE
…ueCapabilityRAT-Container
…ueRATCap — 0x1953432AA556461E40004DD8C63230F2000268C4B19187900012

5.2.8 S1AP_UE_CAPABILITY_INFO_IND:UE能力信息指示

UE能力上報消息,由基站發往核心網,將RRC_UE_CAP_INFO中的內容轉發到核心網。這條消息與上一條消息是基站透傳的結果,上一條消息是UE向基站上報無線接入能力,這條消息是基站把UE的無線接入能力透傳給MME。
S1ap-Msg
…initiatingMessage
…procedureCode — 0x16(22)
…criticality — ignore(1)
…value
…uECapabilityInfoIndication
…protocolIEs
…SEQUENCE
…id — 0x0(0)
…criticality — reject(0)
…value
…mME-UE-S1AP-ID — 0x250ff2e(38862638)
…SEQUENCE
…id — 0x8(8)
…criticality — reject(0)
…value
…eNB-UE-S1AP-ID — 0x513c35(5323829)
…SEQUENCE
…id — 0x4a(74)
…criticality — ignore(1)
…value
…uERadioCapability
…UERadioAccessCapabilityInformation//UE無線接入能力信息。
…criticalExtensions
…c1
…ueRadioAccessCapabilityInformation-r8
…ue-RadioAccessCapabilityInfo
…UECapabilityInformation
…rrc-TransactionIdentifier — 0x1(1)
…criticalExtensions
…c1
…ueCapabilityInformation-r8
…ue-CapabilityRAT-ContainerList
…UE-CapabilityRAT-Container
…rat-Type — eutra(0)//支持EUTRAN
…ueCapabilityRAT-Container
…ueEutraCap
…UE-EUTRA-Capability
…accessStratumRelease — rel9(1)
…ue-Category — 0x3(3)
…pdcp-Parameters
…supportedROHC-Profiles
…profile0x0001 — TRUE(1)
…profile0x0002 — TRUE(1)
…profile0x0003 — FALSE(0)
…profile0x0004 — FALSE(0)
…profile0x0006 — FALSE(0)
…profile0x0101 — FALSE(0)
…profile0x0102 — FALSE(0)
…profile0x0103 — FALSE(0)
…profile0x0104 — FALSE(0)
…phyLayerParameters
…ue-TxAntennaSelectionSupported — FALSE(0)
…ue-SpecificRefSigsSupported — FALSE(0)
…rf-Parameters
…supportedBandListEUTRA
…SupportedBandEUTRA
…bandEUTRA — 0x26(38)
…halfDuplex — FALSE(0)
…SupportedBandEUTRA
…bandEUTRA — 0x27(39)
…halfDuplex — FALSE(0)
…SupportedBandEUTRA
…bandEUTRA — 0x28(40)
…halfDuplex — FALSE(0)
…measParameters
…bandListEUTRA
…BandInfoEUTRA
…interFreqBandList
…InterFreqBandInfo
…interFreqNeedForGaps — TRUE(1)
…InterFreqBandInfo
…interFreqNeedForGaps — TRUE(1)
…InterFreqBandInfo
…interFreqNeedForGaps — TRUE(1)
…interRAT-BandList
…InterRAT-BandInfo
…interRAT-NeedForGaps — TRUE(1)
…InterRAT-BandInfo
…interRAT-NeedForGaps — TRUE(1)
…InterRAT-BandInfo
…interRAT-NeedForGaps — TRUE(1)
…InterRAT-BandInfo
…interRAT-NeedForGaps — TRUE(1)
…InterRAT-BandInfo
…interRAT-NeedForGaps — TRUE(1)
…InterRAT-BandInfo
…interRAT-NeedForGaps — TRUE(1)
…BandInfoEUTRA
…interFreqBandList
…InterFreqBandInfo
…interFreqNeedForGaps — TRUE(1)
…InterFreqBandInfo
…interFreqNeedForGaps — TRUE(1)
…InterFreqBandInfo
…interFreqNeedForGaps — TRUE(1)
…interRAT-BandList
…InterRAT-BandInfo
…interRAT-NeedForGaps — TRUE(1)
…InterRAT-BandInfo
…interRAT-NeedForGaps — TRUE(1)
…InterRAT-BandInfo
…interRAT-NeedForGaps — TRUE(1)
…InterRAT-BandInfo
…interRAT-NeedForGaps — TRUE(1)
…InterRAT-BandInfo
…interRAT-NeedForGaps — TRUE(1)
…InterRAT-BandInfo
…interRAT-NeedForGaps — TRUE(1)
…BandInfoEUTRA
…interFreqBandList
…InterFreqBandInfo
…interFreqNeedForGaps — TRUE(1)
…InterFreqBandInfo
…interFreqNeedForGaps — TRUE(1)
…InterFreqBandInfo
…interFreqNeedForGaps — TRUE(1)
…interRAT-BandList
…InterRAT-BandInfo
…interRAT-NeedForGaps — TRUE(1)
…InterRAT-BandInfo
…interRAT-NeedForGaps — TRUE(1)
…InterRAT-BandInfo
…interRAT-NeedForGaps — TRUE(1)
…InterRAT-BandInfo
…interRAT-NeedForGaps — TRUE(1)
…InterRAT-BandInfo
…interRAT-NeedForGaps — TRUE(1)
…InterRAT-BandInfo
…interRAT-NeedForGaps — TRUE(1)
…featureGroupIndicators — '01111110000011011111100010000010’B
…interRAT-Parameters
…utraTDD128
…supportedBandListUTRA-TDD128
…SupportedBandUTRA-TDD128 — a(0)
…SupportedBandUTRA-TDD128 — f(5)
…geran
…supportedBandListGERAN
…SupportedBandGERAN — gsm850(5)
…SupportedBandGERAN — gsm900E(7)
…SupportedBandGERAN — gsm1800(9)
…SupportedBandGERAN — gsm1900(10)
…interRAT-PS-HO-ToGERAN — FALSE(0)
…nonCriticalExtension
…phyLayerParameters-v920 — (0)
…interRAT-ParametersGERAN-v920
…e-RedirectionGERAN-r9 — supported(0)
…interRAT-ParametersUTRA-v920
…e-RedirectionUTRA-r9 — supported(0)
…csg-ProximityIndicationParameters-r9 — (0)
…neighCellSI-AcquisitionParameters-r9 — (0)
…son-Parameters-r9 — (0)
…nonCriticalExtension
…lateNonCriticalExtension
…UE-EUTRA-Capability-v9a0-IEs
…featureGroupIndRel9Add-r9 — '10000000000000000000000000000000’B
…UE-CapabilityRAT-Container
…rat-Type — geran-cs(2)
…ueCapabilityRAT-Container
…ueRATCap — 0x33035758A66014046F650061E24140
…UE-CapabilityRAT-Container
…rat-Type — geran-ps(3)
…ueCapabilityRAT-Container
…ueRATCap — 0x1953432AA556461E40004DD8C63230F2000268C4B19187900012

