LTE网元间流程图
1、位置区更新流程(TAU)
注:UE在attach到GPRS网络或者E-UTRAN网络之后,在以下情况下会发起TAU过程: UE发现进入了新的TA,而此TA的TAI不在UE的TAI list中;
周期性TAU定时器超时;
UE之前的状态为UTRAN PMM_Connected状态,通过TAU重选到E-UTRAN网络; UE处于GPRS READY状态,通过TAU重选到E-UTRAN 网络;
TIN指示为"P-TMSI",UE重选到E-UTRAN;
由于负载均衡,进行了RRC连接释放,原因值填写为"load re-balancing TAU required"; UE侧的RRC层向NAS层指示RRC连接失败;
UE的网络能力,MS的网络能力和UE的DRX参数改变时;
对于支持SRVCC能力的UE,如果MS Classmark2,MS Classmark 3或者Support Codecs 改变时;
UE手动选择一个CSG小区,而小区的CSG ID既不在UE的允许CSG列表中,又不在UE的运营商CSG列表中。
错误!未指定主题。简要过程描述:
注:如果是在本MME发起的周期性TAU过程,则图中MME指本MME;如果是在其它MME起的TAU过程,则图中MME指T-MME。
第3步:UE收到e-NB下发的rrcConnectionSetup消息并成功配置后,向e-NB发送rrcConnectionSetup Complete消息,其中Nas PDU携带TAU REQUEST消息。
第4步:e-NB收到rrcConnectionSetup Complete消息后,向MME发送Initial UE Message 消息,携带Nas PDU (TAU REQUEST)。
第5、6、7、8步:如果是在其它MME发起的TAU,则T-MME收到TAU REAUEST 后,开始向S-MME进行Context请求过程。如果T-MME获取Context失败,则需要进行鉴权与安全模式控制过程。过程结束后,对S-MME进行Context请求响应。
第9步:如果TAU REQUEST消息中设置了Active Flag标志且携带EPS Bear Context Status,则MME向e-NB发送initial Context Setup Request消息,携带Nas PDU(TAU ACCEPT). e-NB收到后,发起RRC重建过程,进行默认承载建立,在RRC重配消息中会携带Nas PDU(TAU ACCEPT)给UE。
第10步:承载建立完成后,e-NB向MME发送initial Context Setup Respone响应消息
第11步:如果TAU REQUEST消息中未设置Active Flag标志,MME向e-NB发送Downlink NAS Transport消息,携带Nas PDU (TAU ACCEPT)。e-NB收到后,通过Downlink Driect Transfer消息发送给UE。
第12步:如果TAU 过程中发生了GUTI重分配,UE需要将新分配的GUTI通知MME。
e-NB收到UE的Uplink Driect Transfer消息后,通过消息Uplink NAS Transport消息发送给MME,携带Nas PDU (TAU COMPLETE)。
第13步:如果未设置Active Flag且TAU过程不是在RRC连接状态发起,则MME需要向e-NB发送UE Context Release Command消息,触发e-NB释放为进行TAU过程而建立的S1和相关无线承载资源。
2、附着过程
错误!未指定主题。
简要过程描述:
第3步:UE收到e-NB下发的rrcConnectionSetup消息并成功配置后,向e-NB发送rrcConnectionSetup Complete消息,其中Nas PDU携带ATTACH REQUEST消息。
第4步:e-NB收到rrcConnectionSetup Complete消息后,向MME发送Initial UE Message 消息,携带Nas PDU (A TTACH REQUEST)。
第5、6步:如果MME未获取UE identity,则发起UE identity获取过程。
第7、8、9、10步:进行鉴权与安全模式控制过程。
第11步:MME向e-NB发送initial Context Setup Request消息,携带Nas PDU(ATTACH ACCEPT)与密钥。e-NB收到后,对SRB/DRB以及测量参数进行分配。
