LTE信令流程及详细内容解析.docx

LTE信令流程

目 录

第一章 协议层与概念 5

1.1 控制面与用户面 5

1.2 接口与协议 5

1.2.1 NAS 协议（非接入层协议） 7

1.2.2 RRC 层（无线资源控制层） 7

1.2.3 PDCP 层（分组数据汇聚协议层） 8

1.2.4 RLC 层（无线链路控制层） 8

1.2.5 MAC 层（媒体接入层） 9

1.2.6 PHY 层（物理层） 10

1.3 空闲态和连接态 12

1.4 网络标识 13

1.5 承载概念 14

第二章 主要信令流程 16

2.1 开机附着流程 16

2.2 随机接入流程 19

2.3 UE 发起的 service request 流程 23

2.4 寻呼流程 26

2.5 切换流程 27

2.5.1 切换的含义及目的 27

2.5.2 切换发生的过程 28

2.5.3 站内切换 28

2.5.4 X2 切换流程 30

2.5.5 S1 切换流程 32

2.5.6 异系统切换简介 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 紧急呼叫流程 39

2.7 TAU 流程 40

2.7.1 空闲态不设置“ ACTIVE ”的 TAU 流程 41

2.7.2 空闲态设置“ ACTIVE ”的 TAU 流程 43

2.7.3 连接态 TAU 流程 45

2.8 专用承载流程 46

2.8.1 专用承载建立流程 46

2.8.2 专用承载修改流程 48

2.8.3 专用承载释放流程 50

2.9 去附着流程 52

2.9.1 关机去附着流程 52

2.9.1 非关机去附着流程 53

2.10 小区搜索、选择和重选 55

2.10.1 小区搜索流程 55

2.10.1 小区选择流程 56

2.10.3 小区重选流程 57

第三章 异常信令流程 60

3.1 附着异常流程 61

3.1.1 RRC 连接失败 61

3.1.2 核心网拒绝 62

3.1.3 eNB 未等到 Initial context setup request 消息 63

3.1.4 RRC 重配消息丢失或 eNB 内部配置 UE 的安全参数失败 64

3.2 ServiceRequest 异常流程 65

3.2.1 核心网拒绝 65

3.2.2 eNB 建立承载失败 66

3.3 承载异常流程 68

3.3.1 核心网拒绝 68

3.3.2 eNB 本地建立失败（核心网主动发起的建立） 68

3.3.3 eNB 未等到 RRC 重配完成消息，回复失败 69

3.3.4 UE NAS 层拒绝 70

3.3.5 上行直传 NAS 消息丢失 71

第四章 系统消息解析 72

4.1 系统消息 73

4.2 系统消息解析 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 实测案例流程 84

5.2 流程中各信令消息解析 84

5.2.1 RRC_CONN_REQ:RRC 连接请求 85

5.2.2 RRC_CONN_SETUP:RRC 连接建立 86

5.2.3 RRC_CONN_SETUP_CMP:RRC 连接建立完成 90

5.2.4 S1AP_INITIAL_UE_MSG: 初始 直传 消息 90

5.2.5 S1AP_INITIAL_CONTEXT_SETUP_REQ: 初始化文本建立请求 91

5.2.6 RRC_UE_CAP_ENQUIRY:UE 能力查询 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 连接重配置 104

5.2.11 RRC_SECUR_MODE_CMP:RRC 安全模式完成 107

5.2.12 RRC_CONN_RECFG_CMP:RRC 连接重配置完成 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 修改请求 109

5.2.15 RRC_DL_INFO_TRANSF:RRC 下行 直传消息 110

5.2.16 S1AP_ERAB_MOD_RSP:ERAB 修改完成 110

5.2.17 RRC_CONN_RECFG:RRC 连接重配置 111

5.2.18 RRC_UL_INFO_TRANSF:RRC 上行 直传消息 116

5.2.19 S1AP_UL_NAS_TRANS: 上行 NAS 直传消息 116

5.2.20 RRC_CONN_RECFG_CMP:RRC 连接重配置完成 117

5.2.21 RRC_CONN_RECFG:RRC 连接重配置 117

5.2.22 RRC_CONN_RECFG_CMP:RRC 连接重配置完成 119

5.2.23 RRC_MEAS_RPRT:RRC 测量报告 119

5.2.24 RRC_UL_INFO_TRANSF:RRC 上行信息传输 120

5.2.25 S1AP_UL_NAS_TRANS: 上行 NAS 信息传输 120

5.2.26 S1AP_UE_CONTEXT_MOD_REQ:UE 文本更改请求 121

5.2.27 S1AP_UE_CONTEXT_MOD_RSP:UE 文本更改响应 122

5.2.28 RRC_CONN_REL:RRC 连接释放 123

5.2.29 S1AP_UE_CONTEXT_REL_REQ:UE 文本释放请求 124

5.2.30 S1AP_UE_CONTEXT_REL_CMD:UE 文本释放命令 124

5.2.31 S1AP_UE_CONTEXT_REL_CMP:UE 文本释放完成 125

概述

本文通过对重要概念的阐述，为信令流程的解析做铺垫，随后讲解LTE中重要信令流程，让大家熟悉各个物理过程是如何实现的，其次通过异常信令的解读让大家增强对异常信令流程的判断，再次对系统消息的解析，让大家了解系统消息的特点和携带的内容。最后通过实测信令内容讲解，说明消息的重要信元字段。

第一章 协议层与概念

1.%2 控制面与用户面

在无线通信系统中，负责传送和处理用户数据流工作的协议称为用户面；负责传送和处理系统协调信令的协议称为控制面。用户面如同负责搬运的码头工人，控制面就相当于指挥员，当两个层面不分离时，自己既负责搬运又负责指挥，这种情况不利于大货物处理，因此分工独立后，办事效率可成倍提升，在LTE网络中，用户面和控制面已明确分离开。

2.%2 接口与协议

接口是指不同网元之间的信息交互时的节点，每个接口含有不同的协议，同一接口的网元之间使用相互明白的语言进行信息交互，称为接口协议，接口协议的架构称为协议栈。在LTE中有空中接口和地面接口，相应也有对应的协议和协议栈。

图1 子层、协议栈与流

图2 子层运行方式

LTE系统的数据处理过程被分解成不同的协议层。简单分为三层结构：物理层、数据链路层L2和网络层。图1阐述了LTE系统传输的总体协议架构以及用户面和控制面数据信息的路径和流向。用户数据流和信令流以IP包的形式进行传送，在空中接口传送之前，IP包将通过多个协议层实体进行处理，到达eNodeB后，经过协议层逆向处理，再通过S1/X2接口分别流向不同的EPS实体，路径中各协议子层特点和功能如下：