5.2.9 RRC_SECUR_MODE_CMD:RRC安全模式命令

安全加密及完整性算法配置消息,由基站發送給終端。之後,終端和基站將應用該算法加密RRC消息和上層消息;終端和核心網將應用該算法加密NAS消息。
RRC-MSG
…msg
…struDL-DCCH-Message
…struDL-DCCH-Message
…message
…c1
…securityModeCommand//安全模式命令
…rrc-TransactionIdentifier — 0x1(1)
…criticalExtensions
…c1
…securityModeCommand-r8
…securityConfigSMC
…securityAlgorithmConfig//用於配置完整性保護(SRB)以及加密(SRB和DRB)
…cipheringAlgorithm — eea2(2)// 加密算法,對SRB和DRB都有效, R9協議規定eea2表示AES算法,eea1表示snow 3G算法,eea0表示爲NULL;R8協議未對空算法進行定義和設置標誌位。,當前採用的是eea2.
…integrityProtAlgorithm — eia2(2)// 完整性保護算法,僅對SRB生效,協議規定eia2表示AES算法,eia1表示snow 3G算法。UE協議版本R9是eia0-v920爲空算法加密;R8協議的spare(7)爲空算法加密。UE會首先驗證本條SecurityModeCommand 消息的完整性保護。

5.2.10 RRC_CONN_RECFG:RRC連接重配置

RRC建立階段的RRC連接重配消息,要求UE進行相關無線資源重配,爲建立SRB2和DRB。
RRC-MSG
…msg
…struDL-DCCH-Message
…struDL-DCCH-Message
…message
…c1
…rrcConnectionReconfiguration//RRC連接重配置
…rrc-TransactionIdentifier — 0x1(1)
…criticalExtensions
…c1
…rrcConnectionReconfiguration-r8
…radioResourceConfigDedicated//無線資源配置專用
…srb-ToAddModList//SRB增加模式列表
…SRB-ToAddMod//增加SRB模式
…srb-Identity — 0x2(2)//增加SRB2, SRB2:用於傳傳NAS消息的,它必須在安全激活後才能被建立起來。確保信令的安全性。SRB1是傳送RRC信令的,在SRB2建立前也傳NAS消息,SRB2建立後SRB1就只用於傳RRC信令了。重配置等消息就是在SRB1上傳送的。
…rlc-Config//SRB2的RLC配置,這是系統定義的。
…explicitValue
…am//SRB爲保證信令的正確接收配置爲AM模式
…ul-AM-RLC//UL-AM-RLC爲針對UE側的上行RLC配置,主要配置RLC數據接收偵測規則。
…t-PollRetransmit — ms45(8)// AM PDU重傳檢測定時器時長。
…pollPDU — pInfinity(7) //UE 觸發Polling的PDU字節數據量門限。此處配置爲無限大
…pollByte — kBinfinity(14)// PollByte爲AMD PDU偵測字節數。此處配置爲無限大。
…maxRetxThreshold — t32(7)// UE AM模式RLC ARQ最大重傳次數。該參數用於配置UE,表示RLC ARQ最大重傳次數,用於限制AM PDU的重傳次數。達到最大重傳次數時會觸發RRC連接重建。
…dl-AM-RLC//下行確認RLC模式
…t-Reordering — ms35(7)// UE AM模式接收端重排序定時器。該參數用於配置UE,表示AM模式接收端重排序定時器的大小。
…t-StatusProhibit — ms0(0)// UE禁止發送狀態報告定時器。該參數用於配置UE,表示AM模式接收端禁止發送狀態報告的定時器大小。即在本時長內不允許上報狀態報告。
…logicalChannelConfig//SRB2的邏輯信道配置
…explicitValue
…ul-SpecificParameters//以下消息的字段定義請參閱RRC建立請求消息中SRB1的建立過程。
…priority — 0x3(3)//SRB2優先級
…prioritisedBitRate — infinity(7) //SRB2邏輯信道優先速率
…bucketSizeDuration — ms300(3)// SRB2 bucket size調整持續時間
…logicalChannelGroup — 0x0(0)//SRB2邏輯信道組
…drb-ToAddModList//DRB增加模式列表
…DRB-ToAddMod//增加DRB
…eps-BearerIdentity — 0x5(5)// 由MME分配,端到端的承載,EPS承載ID爲5
…drb-Identity — 0x1(1)//DRB的ID, 由eNB分配,無線側數據承載
…pdcp-Config//PDCP層配置
…discardTimer — infinity(7)// PDCP層丟棄定時器,根據QCI的不同,設置值不同,比如QCI6/8/9是無限長、QCI2/7是150ms。此處爲無限大
…rlc-AM//保證數據的可靠傳輸,採用確認模式
…statusReportRequired — TRUE(1)// AM模式切換時PDCP狀態報告反饋指示。如果配置爲False,目標eNodeB將傳輸所有源eNodeB轉發的數據,其中某些數據UE可能已收到,造成空口資源的浪費。如果爲TRUE需要發一個狀態報告。
…headerCompression//頭壓縮
…notUsed — (0)// 頭壓縮,一般只在VoIP、視頻類的業務中才會根據eNB側的配置決定是否啓用。該值默認關閉。
…rlc-Config//RLC配置
…am//確認模式
…ul-AM-RLC//上行RLC確認模式,針對UE側的配置
…t-PollRetransmit — ms40(7)// UE Polling PDU重傳定時器大小。該定時器設置過小會觸發過多的Polling PDU,且連續多次觸發PDU重傳使ARQ重傳達到最大次數,從而導致RRC重建;設置過大會導致狀態報告不能及時的反饋。40ms(QCI4/5/6/8/9)