第12步:e-NB对UE发送Security Mode Command进行安全模式控制,携带MME所使用的安全模式算法。
第13步:UE收到Security Mode Command后,依据携带的安全模式算法与安全模式控制过程得到的密钥,计算相关密钥,并对后续消息应用安全模式配置。
第14、15步:安全模式完成后,e-NB向UE发起RRC重配,并在RRC重配消息中携带Nas PDU(ATTACH ACCEPT)进行默认承载建立。
第16步:默认承载建立成功后,e-NB向MME进行initial Context Setup Complete消息。
第17步:e-NB收到UE发送的Uplink Driect Transfer消息后,通过消息Uplink NAS Transport消息发送给T-MME,携带Nas PDU (ATTACH COMPLETE)。
3、去附着过程
错误!未指定主题。DETACH可由UE或MME发起。
1)UE发起DETACH依其发起时所处的状态,其DETACH过程有如下两种场景:
?UE处于空闲模式发起DETACH,执行第1、2、3、4、6、8步;
?UE处于RRC连接状态发起DETACH,执行第5、6、8步;
简要过程描述:
第1、2、3步:处于空闲模式的UE建立RRC连接过程,并在给e-NB的rrcConnectionSetup Complete响应消息中携带Nas PDU(DETACH REQUEST)消息。
第4步:e-NB收到rrcConnectionSetup Complete消息后,通过intial UE Message消息,携带Nas PDU(DETACH REQUEST)给MME。
第5步:处于RRC连接状态的UE,通过Uplink Direct Transfer消息,携带Nas PDU(DETACH REQUEST)给e-NB;e-NB收到后,通过Uplink NAS Transport消息,携带Nas PDU(DETACH REQUEST)给MME。
第6步:MME收到第4步或第5步的DETACH REQUEST消息后,通过Downlink NAS Transport消息通知e-NB,携带Nas PDU(DETACH ACCEPT),e-NB收到后通过Downlink Diret Transfer消息透传给UE,携带Nas PDU(DETACH ACCEPT)。
第8步:MME通过UE Context Release Command消息通知e-NB释放S1,e-NB收到后,下发空口rrcConnectionRelease消息通知UE释放。e-NB在空口消息发出60ms后,开始释放E-UTRAN侧资源。
2)MME发起的DETACH过程,也依UE所处的状态不同分为如下两种场景:
?UE处于空闲模式时,MME发起DETACH,执行1、2、3、4、5、6、7、8步;
?UE处于连接状态时,MME发起DETACH,执行6、7、8步;
简要过程描述:
第1步:如果UE处于空闲模式,MME向UE发Paging消息,触发UE进行RRC连接建立过程。
第2、3、4、5步:UE收到Paging消息后,进行RRC连接建立过程,并在给e-NB的rrcConnectionSetup Complete消息中携带Nas PDU(SERVICE REQUEST)消息,e-NB收到后,通过intial UE Message消息,携带Nas PDU(SERVICE REQUEST),建立S1口连接。
第6步:空闲模式下MME在UE被呼起来且建立好S1口连接后,或在连接模式下,MME
发送Downlink NAS Transport消息给e-NB,携带Nas PDU(DETACH REQUEST),e-NB收到此消息后通过Downlink Direct Transfer通知UE,携带Nas PDU(DETACH REQUEST)。
第7步:UE出到DETACH REQUEST后,通过Uplink Direct Transfer通知e-NB,携带Nas PDU(DETACH ACCEPT),e-NB收到此消息后通过Uplink Direct Transfer通知MME,携带Nas PDU(DETACH ACCEPT)。
第8步:描述同UE发起的DETACH过程。
4、业务建立过程
4.1 UE发起的业务建立过程
4.1.1 IDLE态UE发起的业务建立过程
错误!未指定主题。
简要过程描述:
