LTE空口信令分析
LTE信令流程分析
UDP/IP之上的GTP-U用来传输S-GW与 eNB之间的用户平面PDU S1用户面主要功能为:
空口基本信令流程
系统消息 随机接入 寻呼 RRC连接建立、重配、重建 立、释放 测量
移动性管理
TAU 切换 小区重选
附录
LTE网络结构
基 本 概 念 网络架构
MME：移动性管理实体 PCRF：负责策略和计费控制 SGSN：业务GPRS支撑节点 HSS： 归属用户服务器
网络实体
基 本 概 念 网络架构
X2接口用户面提供eNB之间的用户数 据传输功能 X2-U接口协议栈与S1-U接口协议栈 完全相同
3GPP各状态间转换
基 本 概 念 UE的工作模式与状态
各系统状态转移图
GSM_Connected CELL_DCH Handover E-UTRA RRC_CONNECTED Handover GPRS Packet transfer mode CCO, Reselection Connection establishment/release
Bear(承载) in LTE
Radio Bearer承载空口RRC信令和NAS信令 S1 Bearer 承载eNB与MME间S1-AP信令 NAS消息也可作为NAS PDU附带在RRC消息中发送
E-UTRAN EPC Internet
UE
eNB
S-GW
P-GW
Peer Entity
End-to-end Service
LTE软采集信令分析系统及解决方案
服务交付经验
华星创业是业界数据业务产品和服务的主流提供厂家，帮助多个省市开展234G 数据业务分析优化项目，典型的服务案例如下： 广东移动
在业界主流厂家竞争激烈的环境下中标多个数据业务项目，涉及共享层应用（ OTT资源、切换性能）开发，独立 的信令采集规模达到15个SGSN和2个MME、4个SGW ，覆盖约800万23G用户和60万LTE用户，输出突出的项目 成果，被评为“优化合作伙伴”
信令监测 类应用 协议转化单元 数据分发单元
共享平台
接入 模块
管理模块 业Βιβλιοθήκη 管理 单元 系统管理 单元IF3
共享层
信令分析单元 信令预处理单元 信令处 理模块
BOSS
存储模块 CDR话单
IF4
中国移动全 国网管系统 监控平台
IF1
软采层
流量汇聚适配器(SCA)
OMC
monitor
S- GW
monitor
PDN- GW
monitor
eNB
S1- MME,S1-U,S5,S6A,Gx,S8,S10,S11
LTE软采具体内容
软采数据包括Uu、X2、Uu-extend三部分内容：
Uu口：采集Uu接口的标准信令；X2口：采集X2接口的标准信令；Uu-extend：8个MR相关指标；
事件ID
0x02040002 0x02040003 0x02048002 0x02048001
专项评估分析内容
统计网络承载用户量和 RB利用率，对小区容量 利用率进行评估分析 通过用户和小区维度分 析网络覆盖较差区域， 主动发现网络问题 分析网络上下行链路质量， 统计无线质量差区域，发 现并定位网络问题 对引起切换的原因进行统 计分析，定位切换失败原 因
LTE空口信令流程详解
LTE空口信令流程详解LTE空口信令流程详解1、附着信令流程1.1 、Attach附着信令流程（统计时延：红色的为开始和结束信令）EPS MM Attach requestEPS MM Unknown(0x0734)UL CCCH rrcConnectionRequestDL CCCH rrcConnectionSetupUL DCCH rrcConnectionSetupCompleteDL DCCH rrcConnectionReconfigurationDL DCCH dlInformationTransferUL DCCH rrcConnectionReconfigurationComplete EPS MM Security protected NAS messageEPS MM Authentication requestEPS MM Authentication responseEPS MM Unknown(0x077B)UL DCCH ulInformationTransferDL DCCH dlInformationTransferEPS MM Security protected NAS messageEPS MM Security mode commandEPS MM Security mode completeEPS MM Unknown(0x0790)UL DCCH ulInformationTransferDL DCCH ueCapabilityEnquiryUL DCCH ueCapabilityInformationDL DCCH securityModeCommandDL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationComplete EPS MM Security protected NAS messageEPS MM Attach acceptEPS SM Activate default EPS bearer context request EPS SM Activate default EPS bearer context accept EPS MM Attach completeEPS MM Unknown(0x072D)UL DCCH ulInformationTransferDL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationComplete1.2、Detach去附着信令流程（统计时延：红色的为开始和结束信令）EPS MM Detach requestEPS MM Unknown(0x0734)UL DCCH ulInformationTransferDL DCCH dlInformationTransferEPS MM Security protected NAS message EPS MM Detach acceptDL DCCH rrcConnectionReleaseEPS SM PDN connectivity request1.3、前台测试中Detach & Attach信令流程2、呼叫业务信令流程2.1、UE主叫信令流程（统计时延：红色的为开始和结束信令）EPS MM Extended service requestUL CCCH rrcConnectionRequestDL CCCH rrcConnectionSetupUL