LTE系统主要信令流程

TD-LTELTE系统主要信令流程1TD-LTE目录TD-S/L系统总体分析对比TD-LTE系统架构与协议特点TD-LTE主要信令流程2TD-LTE网络架构对比3TD-LTE协议栈对比（1）接口协议栈：LTE借鉴TD-SCDMAIu-PS进行定义X2口相当于Iur，S1相当于Iu主要差异体现在X2口功能X2口支持小区间负荷信息交互，辅助执行ICIC4RRCPDCPRLCPHY5TD-LTE协议栈对比（2）空口协议栈LTE借鉴TD-SCDMA，分层相同协议分布不同各协议具体功能不同TD-SCDMATD-LTE整体结构MAC协议栈在接入网侧分布于NodeB和RNC两个实体定义了五种RRC状态只在用户面存在，并且只支持PS域业务，主要实现头压缩功能支持固定数据分段，通过调整分段的数量适配底层传输速率支持专用信道和共享信道协议栈在接入网侧都位于eNodeB只定义了两种RRC状态用户面和控制面都存在，除实现头压缩功能外，还要实现加密和完整性保护功能支持动态数据分段，通过调整分段大小适配底层传输速率只支持共享信道采用多址方式不同，物理层的设计存在诸多差异，信道与信号的表现形式重新定义。6TD-LTETD-SUE状态示意图空闲模式：UE处于待机状态，没有业务的存在；UE和UTRAN之间没有连接，UTRAN内没有任何有关此UE的信息；通过非接入层标识如IMSITMSI或P-TMSI等标志来区分UE；连接模式：当UE完成RRC连接建立时，UE才从空闲模式转移到连接模式；在连接模式下UE有4种状态Cell-DCH,Cell-FACH,Cell-PCH,URA-PCHTD-LTE终端状态对比TD-SCDMA5状态VSTD-LTE2状态TD-LTE未定义FACH信道，取消CELL_FACH状态TD-LTE未定义专用信道，取消CELL_DCH状态CELL_PCH状态与URA_PCH状态并入连接状态状态越少，转移越简单，状态功能越复杂；状态越多，状态转移越复杂，状态功能越简单CELL_DCHHandoverE-UTRARRC_CONNECTEDCELL_FACHCELL_PCHURA_PCHReselectionConnectionConnectionestablishment/releaseestablishment/releaseUTRA_IdleReselectionE-UTRARRC_IDLE7TD-LTE信令流程对比（1）TD-LTE信令流程设计充分借鉴了TD-SCDMA系统，具体表现在：大部分流程的主要步骤均相同，例如切换一般分为切换准备、切换执行及切换完成TD-LTE的TAU过程可以同TD-SCDMA的LAU过程类比TD-LTE的呼叫建立过程可以同TD-SCDMA的MTC/MOC过程类比TD-LTE的切换过程可以同TD-SCDMA系统的硬切换过程类比基站间切换类似于SRNS重定位8TD-LTE信令流程对比（2）总体差异TS-SCDMA针对PS域和CS域分别定义流程，TD-LTE只针对PS域定义流程。TD-LTERRC信令做了大量简化。9TD-LTE信令流程对比（3）具体差异LAU/TAU过程TD-LTE的TAU过程场景更加丰富，针对系统内、系统间的不同场景都进行了定义呼叫建立过程TD-LTE支持NAS和RRC信令的合并传输，可降低连接建立时延TD-SCDMA建立业务承载之前需要经过7条NSA信令交互，TD-LTE只需要3条切换过程TD-LTE只支持硬切换(只有共享信道)，不支持接力切换TD-LTE通过RRC连接重配置命令执行切换，TD-SCDMA根据场景不同执行对应的命令若切换失败，TD-LTE系统终端发起RRC连接重建过程，TD-SCDMA使用小区更新过程10CNTD-LTETD-SCDMAQoS管理UMTSTEMTRANEDGENODEEnd-to-EndServiceCNGatewayTEMaximumbitrateGuaranteedbitrateDeliveryorderMaximumSDUsizeTE/MTLocalBearerServiceUMTSBearerServiceExternalBearerServiceTransferdelayResidualbiterrorratioRadioAccessBearerServiceCNBearerServiceSDUerrorratioTraffichandlingpriorityRadioBearerServicePhysicalRadioBearerServiceRANAccessBearerServicePhysicalBearerServiceBackboneBearerServiceAllocation/RetentionPriority11TD-LTETD-LTEQoS管理(1)SAESystemUEeNodeBAGWPeerentity(e.g.UE,server)End-to-EndServiceSAEBearerServiceexternalBearerServiceSAERadioBearerServicePhysicalRadioBearerServiceSAEAccessBearerServicePhysicalBearerService12678TD-LTE管理方式TD-LTEQoS管理(2)定义QCI,核心网下发QCI及其伴随属性,接入网负责保证QCIResourcePriorityPacketPacketExampleServicesTypeDelayBudgetErrorLossRate12100ms10-2ConversationalVoice(NOTE3)GBR24150ms10-3ConversationalVideo(LiveStreaming)(NOTE3)3350ms10-3RealTimeGaming(NOTE3)45300ms10-6Non-ConversationalVideo(BufferedStreaming)(NOTE3)5Non-GBR1100ms10-6IMSSignalling(NOTE3)Video(BufferedStreaming)(NOTE4)6300ms10-6TCP-based(e.g.,)7Voice,(NOTE3)100ms10-3Video(LiveStreaming)InteractiveGaming8(NOTE5)Video(BufferedStreaming)99300ms10-6TCP-based(e.g.,)13(NOTE6)14TD-LTEQoS机制对比QoS属性定义的差异在TD-SCDMA中定义但TD-LTE未定义的属性DeliveryorderResidualbiterrorratioTD-LTE新增加的属性AMBR(AggregateMaximumBitRate)PBR(PrioritisedBitRate)以上行为例3GR4：严格按照逻辑信道优先级顺序HSUPA：定义复用列表，在复用列表内，严格按照逻辑信道优先级顺序TD-LTE:定义严格的逻辑信道优先级定义PBR(PrioritizedBitRate)按照下述原则组装MACPDU：•采用令牌桶算法在所有配置了GBR/PBR的逻辑信道中，按照优先级从高到低的顺序选取数据，每个逻辑信道选择的数据不能超过GBR/PBR所允许的值•如仍有剩余资源，按照优先级从高到低的顺序选取数据。TD-LTETD-SCDMA系统广播(1)组织方式15TD-LTETD-SCDMA系统广播(2)广播内容MIB：SIB1：SIB2：SIB3：SIB4：SIB5：SIB6：SIB7：SIB11：SIB12：SIB13：SIB15：SIB16：SIB17：SIB18：PLMNid,SIB调度指示。包含NAS系统信息（如CN信息）以及UE在空闲和连接模式下使用的各类定时器和计数器。范围是PLMN。包含URA信息，URAID。包含小区选择和重选参数。包含UE在连接模式下的小区选择和重选参数。包含小区公共物理信道的配置参数。包含UE在连接模式下的小区公共和共享物理信道的配置参数。包含快速变化的参数（上行干扰和动态坚持水平（Dynamicpersistencelevel））。包含小区中测量控制信息。包含连接模式下UE测量控制信息。包含ANSI-41有关信息。包含基于UE的或者UE辅助的定位方法的有关信息。包含无线承载、传输信道和物理信道参数，这些参数将存储在UE（无论空闲还是连接模式）中，在UE切换到UTRAN时使用。范围是PLMN。包含连接模式下配置共享物理信道的快速变化参数。仅用于TDD。包含邻近小区的PLMN标识。16TD-LTETD-LTE系统广播(1)组织方式划分为MIB和SIB,MIB固定传输,SIB动态调度SIB1单独传输,其它SIB可级联在SI中传输17TD-LTETD-LTE系统广播(2)消息内容MIBSIB1SIB2SIB3SIB4SIB5SIB6SIB7SIB8SIB9SFN,下行系统带宽,PHICH配置驻留判断，其他SIB的调度信息接入限制信息，公共信道参数小区重选信息:-Intra-F/Inter-F/Inter-RAT的公用信息-服务频点信息-部分Intra-F小区重选信息Intra-F小区重选信息—邻小区列表Inter-F小区重选信息UTRAN小区重选信息(Inter-RAT)GERAN小区重选信息(Inter-RAT)CDMA2000小区重选信息(Inter-RAT)HomeeNodeBNameSIB10SIB11ETWSprimarynotificationETWSsecondarynotification18TD-LTE广播机制对比相同点都划分为MIB和SIBMIB承载少量关键信息,都在专用信道承载更新方式类似,都可以采用valuetag或寻呼通知终端关键差异TD-LTESIB进行了大量精简TD-LTESIB采用动态调度方式传输,可以与数据复用资源TD-LTE允许将多个SIB级联在一起传输,提高传输效率TD-LTE系统支持终端对广播信息进行HARQ合并后解码19TD-LTE目录TD-S/L系统总体分析对比网络架构协议栈TD-LTE系统架构与协议特点接口功能TD-LTE主要信令流程20S1S1TD-LTE网络架构2122TD-LTEX2接口协议栈UserplanePDUsGTP-UUDPIPDatalinklayerPhysicallayer用户面移动性管理接口管理负载管理……X2-APSCTPIPDatalinklayerPhysicallayer控制面23TD-LTE空口协议栈（1）用户面数据编解码调制解调物理信号发送与接收支持AMC支持多种天线模式TD-LTE空口协议栈（2）控制面24TD-LTE高层协议主要功能MAC功能•信道映射与管理•用户级优先级管理•业务级优先级管理•HARQ传输管理•调度信息上报(上行)PDCP功能•头压缩•加密与完整性保护•切换过程中的数据重传RLC功能•三种服务模式：AM/UM/TM•SDU分段/串接、重组•数据按序递交•重复检测•出错数据重传(ARQ)RRC功能•广播•寻呼•承载管理•移动性管理•测量控制25TD-LTERRC状态定义（1）E-UTRARRC_CONNECTEDConnectionestablishment/releaseE-UTRARRC_IDLE26••••TD-LTERRC状态定义（2）连接状态RRCConnected空闲状态RRCIdle•网络和UE之间建立逻辑连接，•eNB内部存储了UE的AS上下文信息•网络在小区级掌握UE的位置信息•UE可以在已配置的资源上进行收发网络和UE之间没有连接E-UTRAN没有任何UE的AS上下文信息网络在注