第1、2、3步:处于空闲模式的UE建立RRC连接过程,并在给e-NB的rrcConnectionSetup Complete响应消息中携带Nas PDU(SERVICE REQUEST)消息。
第4步:e-NB收到rrcConnectionSetup Complete消息后,通过intial UE Message消息,携带Nas PDU(SERVICE REQUEST)给MME。
第5、6步:如果MME未获取UE identity,则发起UE identity获取过程。
第7、8、9、10步:进行鉴权与安全模式控制过程。
第11步:MME向e-NB发送initial Context Setup Request消息,携带Nas PDU(ACTIVE DEDICATED BEAR CONTEXT REQUEST)与密钥。e-NB收到后,对SRB/DRB以及测量参数进行分配。
第12步:e-NB对UE发送Security Mode Command进行安全模式控制,携带MME所使用的安全模式算法。
第13步:UE收到Security Mode Command后,依据携带的安全模式算法与安全模式控制过程得到的密钥,计算相关密钥,并对后续消息应用安全模式配置。
第14、15步:安全模式完成后,e-NB向UE发起RRC重配,并在RRC重配消息中携带Nas PDU(ACTIVE DEDICATED BEAR CONTEXT REQUEST)进行默认承载建立。
第16步:默认承载建立成功后,e-NB向MME进行initial Context Setup Complete消息。
第17步:e-NB收到UE发送的Uplink Driect Transfer消息后,通过消息Uplink NAS Transport消息发送给MME,携带Nas PDU (ACTIVE DEDICA TED BEAR CONTEXT
ACCEPT)。
4.1.2 ATTACH后RRC连接状态业务建立过程
错误!未指定主题。
简要过程描述:
注:此场景UE A TTACH后,没有进行RRC连接释放,而是直接发起业务建立过程。
第1步:ATTCH后,处于RRC连接状态的UE发起业务建立,MME通过E-RAB Setup Request消息,携带Nas PDU(ACTIVE DEDICATED BEAR CONTEXT REQUEST)消息,请求e-NB激活专用承载。
第2步:e-NB收到E-RAB Setup Request消息后,分配DRB以及测量参数后,执行C 重配过程,建立指定的E-RAB对应的PDCP、RLC、MAC实体和物理层参数,并通过RRC重配消息将E-NB侧分配的资源与配置信息通知UE,携带Nas PDU(ACTIVE DEDICATED BEAR CONTEXT REQUEST)。
第3步:UE收到RRC重配消息后,进行相关配置后,通知e-NB RRC重配完成。
第4步:e-NB收到UE的RRC重配完成消息后,通过E-RAB Setup Respone通知MME 专用承载已经建立。
第5步:e-NB收到UE的Uplink Direct Transfer消息后,通过Uplink NAS Transport消息给MME响应,携带Nas PDU(ACTIVE DEDICATED BEAR CONTEXT ACCEPT)。4.2 MME发起的业务建立过程
错误!未指定主题。
简要过程描述:
第1步:UE处于空闲状态,MME通过Paging消息触发UE先进入RRC连接状态,再进行业务建立。流程同4.1.1 IDLE态UE发起的业务建立过程。
5、业务释放
错误!未指定主题。简要过程描述:
业务释放过程可以由MME或e-NB发起。MME发起的是正常的业务释放流程,e-NB发起的一般是异常的释放流程,比如说UE在业务建立过程申请资源受限,e-NB的无线条件不允许保留所有的GBR承载,这时e-NB释放无线资源后,会通知MME进行E-RAB释放。 e-NB发起的业务释放过程,执行第1、2、3、4、5步;
MME发起的业务释放过程,执行第2、3、4、5步;
第1步:业务释放由e-NB发起,e-NB通过E-RAB Release Indication消息通知MME释放E-RAB。MME收到后,判断是否释放NAS资源,如果需要释放NAS资源则释放相应的NAS资源。
第2步:MME发送E-RAB Release Command消息,通知e-NB进行AS层资源的释放。
第3步:e-NB收到后,判断哪些DRB可以释放,通过RRC重配消息,携带删除的drb-ToReleaseList,指示UE释放指定某些DRB的相关资源。