…pollPDU — p32(3)// UE 觸發Polling的PDU字節數據量門限。表示觸發Polling的PDU數據量門限。當PDU發送數據量達到該值時,將在PDU頭部設置Poll標誌位。(滿足個數或字節數其中一個條件就會啓動POLL機制)。該參數是發送端爲了防止等待確認隊列太長導致緩衝區溢出,根據發送PDU的數據量主動觸發狀態報告。取值過小可能增加Polling PDU的觸發次數;取值過大則緩衝佔用越大,且會減慢發送窗的移動。QCI4/6/8/9爲2萬5千字節;QCI5爲無限長
…pollByte — kB25(0)// PollByte爲AMD PDU偵測字節數。QCI4/6/8/9爲32PDU;QCI5爲無限長
…maxRetxThreshold — t32(7)// UE AM模式RLC ARQ最大重傳次數。該參數用於配置UE,表示RLC ARQ最大重傳次數,用於限制AM PDU的重傳次數。達到最大重傳次數時會觸發RRC連接重建。32(QCI4/5/6/8/9)
…dl-AM-RLC//爲針對UE側的下行RLC配置,主要配置RLC數據接收狀態上報規則。
…t-Reordering — ms50(10)// UE AM模式接收端重排序定時器。
如果該定時器配置較小,則導致發送端無效的HARQ重傳及接收端觸發重複的狀態報告,浪費資源;如果配置過大,則導致接收端判斷亂序包傳輸失敗延時較大,不能及時的觸發狀態報告,從而造成業務延時和吞吐量下降。默認50ms
…t-StatusProhibit — ms50(10)// UE禁止發送狀態報告定時器。即在本時長內不允許上報狀態報告。該定時器影響AM模式下狀態報告的發送。如果狀態報告發送不頻繁,可以減少狀態報告的頻繁調度,但容易導致發送端發送窗口爲0,降低發送速率;如發送頻繁,則可以保證發送端發送窗口數據及時得到確認,保證發送速率,但容易導致數據狀態報告的頻繁調度和重複發送,浪費資源。默認值50ms
…logicalChannelIdentity — 0x3(3)// 邏輯信道ID
…logicalChannelConfig//DRB邏輯信道配置
…ul-SpecificParameters
…priority — 0x9(9)// 邏輯信道優先級。UE調度器按邏輯信道優先級由高到低依次保證邏輯信道的優先速率;所有業務優先速率保證後,按邏輯信道優先級由高到低分配資源,僅在QCI爲6、7、8、9時該參數有效。取值範圍9~16,默認值QCI6: 9;QCI7:10;QCI8:11;QCI9:12
…prioritisedBitRate — kBps8(1)// 邏輯信道優先速率。UE調度器按邏輯信道優先級由高到低保證邏輯信道的優先速率,僅在QCI爲2、3、4、6、7、8、9時有效。PBR_8_KBps(8千字節/秒)
…bucketSizeDuration — ms300(3)// bucket size調整持續時間
…logicalChannelGroup — 0x3(3)//邏輯信道組. CCCH、SRB1、SRB2默認屬於LCG 0;RRC消息在SRB上傳輸且SRB默認屬於LCG 0,比LCG 2的優先級要高。
…physicalConfigDedicated//物理信道配置專用,此過程與RRC建立消息裏相似,以下字段大家可以參看前面的消息,此不復述。
…cqi-ReportConfig
…cqi-ReportModeAperiodic — rm30(3) // CQI不定期上報模式,如果CQI週期自適應開關打開,則採用週期自適應相關配置。
…nomPDSCH-RS-EPRE-Offset — 0x0(0)
…cqi-ReportPeriodic
…setup
…cqi-PUCCH-ResourceIndex — 0x6(6) //CQI-PUCCH資源索引
…cqi-pmi-ConfigIndex — 0x17(23) //CQI-PMI配置索引, 確定上報週期 NP 和偏移量 NOFFSET.
…cqi-FormatIndicatorPeriodic
…widebandCQI — (0) // 寬度CQI。CQI測量是針對k個連續的PRB(即子帶)進行的。如果在所有子帶內反饋一個CQI值,則稱爲寬帶CQI;如果對每一個子帶反饋不同的CQI值,稱爲子帶反饋。
…simultaneousAckNackAndCQI — TRUE(1) //確認非確認及CQI是否同時,PUCCH CQI 反饋類型,取決於傳輸模式。FALSE爲不同時。
…antennaInfo//天線信息
…explicitValue
…transmissionMode — tm2(1)
…ue-TransmitAntennaSelection//終端UE傳輸天線選擇,Setup或release。Setup表示開環或者閉環。
…release — (0)
…schedulingRequestConfig//調度請求配置
…setup
…sr-PUCCH-ResourceIndex — 0x2(2)// sr-PUCCH資源索引
…sr-ConfigIndex — 0x11(17)// SR配置索引參數Isr
…dsr-TransMax — n64(4)// SR傳輸最大次數,當超過最大次數時,通知RRC釋放PUCCH/SRS,發起一次隨機接入過程。本消息表明最大次數爲64次。

5.2.11 RRC_SECUR_MODE_CMP:RRC安全模式完成

安全加密及完整性配置完成
RRC-MSG
…msg
…struUL-DCCH-Message
…struUL-DCCH-Message
…message
…c1
…securityModeComplete
…rrc-TransactionIdentifier — 0x1(1)
…criticalExtensions
…securityModeComplete-r8 — (0)

5.2.12 RRC_CONN_RECFG_CMP:RRC連接重配置完成

RRC連接重配完成消息與連接重配置消息是一對對存在的,總是對應前一個重配消息。信令中沒有重配失敗消息,如果重配失敗,則直接發起RRC連接重建。該消息表示建立SRB2和DRB已完成。
RRC-MSG
…msg
…struUL-DCCH-Message
…struUL-DCCH-Message
…message
…c1
…rrcConnectionReconfigurationComplete//RRC連接重配置完成
…rrc-TransactionIdentifier — 0x1(1)
…criticalExtensions
…rrcConnectionReconfigurationComplete-r8 — (0)