DCCH rrcConnectionSetupCompleteDL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationComplete DL DCCH securityModeCommandDL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationComplete DL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationComplete 2.2、UE被叫信令流程（统计时延：红色的为开始和结束信令）DL PCCH PagingEPS MM Extended service requestUL CCCH rrcConnectionRequestDL CCCH rrcConnectionSetupUL DCCH rrcConnectionSetupCompleteDL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationComplete DL DCCH securityModeCommandDL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationComplete DL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationComplete 2.3、前台测试中UE主叫、切换L3信令流程2.4、后台软件中掉线、接入、RRC连接的L3信令与对应的Event 事件3、重选与切换信令流程3.1、小区重选信令流程DL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1DL BCCH:DL SCH systemInformationDL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1DL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1DL BCCH:DL SCH systemInformationDL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1DL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1DL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType13.2、基站同频切换信令流程（统计时延：红色的为开始和结束信令）UL DCCH measurementReportDL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationComplete DL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationComplete DL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1DL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1DL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1DL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1DL BCCH:DL SCH systemInformation3.3、基站间同频切换信令流程（统计时延：红色的为开始和结束信令）UL DCCH measurementReportDL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationComplete DL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1DL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationComplete 4、跟踪区域更新信令流程4.1、新小区所属跟踪区域不在终端跟踪区域列表令流程4.2、周期性跟踪区域更新信令流程4.2、ENODEB间同频切换及TAU更新流程4.2、ENODEB间同频切换MR中的消息。
LTE空口切换信令同频切换
TDD-LTE基本概念
网络架构
测量与切换
Uu口信令流程图 测量过程 MR不响应案例
同频切换优化
A3详解 CIO介绍
附录
E-UTRAN网络结构
基本概念
LTE网络架构
网络架构
网络实体
基本概念
网络架构
LTE网络实体PC, Evolved Packet Core ）
切换分类
同一个eNB内的切换 基于X2口的切换 基于S1口的切换
切换判决准备——测控及测报
基站根据不同的需要利用移动性管理算法给UE下发不同种类的测量任务，在RRC重 配消息中携带 MeasConfig 信元给UE下发测量配置
UE收到配置后，对测量对象实施测量，并用测量上报标准进行结果评估，当评估测 量结果满足上报标准后向基站发送相应的测量报告
附录
RRC
空 口 信 令
切换与测量
Uu信令流程图
测量过程 测量与切换
测量过程
测量过程步骤
测量配置：由eNB通过RRCConnectionReconfiguration消
息携带的measConfig信元将测量配置消息通知给UE，即下
发测量控制。
测量执行：UE会对当前服务小区进行测量，并根据
MR不响应案例-1
现象
以2:06:36发生的8次MR没有响应为例。 终端服务小区为三台山2，每隔200ms上报一次A3事件的MR，前8次上报的邻区PCI都
为145，为苏堤南口2小区。最后的MR中RSRP比服务小区RSRP高7dB。
而最后一次MR中，增加了一个邻区，PCI为144，RSRP比服务小区高5dB
事件进入条件：Mn + Ofn + Ocn - Hys > Ms + Ofs + Ocs + Off 事件离开条件：Mn + Ofn + Ocn + Hys < Ms + Ofs + Ocs + Off
LTE空口信令解析（附着到FTP业务流程）
LTE空⼝信令解析（附着到FTP业务流程）LTE空⼝信令解析（附着到进⾏FTP业务流程）
⼀、信令流程简介
1.1附着信令流程
UE开机或者飞⾏模式后进⾏⼩区选择，读取系统消息后，进⾏附着流程，附着流程包括
1、UE随机接⼊，RRC建⽴阶段；