第4步:UE执行相关配置后,发送RRC重配完成消息给e-NB,通知其重配完成。
第5步:e-NB收到UE的RRC重配完成消息后,通过E-RAB Release Respone消息通知MME AS层相关资源释放完成。
6、eNB内切换
1.UE在满足测量报告的触发条件时,将测量结果通过测量报告消息发送到
eNB;
2.eNB接收到UE发送的测量报告消息,在源小区对MeasurementReport消息
进行解析后:
(1)首先源小区进行测量报告的处理,随后对处理后的测量结果进行切换判决,如果目标小区与源小区在同一eNB内,则请求目标小区进行接
纳控制和切换准备;
(2)目标小区完成所有配置后,指示源小区进行切换;
(3)源小区随后会生成RRC CONNECTION RECONFIGRATION消息,通过空口发送给UE,并将PDCP的SN状态信息发送给目标小区。随
后,将源小区收到的下行数据前转到目标小区,并在目标小区进行缓
存。
(4)UE收到后RRC CONNECTION RECONFIGRATION空口消息后,会执行UE侧的切换过程;
3.UE完成切换配置后,会向目标小区发送RRC CONNECTION
RECONFIGRATION COMPLETE消息,指示切换完成。随后,UE可以发送上行数据经过目标小区到达SGW;在目标小区缓存的下行数据包也可以从目标小区通过空口发送到UE;
4.eNB向SGW发送PATH SWITCH REQUEST消息,请求SGW转换下行路径;
5.SGW收到后,会向源小区发送END MARK,指示下行数据包传输终止,然
后在转换下行路径后,向eNB发送PATH SWITCH REQUEST ACKOWNLEDGE消息,指示下行路径转换完成,随后,核心网过来的下行数据包可以通过新的下行路径发送到目标小区;收到路径前转应答消息后,eNB指示路径前转完成,并指示源小区释放UE相关的无线资源。
7、X2接口切换
1.UE在满足测量报告的触发条件时,将测量结果通过测量报告消息发送到源
eNB;
2.源eNB解析MeasurementReport消息后,首先进行测量报告的处理,随后对
处理后的测量结果进行切换判决,作出切换决定后,如果需要通过X2口进行切换,则向目标eNB发送切换准备请求HANDOVER REQUEST;
3.目标eNB在接纳源eNB的切换请求,并做好切换请求准备后,会通过X2
口向源eNB发送HANDOVER REQUEST ACKOWNLEDGE消息;
4.源eNB接收到目标eNB的切换准备ACK消息后:
(1)配置下行数据前转的GTPU隧道;
(2)生成RRC CONNECTION RECONFIGRATION消息,携带切换命令发送给UE,指示UE执行切换,UE收到后,会执行UE侧的切换过程;
5.源eNB将PDCP的通过X2口向目标eNB发送SN STATUS TRANSFER消息,
告知SN状态信息;随后,源eNB通过X2口向目标eNB前转下行数据;6.当UE完成切换配置后,并在目标eNB完成随机接入后,向目标eNB发送
RRC CONNECTION RECONFIGRATION COMPLETE消息,指示切换完成。
随后,UE可以发送上行数据通过目标eNB到目标SGW;在目标eNB侧将缓存的下行数据包通过空口发送到UE;
7.目标eNB向SGW发送PATH SWITCH REQUEST消息,请求SGW转换下
行路径;
8.SGW收到后,会向源eNB发送END MARK,指示下行数据包传输终止,
然后在转换下行路径后,向目标eNB发送PATH SWITCH REQUEST ACKOWNLEDGE消息,指示下行路径转换完成,随后,核心网过来的下行数据包可以通过新的下行路径发送到目标eNB;
9.当目标eNB在收到RRC CONNECTION RECONFIGRATION COMPLETE消
息后,会通过X2口向源eNB发送UE CONTEXT RELEASE消息,指示源eNB释放UE无线资源,UE相关的PDCP实体,SN状态信息发送GTPU隧道以及下行数据前转的GTPU隧道。
8、基于S1的切换
过程说明:
1、源eNB收到UE发送的MeasurementReport消息后,对测量报告消息的参数分析,源eNB 发起基于S1的切换过程。
2、源eNB向MME发送HandoverRequired消息,消息中携带Target ID,Direct Forwarding Path Availability,Source to Target Transparent Container,SRVCC HO Indication,CSG ID,Cell Access Mode等。其中Target ID携带目标eNB ID及TAI(用于选择目标MME);Direct