5.2.13 S1AP_INITIAL_CONTEXT_SETUP_RSP:初始化文本建立完成

初始上下文建立成功響應,如果文本建立失敗可能的原因,從大類上分爲無線、傳輸、NAS、協議、其他。
S1ap-Msg
…successfulOutcome
…procedureCode — 0x9(9)
…criticality — reject(0)
…value
…initialContextSetupResponse//初始文本建立響應
…protocolIEs
…SEQUENCE
…id — 0x0(0)
…criticality — ignore(1)
…value
…mME-UE-S1AP-ID — 0x250ff2e(38862638)//MME側用戶標識
…SEQUENCE
…id — 0x8(8)
…criticality — ignore(1)
…value
…eNB-UE-S1AP-ID — 0x513c35(5323829) //enb側用戶標識
…SEQUENCE
…id — 0x33(51)
…criticality — ignore(1)
…value
…e-RABSetupListCtxtSURes
…SEQUENCE
…id — 0x32(50)
…criticality — ignore(1)
…value
…e-RABSetupItemCtxtSURes
…e-RAB-ID — 0x5(5)//ERAB ID爲5.
…transportLayerAddress — '01100100010110110000000100000010’B
…gTP-TEID — 0x00003723//此處的GTP-TEID爲下行GTP-TEID

5.2.14 S1AP_ERAB_MOD_REQ:ERAB修改請求

對比初始文本建立時的承載,此處承載修改請求變更的內容是承載分配資源的優先級發生了改變,以前是“priorityLevel — 0x6(6)”,現在更改爲“priorityLevel — highest(1)”。
S1ap-Msg
…initiatingMessage
…procedureCode — 0x6(6)
…criticality — reject(0)
…value
…e-RABModifyRequest
…protocolIEs
…SEQUENCE
…id — 0x0(0)
…criticality — reject(0)
…value
…mME-UE-S1AP-ID — 0x250ff2e(38862638)
…SEQUENCE
…id — 0x8(8)
…criticality — reject(0)
…value
…eNB-UE-S1AP-ID — 0x513c35(5323829)
…SEQUENCE
…id — 0x1e(30)
…criticality — reject(0)
…value
…e-RABToBeModifiedListBearerModReq
…SEQUENCE
…id — 0x24(36)
…criticality — reject(0)
…value
…e-RABToBeModifiedItemBearerModReq
…e-RAB-ID — 0x5(5)
…e-RABLevelQoSParameters
…qCI — 0x6(6)
…allocationRetentionPriority
…priorityLevel — highest(1)//優先級最高
…pre-emptionCapability — shall-not-trigger-pre-emption(0)
…pre-emptionVulnerability — pre-emptable(1)
…nAS-PDU
…NAS-MESSAGE//NAS消息
…security-protected-and-ciphered-NAS-message//安全保護和加密NAS消息
…protected-nas — 0x2624558B07E228660B86640CD8C0173419340702F1C55F6EF4B76E6997F121EA514F078FB372EC8E18//保護的NAS內容

5.2.15 RRC_DL_INFO_TRANSF:RRC下行直傳消息

目的:傳送NAS消息
RRC-MSG
…msg
…struDL-DCCH-Message
…struDL-DCCH-Message
…message
…c1
…dlInformationTransfer
…rrc-TransactionIdentifier — 0x2(2)
…criticalExtensions
…c1
…dlInformationTransfer-r8
…dedicatedInfoType
…dedicatedInfoNAS — 0x272624558B07E228660B86640CD8C0173419340702F1C55F6EF4B76E6997F121EA514F078FB372EC8E18//NAS消息專用

5.2.16 S1AP_ERAB_MOD_RSP:ERAB修改完成

該條消息表示ERAB模式修改已經得到MME的認可,並完成修改,承載的優先級發生了變更。
S1ap-Msg
…successfulOutcome
…procedureCode — 0x6(6)
…criticality — reject(0)
…value
…e-RABModifyResponse
…protocolIEs
…SEQUENCE
…id — 0x0(0)
…criticality — ignore(1)
…value
…mME-UE-S1AP-ID — 0x250ff2e(38862638)
…SEQUENCE
…id — 0x8(8)
…criticality — ignore(1)
…value
…eNB-UE-S1AP-ID — 0x513c35(5323829)
…SEQUENCE
…id — 0x1f(31)
…criticality — ignore(1)
…value
…e-RABModifyListBearerModRes
…SEQUENCE
…id — 0x25(37)
…criticality — ignore(1)
…value
…e-RABModifyItemBearerModRes
…e-RAB-ID — 0x5(5)

5.2.17 RRC_CONN_RECFG:RRC連接重配置

RRC-MSG
…msg
…struDL-DCCH-Message
…struDL-DCCH-Message
…message
…c1
…rrcConnectionReconfiguration//RRC連接重配置
…rrc-TransactionIdentifier — 0x3(3)
…criticalExtensions
…c1
…rrcConnectionReconfiguration-r8
…measConfig//測量配置
…measObjectToAddModList
…MeasObjectToAddMod
…measObjectId — 0x1(1)
…measObject
…measObjectEUTRA//目標系統:EUTRA eNodeB只下發UE能力支持測量的目標系統,UE能力不支持測量的目標系統,則不進行對應系統的測量。
…carrierFreq — 0x940c(37900)// 測量頻點(若與當前服務頻點相同,則爲同頻測量對象,否則爲異頻測量對象。若攜帶有異頻點測量對象,則測量控制中會攜帶有GAP週期的配置)。eNodeB根據選擇的測量目標系統,從相應配置的鄰區列表中獲取測量頻點。
…allowedMeasBandwidth — mbw100(5)// 測量帶寬,同頻時可不配置,默認爲本小區帶寬,以RB數來標識。異頻時必須配置。
…presenceAntennaPort1 — FALSE(0)//用於指示是否所有鄰近的小區使用天線端口1。設置爲true時,UE可以假定至少兩個特殊小區天線端口用於所有鄰近的小區。
…neighCellConfig — '01’B//同頻鄰區配置信息。00: 表示部分鄰區具有相同的MBSFN子幀配置;01: 表示所有鄰區不具有MBSFN子幀配置;10: 所有鄰區的MBSFN子幀配置與服務小區相同或爲子集;11: TDD服務小區具有不同上下行配比的鄰區
…offsetFreq — dB0(15)// 頻率偏置
…cellsToAddModList//增加的測量小區:主要作用就是配置小區偏移,小區偏移在做測量評估時使用。對於UE測量到的,但鄰區列表中又沒有指示的小區,UE默認該小區的小區偏移爲0。對於UE測量到的任何小區,無論是否存在於鄰區列表中,LTE協議要求UE都需要進行評估、上報處理。因此對於E-UTRAN來說,只有當對應小區的CIO不爲默認值(0dB)時,eNodeB才下發對應的測量小區,否則不下發測量小區。
…CellsToAddMod
…cellIndex — 0x1(1)
…physCellId — 0x1(1)//PCI=1
…cellIndividualOffset — dB0(15)// CIO小區偏移量。用於控制同頻/異頻測量事件發生的難易程度,該值越大,越容易觸發測量報告和切換,提高切換次數。設置過大或過小都會降低切換成功率。
…reportConfigToAddModList
…ReportConfigToAddMod
…reportConfigId — 0x1(1)// 報告配置ID,每個報告配置由相應的報告配置Id來唯一標識
…reportConfig
…reportConfigEUTRA
…triggerType//觸發類型
…event
…eventId
…eventA3//A3事件,同頻切換
事件類型 觸發含義 使用場景 白話表達
A1 服務小區高於門限 取消異頻/異系統的GAP測量 我信號很好
A2 服務小區低於門限 啓動異頻/異系統的GAP測量 我信號不行了
A3 鄰區比服務小區好 觸發同頻/同優先級異頻切換 別人比我好
A4 異頻鄰區高於門限 觸發高優先級異頻切換 別人信號很好
A5 異頻鄰區高於門限且服務小區低於門限 觸發低優先級異頻切換 我信號不行了,別人很好
B1 RAT鄰區高於門限 觸發高優先級RAT切換 別人(異系統)信號很好
B2 RAT鄰區高於門限且服務小區低於門限 觸發低優先級RAT切換 我信號不行了,別人(異系統)很好