2、UE能⼒认证；
3、UE⾝份认证；
4、NAS层鉴权加密（可选,初始附着除外）
5、NAS层安全模式；
6、AS侧安全模式；
7、建⽴E-RAB承载；
8、激活默认承载；
1.2FTP业务信令流程
UE在空闲态，如果要接收数据或者发送数据，UE会经历⼀下⼏个流程：
1、随机接⼊，建⽴RRC连接；
2、UE⾝份认证；
3、AS层安全模式；
4、建⽴E-RAB承载；
5、进⾏数据传输
UE在连接态要传数据，层3信令⽆明显特征；层1⽅⾯，假如存在PUSCH信道，随时可以传输数据，假如不存在，需通过PUCCH SR进⾏上⾏资源申请，如果PUCCH SR申请不到信道，UE会发起RACH竞争接⼊申请资源，RACH竞争不到，UE 掉线，进⼊空闲态。
1.3 切换信令流程
切换流程⼀般包括测量控制下发，测量报告上报，测量判决，测量执⾏，信令流程图如下：
⼆、关键信令说明
2.1System Information Block Type1
2.2System Information Block Type2（其他系统消息也是与SIB2组合在⼀
起在SI消息中下发，SI系统消息可能会包含多个SIB，这⾥不详细列举，⽐如SIB3/SIB4携带同频重选参数信息,SIB5携带异频重选参数信息，SIB6-8携带异系统重选参数信息等）。
12 LO_SP3002_C01 LTE空口协议及信令流程 77.ppt [兼容模式]
![12 LO_SP3002_C01 LTE空口协议及信令流程 77.ppt [兼容模式]](https://img.taocdn.com/s3/m/b553f160e45c3b3567ec8b63.png)
LTE空口协议及信令流程教学目标教学内容LTE空口协议介绍LTE 系统架构p eNode B间的接口MME / S-GWMME / S-GWS1p Mobility Management p Serving Gatewayp MME/SGW 与eNode B 的接口EPCE-UTRANEPSX2LTE/SAE系统结构演进SGiS4S3S1-MMEPCRFS7S6aLTE 网元功能MMEServing GWPDN GWE-Node BØNAS 信令以及安全性功能Ø3GPP 接入网络移动性导致的CN 节点间信令Ø空闲模式下UE 跟踪和可达性Ø漫游Ø鉴权Ø承载管理功能（包括专用承载的建立）Ø支持UE 的移动性切换用户面数据的功能ØE-UTRAN 空闲模式下行分组数据缓存和寻呼支持Ø数据包路由和转发Ø上下行传输层数据包标记Ø基于用户的包过滤Ø合法监听ØIP 地址分配Ø上下行传输层数据包标记ØDHCPv4和DHCPv6（client 、relay 、server ）具有现3GPP Node B 全部和RNC 大部分功能，包括：Ø物理层功能ØMAC 、RLC 、PDCP 功能ØRRC 功能Ø资源调度和无线资源管理Ø无线接入控制Ø移动性管理LTE 协议结构信令流数据流E-Node BPHYUEPHYMAC RLC MAC MMERLC NASNAS RRCRRC PDCP PDCP APPUDP GTPU IPS1APSCTPSGWIPUDP GTPU IPSCTP S1AP X2AP控制面协议架构UE eNode-B MMEUE eNode-B MME行的功能: 保护用户面协议架构UEeNode-BMMESAE Gateway用户面协议架构UE eNode-BMMEEPS 承载业务架构Radio S5/S8S1Gi承载概念n GBR/ Non-GBR 承载：在承载建立或修改过程中通过例如eNode B接纳控制等功能永久分配专用网络资源给某个保证比特速率（Guaranteed Bit Rate，GBR）的承载，可以确保该承载的比特速率。
LTE空口信令流程详解汇总-主叫信令详解
Cell_ID CP_type ant[0] RSRP : -105.00dBm RSRQ : -7.00dB RSSI : -81.00dBm ant[1] RSRP : -104.00dBm RSRQ : -7.00dB RSSI : -79.00dBm ant[2] RSRP : 0.00dBm RSRQ : 0.00dB RSSI : 0.00dBm ant[3]
Cell_ID CP_type ant[0] RSRP : -105.00dBm RSRQ : -7.00dB RSSI : -81.00dBm ant[1] RSRP : -104.00dBm RSRQ : -7.00dB
: 166 : Short(Normal)
LPHY Channel Quality Info LPHY PHICH Info LL1 Sync Info
LRRC State Variables Info
DL-DCCH
nDataLength : 21 Data :
04 00 11 00 26 10 10 00 00 04 00 FA 32 20 03 5E 15 2B C4 A7
value DL-DCCH-Message ::= message c1 : rrcConnectionReconfiguration : rrc-TransactionIdentifier 3 criticalExtensions c1 : rrcConnectionReconfiguration-r8 : measurementConfiguration measObjectToRemoveList measObjectId 1
LTE空口信令经过流程详解
LTE空口信令流程详解以及相关优化案例汇总1、附着信令流程1.1 、Attach附着信令流程（统计时延：红色的为开始和结束信令）EPS MM Attach requestEPS MM Unknown(0x0734)UL CCCH rrcConnectionRequestDL CCCH rrcConnectionSetupUL DCCH rrcConnectionSetupCompleteDL DCCH rrcConnectionReconfigurationDL DCCH dlInformationTransferUL DCCH rrcConnectionReconfigurationCompleteEPS MM Security protected NAS messageEPS MM Authentication requestEPS MM Authentication responseEPS MM Unknown(0x077B)UL DCCH ulInformationTransferDL DCCH dlInformationTransferEPS MM Security protected