Forwarding Path Availability用于指示源eNB与目标eNB间是否存在X2连接,若存在则直传可用,将该值设为Direct Path Available;Source to Target Transparent Container携带RRCContainer(包含源侧分配的无线资源),需要进行数据前转的RAB信息列表,目标小区ID等;如果切换的目标小区是CSG小区或者混合小区时,在消息中需要携带CSG ID。如果目标小区是混合小区,消息中还要携带Cell Access Mode,指示该小区是否是UE的CSG 成员。
3、MME收到HandoverRequired消息后,向目标eNB发送HandoverRequest消息,消息中携带UEAMBR,要建立的E-RAB信息,Source to Target Transparent Container,UE Security Capabilities,Security Context,Handover Restriction List,CSG ID,Cell Access Mode等。目标eNB收到该消息后进行接纳控制,若允许接纳,则为UE建立上下文,包含E-RAB信息和安全相关信息等。对于每个要建立的E-RAB信息中包含Data Forwarding Not Possible指示是否能进行数据前转。目标eNB比较自己的CSG ID与接收到的CSG ID及成员状态,若不相符或存在不匹配的CSG ID信息,则回切换失败。
4、目标eNB分配好资源并建立相关上下文后,向MME发送HandoverRequestAcknowledge 消息,消息中携带建立成功的E-RAB信息(包含上下行GTP-TEID及传输层地址,用于数据转发使用)、建立失败的E-RAB信息及TtoSContainer等。
5、MME向源eNB发送HandoverCommand消息通知目标eNB已成功建立资源,消息中携带目标侧建立成功需要进行数据转发的E-RAB信息列表(包含进行前转的目标GTP-TEID 及传输层地址),目标侧建立失败需要释放的E-RAB信息列表,TtoSContainer等。
6、源eNB收到MME发送HandoverCommand消息后,依据收到的TtoSContainer对无线承载信息进行重配,eNB向UE发送RRCConnectionReconfiguration消息,消息中携带移动控制信息,安全配置信息及无线资源配置信息等。
7/8/7a、在切换过程中,可能出现断坑,因此需要将PDCP的SN和HFN信息转发至目标侧,保证PDCP的传输。如果源eNB与目标eNB间存在X2连接,则源eNB直接向目标eNB 发送eNB Status Transfer消息;否则,源eNB先向MME发送eNB Status Transfer消息,再由MME向目标eNB发送MME Status Transfer消息。
若此时MME有下行数据需要发送,则由MME将数据发送至源eNB,源eNB收到该数据后,依据是否存在X2连接进行后续数据转发,若存在X2连接,则源eNB直接将数据转发至目标eNB;若不存在X2连接,则源eNB先将数据发送至MME,再由MME转发至目标eNB。目标eNB接收到这些数据后,先将其进行缓存。
9、UE向目标eNB发起随机接入过程,若接入成功,则UE向目标eNB发送RRCConnectionReconfigurationComplete消息。
UE发送完此消息后,上行数据发送即可进行,UE将数据发送至目标eNB,再发送至MME。目标eNB接收到此消息后,开始向UE发送所存储的数据。
10、目标eNB向MME发送HandoverNotify消息,消息中携带目标小区的CGI及TAI。MME 收到此消息后,即切换已经结束,数据隧道也从源eNB与MME间切换至目标eNB与MME 间。
MME收到此消息后,下行数据即可直接发送,不用再经过数据转发,即MME将下行数据发送至目标eNB,目标eNB收到后再发送至UE。
11/12、MME向源eNB发送UEContextReleaseCommand消息,消息中携带与该UE相关的逻辑S1连接ID,源eNB收到此消息后即释放对应的UE上下文资源。源eNB资源释放成功后,向MME回UEContextReleaseComplete消息指示资源释放成功。