事件 A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2
同頻 - - 判決切換 - - - -
異頻 停止測量 啓動測量 - 判決切換 - - -
異系統 停止測量 啓動測量 - - - 判決切換 -
A5、B2事件類型目前華爲設備沒有應用
…a3-Offset — 0x2(2)// A3事件的偏置,單位0.5Db,2爲1dB
…reportOnLeave — FALSE(0)// 指示小區觸發列表裏的小區滿足觸發條件時是否應啓動UE的測量報告程序。
…hysteresis — 0x2(2)// A3事件的幅度遲滯,單位0.5dB,默認1Db,2表示1dB。
…timeToTrigger — ms320(8)// A3事件的時間遲滯(ms0~ms5120),默認320ms
…triggerQuantity — rsrp(0)// A3測量觸發類型,分RSRP/RSRQ,默認RSRP
…reportQuantity — sameAsTriggerQuantity(0)// A3切換事件觸發後上報類型。A3事件(同頻或異頻)觸發後上報類型,可配置爲與A3測量觸發類型相同,或者RSRP和RSRQ都上報。
…maxReportCells — 0x4(4)// 最大上報小區數(1~8)。系統內同頻、異頻切換事件測量或快速ANR週期測量觸發上報時,允許上報的最大小區數。默認爲4
…reportInterval — ms240(1)// 週期上報兩條測量報告的間隔(ms120~min60,離散取值)。對於同頻測量,按照協議當前UE實現爲物理層按照200ms的週期進行週期性上報。
…reportAmount — infinity(7)// 同頻或者異頻切換事件觸發後周期上報測量報告的次數. Infinity(無限)
…ReportConfigToAddMod
…reportConfigId — 0x2(2)//報告配置ID 2
…reportConfig
…reportConfigEUTRA
…triggerType
…event
…eventId
…eventA1//A1事件,取消異頻測量事件
…a1-Threshold
…threshold-RSRP — 0x23(35)// 異頻切換測量的A1事件的RSRP觸發門限。如果RSRP測量值超過該觸發門限,將上報測量報告。增大門限Thresh,將增加A1事件觸發的難度,即延緩停止異頻測量。根據不同的切換算法,可以有不同的配置。
…hysteresis — 0x2(2)// 異頻A1A2幅度遲滯,默認1dB(2)
…timeToTrigger — ms640(11)// 異頻A1A2時間遲滯,默認640ms
…triggerQuantity — rsrp(0)//觸發類型–RSRP
…reportQuantity — both(1)//上報類型,RSRP和RSRQ都上報
…maxReportCells — 0x1(1) // 最大上報小區數(1~8)。
…reportInterval — ms480(2) // 週期上報兩條測量報告的間隔
…reportAmount — r1(0) // 同頻或者異頻切換事件觸發後周期上報測量報告的次數
…ReportConfigToAddMod
…reportConfigId — 0x3(3)//報告配置ID 3
…reportConfig
…reportConfigEUTRA
…triggerType//觸發類型
…event
…eventId
…eventA2//事件類型2,啓動異頻測量。(A1A2測量觸發類型)
…a2-Threshold
…threshold-RSRP — 0x1f(31)// 異頻切換的A2事件的RSRP觸發門限。如果RSRP測量值低於觸發門限,將上報測量報告。減小門限Thresh,將增加A2事件觸發的難度,即延緩啓動異頻測量。根據不同的切換算法,可以有不同的配置。
…hysteresis — 0x2(2)// 異頻A1A2幅度遲滯
…timeToTrigger — ms640(11)// 異頻A1A2時間遲滯
…triggerQuantity — rsrp(0)//觸發類型
…reportQuantity — both(1)//上報類型
…maxReportCells — 0x1(1)//最多上報小區數。該參數減小,則減少切換候選小區數目,減少每次測量報告觸發的切換的成功率,但是節省了空口資源。反之亦然。默認值爲4
…reportInterval — ms480(2) // 週期上報兩條測量報告的間隔
…reportAmount — r1(0) // 同頻或者異頻切換事件觸發後周期上報測量報告的次數
…ReportConfigToAddMod
…reportConfigId — 0x4(4)//報告配置ID 4
…reportConfig
…reportConfigEUTRA
…triggerType//觸發類型
…event
…eventId
…eventA2//A2事件,與上一個A2有差異,此處應該爲基於頻率優先級的A1A2測量觸發類型
…a2-Threshold
…threshold-RSRP — 0x13(19)
…hysteresis — 0x2(2)
…timeToTrigger — ms640(11)
…triggerQuantity — rsrp(0)
…reportQuantity — both(1)
…maxReportCells — 0x1(1)
…reportInterval — ms480(2) // 週期上報兩條測量報告的間隔
…reportAmount — r1(0) // 同頻或者異頻切換事件觸發後周期上報測量報告的次數
…measIdToAddModList//增加的測量列表
…MeasIdToAddMod
…measId — 0x1(1) //ID 1
…measObjectId — 0x1(1)
…reportConfigId — 0x1(1)
…MeasIdToAddMod
…measId — 0x2(2) //ID 2
…measObjectId — 0x1(1)
…reportConfigId — 0x2(2)
…MeasIdToAddMod
…measId — 0x3(3) //ID 3
…measObjectId — 0x1(1)
…reportConfigId — 0x3(3)
…MeasIdToAddMod
…measId — 0x4(4) //ID 4
…measObjectId — 0x1(1)
…reportConfigId — 0x4(4)
…quantityConfig//數量配置
…quantityConfigEUTRA
…filterCoefficientRSRP — fc6(6)// RSRP高層濾波係數,即L3濾波係數,L3濾波公式如下:Fn =(1-a)•Fn-1 + a•Mn 其中,Fn:第n個濾波後的測量值;Fn-1:第n-1個濾波後的測量值;Mn:從物理層接收到的第n個測量值;
a= 1 / (2的(k/4)次冪),是當前測量量的一個權重係數。k就是對應的L3濾波係數。當k爲0,即a=1時,則不進行L3濾波。從上述算法可以看出,RSRP高層濾波係數對切換性能會有較大影響:RSRP高層濾波係數越大,對信號平滑作用越強,抗快衰落能力越強,但對信號變化的跟蹤能力變弱,可能出現切換不及時導致掉話;該值設置過小,會增加不必要的切換以及乒乓切換。默認值FC6
…filterCoefficientRSRQ — fc6(6)// RSRQ高層濾波係數
…s-Measure — 0x0(0)// 物理小區質量閾值控制UE是否在同頻、異頻和異系統鄰區間執行測量。值“0”表示禁止的措施。
…speedStatePars
…release — (0)