NAS messageEPS MM Security mode commandEPS MM Security mode completeEPS MM Unknown(0x0790)UL DCCH ulInformationTransferDL DCCH ueCapabilityEnquiryUL DCCH ueCapabilityInformationDL DCCH securityModeCommandDL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationComplete EPS MM Security protected NAS messageEPS MM Attach acceptEPS SM Activate default EPS bearer context request EPS SM Activate default EPS bearer context accept EPS MM Attach completeEPS MM Unknown(0x072D)UL DCCH ulInformationTransferDL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationCompleteattach.xlsAttach信令流程详解1.2、Detach去附着信令流程（统计时延：红色的为开始和结束信令）EPS MM Detach requestEPS MM Unknown(0x0734)UL DCCH ulInformationTransferDL DCCH dlInformationTransferEPS MM Security protected NAS message EPS MM Detach acceptDL DCCH rrcConnectionReleaseEPS SM PDN connectivity requestdeatch.xlsDetach信令流程详解2、呼叫业务信令流程2.1、UE主叫信令流程（统计时延：红色的为开始和结束信令）EPS MM Extended service requestUL CCCH rrcConnectionRequestDL CCCH rrcConnectionSetupUL DCCH rrcConnectionSetupCompleteDL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationComplete DL DCCH securityModeCommandDL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationComplete DL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationCompleteUE 主叫信令.xlsUE主叫信令流程详解2.2、UE被叫信令流程（统计时延：红色的为开始和结束信令）DL PCCH PagingEPS MM Extended service requestUL CCCH rrcConnectionRequestDL CCCH rrcConnectionSetupUL DCCH rrcConnectionSetupCompleteDL DCCH rrcConnectionReconfigurationrrcConnectionReconfigurationComplet UL DCCHeDL DCCH securityModeCommandDL DCCH rrcConnectionReconfigurationrrcConnectionReconfigurationCompl UL DCCHeteDL DCCH rrcConnectionReconfigurationrrcConnectionReconfigurationComplet UL DCCHeUE 被叫信令.xlsUE被叫信令流程详解3、重选与切换信令流程3.1、小区重选信令流程DL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1 DL BCCH:DL SCH systemInformationDL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1 DL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1 DL BCCH:DL SCH systemInformationDL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1 DL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1 DL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1重选.xls重选信令流程详解3.2、基站内同频切换信令流程（统计时延：红色的为开始和结束信令）UL DCCH measurementReportDL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationComplete DL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationComplete DL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1DL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1DL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1DL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1DL BCCH:DL SCH systemInformation基站内同频切换信令流程详解基站内同频切换信令.xls3.3、基站间同频切换信令流程（统计时延：红色的为开始和结束信令）UL DCCH measurementReportDL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationComplete DL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1DL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationComplete基站间同频切换信令流程详解基站间同频切换信令.xls4、跟踪区域更新信令流程4.1、新小区所属跟踪区域不在终端跟踪区域列表中信令流程4.2、周期性跟踪区域更新信令流程六、优化案例9.1、PUSCH BLER高案例问题现状：最近在上南路高青路做业务测试时发现PUSCH BLER较高，分别对Cell175进行了多次不同状态下的测试，分别为由其他小区切换至Cell175、处于定点状态下占用Cell175、处于移动状态下稳定占用Cell175进行测试，在这三种状态下，Cell175的PUSCH BLEW均很高，同时，在占用Cell175的时候，UE会多次出现重建的情况。