5.2.18 RRC_UL_INFO_TRANSF:RRC上行直傳消息

目的:傳送上行NAS消息,這是RRC層(空口)跟蹤的消息內容
RRC-MSG
…msg
…struUL-DCCH-Message
…struUL-DCCH-Message
…message
…c1
…ulInformationTransfer
…criticalExtensions
…c1
…ulInformationTransfer-r8
…dedicatedInfoType
…dedicatedInfoNAS — 0x2750ABAE001EDC0342//NAS消息專用

5.2.19 S1AP_UL_NAS_TRANS:上行NAS直傳消息

直傳NAS消息,這是基站透傳UE消息給MME,S1接口跟蹤的消息內容
S1ap-Msg
…initiatingMessage
…procedureCode — 0xd(13)
…criticality — ignore(1)
…value
…uplinkNASTransport
…protocolIEs
…SEQUENCE
…id — 0x0(0)
…criticality — reject(0)
…value
…mME-UE-S1AP-ID — 0x250ff2e(38862638)
…SEQUENCE
…id — 0x8(8)
…criticality — reject(0)
…value
…eNB-UE-S1AP-ID — 0x513c35(5323829)
…SEQUENCE
…id — 0x1a(26)
…criticality — reject(0)
…value
…nAS-PDU
…NAS-MESSAGE
…security-protected-and-ciphered-NAS-message//安全保護和加密NAS消息
…protected-nas — 0x50ABAE001EDC0342
…SEQUENCE
…id — 0x64(100)
…criticality — ignore(1)
…value
…eUTRAN-CGI
…pLMNidentity — 0x64F000//PLMN ID 460 00
…cell-ID — '1000100100000011000100011111’B//服務小區的ECI
…SEQUENCE
…id — 0x43(67)
…criticality — ignore(1)
…value
…tAI
…pLMNidentity — 0x64F000
…tAC — 0x890A//服務小區的TAC

5.2.20 RRC_CONN_RECFG_CMP:RRC連接重配置完成

該條消息是針對上面的連接重配命令的反饋和確認。
RRC-MSG
…msg
…struUL-DCCH-Message
…struUL-DCCH-Message
…message
…c1
…rrcConnectionReconfigurationComplete
…rrc-TransactionIdentifier — 0x3(3)
…criticalExtensions
…rrcConnectionReconfigurationComplete-r8 — (0)

5.2.21 RRC_CONN_RECFG:RRC連接重配置

RRC-MSG
…msg
…struDL-DCCH-Message
…struDL-DCCH-Message
…message
…c1
…rrcConnectionReconfiguration//RRC連接重配置
…rrc-TransactionIdentifier — 0x0(0)
…criticalExtensions
…c1
…rrcConnectionReconfiguration-r8
…radioResourceConfigDedicated
…mac-MainConfig
…explicitValue
…drx-Config//不連續接收配置
…setup
…onDurationTimer — psf4(3)// DRX持續時間定時器,單位PDCCH子幀,DRX狀態下的激活時長
…drx-InactivityTimer — psf3(2)// DRX非激活定時器,單位PDCCH子幀,UE連續無調度時間超過該定時器後纔會進入DRX狀態
…drx-RetransmissionTimer — psf8(4)// DRX等待重傳數據的定時器的長度。超過該定時器後,UE尚未接收到重傳數據,即進入休眠期。
…longDRX-CycleStartOffset
…sf40 — 0x1b(27)// 針對ANR測量的DRX長週期時,爲了保證CGI的讀取成功率,建議配置大於等於256ms的DRX長週期,且配置DRX長週期越大,則CGI讀取時延就越大,對系統時延的影響也越大。
…shortDRX
…shortDRX-Cycle — sf5(1)// 該參數表示DRX短週期長度。由於受SRS帶寬及TimeAlignmentTimer(TA週期)的約束,配置給UE的LongDrxCycle值可能小於對應的MML配置值,以及協議上規定的DRX長週期必須爲DRX的短週期整數倍的約束,則配置給UE的ShortDrxCycle值可能小於界面配置值。當其他DRX參數固定時,該參數配置的越小,則UE耗電量會越高,但會減少系統時延;該參數配置的越大,則UE耗電量會越低,但會增加系統時延。
…drxShortCycleTimer — 0x8(8)// DRX短週期定時器。該參數表示短週期DRX的生命週期。值爲1,對應 1 * shortDRX-Cycle;值爲2,對應 2 * shortDRX-Cycle。當該參數設置的比較長時,UE在配置了短週期DRX的情況下,處於短週期DRX的時間就會比較長。該參數設置不同會影響DRX操作機制,但不是影響DRX操作機制的唯一參數,以下各種DRX參數組合共同影響DRX操作機制:LongDrxCycle、OnDurationTimer、DrxInactivityTimer、ShortDrxCycle、DrxShortCycleTimer、DrxReTxTimer。當其他DRX參數固定時,該參數配置的越小,則UE耗電量會越低,但會增加系統時延;該參數配置的越大,則UE耗電量會越高,但會減少系統時延。
…timeAlignmentTimerDedicated — sf1920(3)// 上行時間對齊定時器,該參數表示UE上行時間對齊的定時器長度,該定時器超時,則認爲UE上行失步。
取值範圍:SF500(500個子幀), SF750(750個子幀), SF1280(1280個子幀), SF1920(1920個子幀), SF2560(2560個子幀), SF5120(5120個子幀), SF10240(10240個子幀), INFINITY(無窮大)
…physicalConfigDedicated//物理信道配置指示
…cqi-ReportConfig
…cqi-ReportModeAperiodic — rm30(3)
…nomPDSCH-RS-EPRE-Offset — 0x0(0)
…cqi-ReportPeriodic
…setup
…cqi-PUCCH-ResourceIndex — 0x6(6) //CQI-PUCCH資源索引
…cqi-pmi-ConfigIndex — 0x17(23) //CQI-PMI配置索引, 確定上報週期 NP 和偏移量 NOFFSET.
…cqi-FormatIndicatorPeriodic
…widebandCQI — (0) // 寬度CQI。CQI測量是針對k個連續的PRB(即子帶)進行的。如果在所有子帶內反饋一個CQI值,則稱爲寬帶CQI;如果對每一個子帶反饋不同的CQI值,稱爲子帶反饋。
…simultaneousAckNackAndCQI — FALSE(0) //確認非確認及CQI是否同時,PUCCH CQI 反饋類型,取決於傳輸模式。FALSE爲不同時。

5.2.22 RRC_CONN_RECFG_CMP:RRC連接重配置完成

RRC-MSG
…msg
…struUL-DCCH-Message
…struUL-DCCH-Message
…message
…c1
…rrcConnectionReconfigurationComplete//RRC連接重配置完成消息
…rrc-TransactionIdentifier — 0x0(0)
…criticalExtensions
…rrcConnectionReconfigurationComplete-r8 — (0)

5.2.23 RRC_MEAS_RPRT:RRC測量報告

測量報告消息。終端上報給源小區,消息中攜帶測量事件ID、本小區信號質量、鄰小區信號質量。
RRC-MSG
…msg
…struUL-DCCH-Message
…struUL-DCCH-Message
…message
…c1
…measurementReport//測量報告消息
…criticalExtensions
…c1
…measurementReport-r8
…measResults
…measId — 0x2(2)// 測量事件ID
…measResultPCell//本小區信號質量
…rsrpResult — 0x46(70)
…rsrqResult — 0x1b(27)
…measResultNeighCells//鄰小區測量(這裏只列了一個,實際可能多個)
…measResultListEUTRA
…MeasResultEUTRA
…physCellId — 0x2d(45)//鄰小區的PCI
…measResult
…rsrpResult — 0x18(24)// 鄰小區信號質量RSRP,實際值=上報值-140,單位dBm。 本例中24-140=-116dbm

5.2.24 RRC_UL_INFO_TRANSF:RRC上行信息傳輸

傳輸NAS消息
RRC-MSG
…msg
…struUL-DCCH-Message
…struUL-DCCH-Message
…message
…c1
…ulInformationTransfer
…criticalExtensions
…c1
…ulInformationTransfer-r8
…dedicatedInfoType
…dedicatedInfoNAS — 0x27EB0985D51F74DAA820FC0CF0B473AE9D5BFE

5.2.25 S1AP_UL_NAS_TRANS:上行NAS信息傳輸

S1接口跟蹤得到的消息,傳輸NAS消息
S1ap-Msg
…initiatingMessage
…procedureCode — 0xd(13)
…criticality — ignore(1)
…value
…uplinkNASTransport
…protocolIEs
…SEQUENCE
…id — 0x0(0)
…criticality — reject(0)
…value
…mME-UE-S1AP-ID — 0x250ff2e(38862638)
…SEQUENCE
…id — 0x8(8)
…criticality — reject(0)
…value
…eNB-UE-S1AP-ID — 0x513c35(5323829)
…SEQUENCE
…id — 0x1a(26)
…criticality — reject(0)
…value
…nAS-PDU
…NAS-MESSAGE
…security-protected-and-ciphered-NAS-message
…protected-nas — 0xEB0985D51F74DAA820FC0CF0B473AE9D5BFE
…SEQUENCE
…id — 0x64(100)
…criticality — ignore(1)
…value
…eUTRAN-CGI
…pLMNidentity — 0x64F000
…cell-ID — '1000100100000011000100011111’B
…SEQUENCE
…id — 0x43(67)
…criticality — ignore(1)
…value
…tAI
…pLMNidentity — 0x64F000
…tAC — 0x890A

5.2.26 S1AP_UE_CONTEXT_MOD_REQ:UE文本更改請求

此時文本更改請求的目的是爲了撥打電話,這是S1接口跟蹤到的CSFB開始流程。
S1ap-Msg
…initiatingMessage
…procedureCode — 0x15(21)
…criticality — reject(0)
…value
…uEContextModificationRequest
…protocolIEs
…SEQUENCE
…id — 0x0(0)
…criticality — reject(0)
…value
…mME-UE-S1AP-ID — 0x250ff2e(38862638)
…SEQUENCE
…id — 0x8(8)
…criticality — reject(0)
…value
…eNB-UE-S1AP-ID — 0x513c35(5323829)
…SEQUENCE
…id — 0x6c(108)
…criticality — reject(0)
…value
…cSFallbackIndicator — cs-fallback-required(0)//此時爲CSFB撥打電話的請求

5.2.27 S1AP_UE_CONTEXT_MOD_RSP:UE文本更改響應

核心網接到CSFB的請求後進行文本更改應答。接收CSFB請求。隨後進行的過程應該爲RRC連接釋放,文本釋放,然後回落到CS域進行撥打電話。
S1ap-Msg
…successfulOutcome
…procedureCode — 0x15(21)
…criticality — reject(0)
…value
…uEContextModificationResponse
…protocolIEs
…SEQUENCE
…id — 0x0(0)
…criticality — ignore(1)
…value
…mME-UE-S1AP-ID — 0x250ff2e(38862638)
…SEQUENCE
…id — 0x8(8)
…criticality — ignore(1)
…value
…eNB-UE-S1AP-ID — 0x513c35(5323829)

5.2.28 RRC_CONN_REL:RRC連接釋放

釋放RRC連接消息,攜帶了RRC釋放原因值,如果是CSFB呼叫,還會攜帶重定向信息。(RIM流程要求)
RRC-MSG
…msg
…struDL-DCCH-Message
…struDL-DCCH-Message
…message
…c1
…rrcConnectionRelease//RRC連接釋放消息
…rrc-TransactionIdentifier — 0x0(0)
…criticalExtensions
…c1
…rrcConnectionRelease-r8//RRC連接釋放
…releaseCause — other(1)// RRC連接釋放原因包含
loadBalancingTAUrequired,other, cs-FallbackHighPriority, spare1
…redirectedCarrierInfo//重定向攜帶的信息
…geran//gsm信息
…startingARFCN — 0x28(40)//開始啓測頻點
…bandIndicator — dcs1800(0)// 頻段指示
…followingARFCNs
…explicitListOfARFCNs//測量頻點列表
…ARFCN-ValueGERAN — 0x3d(61)
…ARFCN-ValueGERAN — 0x3c(60)
…ARFCN-ValueGERAN — 0x3b(59)
…ARFCN-ValueGERAN — 0x3a(58)
…ARFCN-ValueGERAN — 0x39(57)
…ARFCN-ValueGERAN — 0x38(56)
…ARFCN-ValueGERAN — 0x37(55)
…ARFCN-ValueGERAN — 0x36(54)
…ARFCN-ValueGERAN — 0x35(53)
…ARFCN-ValueGERAN — 0x34(52)
…ARFCN-ValueGERAN — 0x33(51)
…ARFCN-ValueGERAN — 0x32(50)
…ARFCN-ValueGERAN — 0x31(49)
…ARFCN-ValueGERAN — 0x30(48)
…ARFCN-ValueGERAN — 0x2f(47)
…ARFCN-ValueGERAN — 0x2e(46)
…ARFCN-ValueGERAN — 0x2d(45)
…ARFCN-ValueGERAN — 0x2c(44)
…ARFCN-ValueGERAN — 0x2b(43)
…ARFCN-ValueGERAN — 0x2a(42)
…ARFCN-ValueGERAN — 0x29(41)

5.2.29 S1AP_UE_CONTEXT_REL_REQ:UE文本釋放請求

文本釋放請求消息,這條消息與上一條消息位置上可能有前後不同的地方,都是有ENB發出,RRC連接釋放發送到UE,文本釋放發送到MME。
S1ap-Msg
…initiatingMessage
…procedureCode — 0x12(18)
…criticality — ignore(1)
…value
…uEContextReleaseRequest
…protocolIEs
…SEQUENCE
…id — 0x0(0)
…criticality — reject(0)
…value
…mME-UE-S1AP-ID — 0x250ff2e(38862638)
…SEQUENCE
…id — 0x8(8)
…criticality — reject(0)
…value
…eNB-UE-S1AP-ID — 0x513c35(5323829)
…SEQUENCE
…id — 0x2(2)
…criticality — ignore(1)
…value
…cause
…radioNetwork — ue-not-available-for-ps-service(24)//UE數據業務服務不可用,這條消息與UE的終端類型也有關係,本次不可用不是由於UE不支持,而是在做CS業務。常見釋放原因Normal Release”,“Detach”,“User Inactivity”,“CS Fallback triggered”,“UE Not Available for PS Service”,“Inter-RAT Redirection”,“Time Critical Handover”,“Handover Cancelled,詳細原因見協議36413-9.2.1.3

5.2.30 S1AP_UE_CONTEXT_REL_CMD:UE文本釋放命令

核心網收到基站側發送的文本釋放請求消息後進行確認,並返回釋放文本的命令,返回值中攜帶釋放原因(文本釋放請求中的原因值)
S1ap-Msg
…initiatingMessage
…procedureCode — 0x17(23)
…criticality — reject(0)
…value
…uEContextReleaseCommand
…protocolIEs
…SEQUENCE
…id — 0x63(99)
…criticality — reject(0)
…value
…uE-S1AP-IDs
…uE-S1AP-ID-pair
…mME-UE-S1AP-ID — 0x250ff2e(38862638)
…eNB-UE-S1AP-ID — 0x513c35(5323829)
…SEQUENCE
…id — 0x2(2)
…criticality — ignore(1)
…value
…cause
…radioNetwork — ue-not-available-for-ps-service(24)//攜帶文本釋放請求中的原因值


5.2.31 S1AP_UE_CONTEXT_REL_CMP:UE文本釋放完成

UE收到本文釋放命令後,執行文本釋放。
S1ap-Msg
…successfulOutcome
…procedureCode — 0x17(23)
…criticality — reject(0)
…value
…uEContextReleaseComplete
…protocolIEs
…SEQUENCE
…id — 0x0(0)
…criticality — ignore(1)
…value
…mME-UE-S1AP-ID — 0x250ff2e(38862638)// S1信令都會攜帶此信元。
…SEQUENCE
…id — 0x8(8)
…criticality — ignore(1)
…value
…eNB-UE-S1AP-ID — 0x513c35(5323829) // S1信令都會攜帶此信元。


第六章 參考信號

上行有兩種參考信號:DM-RS 和SRS。
DM-RS與PUSCH和PUCCH的發送相關聯,用作求取信道估計矩陣,幫助這兩個信道進行解調。
SRS獨立發射,用作上行信道質量的估計與信道選擇,計算上行信道的SINR。

下行有五種參考信號:
CRS(小區特定的參考信號,也叫公共參考信號)是用於除了不基於碼本的波束賦形技術之外的所有下行傳輸技術的信道估計和相關解調。小區特定是指這個參考信號與一個基站端的天線端口(天線端口0-3)相對應。
MBSFN-RS是用於MBSFN的信道估計和相關解調。在天線端口4上發送。
UE-specific RS(移動臺特定的參考信號)用於不基於碼本的波束賦形技術的信道估計和相關解調。移動臺特定指的是這個參考信號與一個特定的移動臺對應。在天線端口5上發送。
PRS是R9中新引入的參考信號。
CSI-RS是R10中新引入的參考信號。
 

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