LTE基本概念及信令流程分析分解
LTE基本概念及信令流程分析分解LTE（Long Term Evolution）是一种第4代（4G）移动通信技术，具有高速数据传输、低延迟、更高的频谱效率和更好的覆盖范围等特点。
LTE基本概念及信令流程分析分解如下：1.基本概念：a.用户面：用户面是指移动设备和LTE网络之间传输数据的部分，主要涉及无线链路、空中接口等。
LTE使用OFDMA（正交频分多址）和MIMO （多输入多输出）等技术，提供高速数据传输和频谱效率。
b.控制面：控制面是指移动设备和LTE网络之间传输控制信息的部分，主要涉及信令过程、协议等。
控制面用于管理无线资源、连接建立和维护等功能，确保通信的可靠性和稳定性。
2.信令流程分析分解：a.接入过程：i.基站选择：移动设备通过扫描周围的基站，选择信号强度最强的基站作为接入点。
ii. 尝试连接：移动设备发送连接请求（RRC Connection Request）给选择的基站。
iii. 寻呼过程：基站通过广播信道向所有连接到该基站的设备发送寻呼消息，通知设备建立连接。
iv. 建立连接：设备收到寻呼消息后，发送连接确认（RRC Connection Setup）给基站确认建立连接。
v.建立数据通路：设备和基站之间建立数据通路，以实现数据传输。
b.数据传输过程：i.资源分配：基站分配资源给设备，包括子载波、时隙等。
ii. 数据传输：设备通过无线链路向基站发送数据，基站收到数据后进行解码和分析。
iii. 反馈信息：基站发送ACK/NACK（确认/否认）给设备，告知数据传输是否成功。
iv. 集束赋形：如果使用了MIMO技术，则基站根据反馈信息调整天线的赋形，提高信号质量和数据传输速率。
v. 端到端延迟控制：LTE通过QCI（QoS Class Identifier）来实现不同业务的延迟控制，保证对延迟敏感的应用（如VoIP）具有较低的延迟。
c.连接释放过程：i. 释放请求：设备发送连接释放请求（RRC Connection Release）给基站，请求释放连接。
LTE信令分析
LTE信令分析一、概述：本文信令内容为2011年6月杭州LTE实验网期间，采用NSN的网络设备，数据卡终端为创毅，测试软件使用CDS吐出的信令内容。
由于试验网期间网络、终端、测试软件都没有完全成熟，所以信令内容只局限于现有试验网阶段。
以下是终端空闲态、RRC连接态做业务涉及到的所有信令内容。
从消息看主要是无线资源控制层RRC消息和非接入层NAS消息。
NAS高层消息不再多做描述，主要对RRC层消息做简单介绍。
RRC: RRCConnectionRequestRRC: RRCConnectionSetupNAS: Attach RequestNAS: Authentication RequestNAS: Authentication ResponseNAS: Security Mode CommandNAS: Security Mode CompleteRRC: UECapabilityEnquiryRRC: UECapabilityInformationNAS: Attach AcceptRRC: RRCConnectReconfigurationCompleteNAS: Attach CompleteRRC: RRCConnectionReleaseRRC: MasterInformationBlockRRC: PagingRRC: MeasurementReport二、信令流程1.切换流程：待补充2.重选信令流程重选过程是RRC空闲状态下的流程，只有2条信令：RRC: RRCConnectionRequest、RRC: MasterInformationBlock。
如下图所示：3.FTP信令流程：待补充三、详细信令1.RRC层信令内容业务和功能广播和 NAS 相关的系统消息广播和 AS 相关的系统消息寻呼建立、维护和释放终端和 E-UTRAN 之间的RRC 链接包括分配临时的终端标识，配置信令承载安全功能包括密钥的管理建立、维护和释放点对点的无线承载移动性管理功能，包括测量控制和上报、切换、小区选择和重选、切换时 RRC 上下文传递广播 MBMS 业务建立、维护和释放 MBMS 无线承载QoS 管理功能终端测量控制和上报上下行透明传递 NAS 消息1)RRC: RRCConnectionRequestMessage type: CCCH_ULDirection: UplinkComputer Timestamp: 14:57:41.890uL-CCCH-Messagemessagec1rrcConnectionRequestcriticalExtensionsrrcConnectionRequest-r8ue- IdentityrandomValue: 1101110111011101110111011101110111011101establishmentCause : mo-Signallingspare : 05D DD DD DD DD D6主要内容：终端身份、建立原因。
最新(完美版)01 LO_SP2002_C01 LTE空口协议及信令流程
LTE空口协议及信令流程课程目标：●了解LTE空口协议●了解LTE基本信令流程目录第1章 LTE空口协议 (1)1.1 LTE网络架构 (1)1.2 EPC与E-UTRAN功能划分 (2)1.3 E-UTRAN接口的通用协议模型 (4)1.4 LTE空口协议 (4)1.4.1 控制面协议 (4)1.4.2 用户面协议 (5)1.4.3 空口协议功能介绍 (6)1.5 LTE接口介绍 (11)1.5.1 S1接口 (11)1.5.2 X2接口 (13)1.6 承载相关概念 (15)1.6.1 EPS承载架构 (15)1.6.2 承载概念 (15)1.6.3 连接概念 (17)第2章 LTE信令流程 (19)2.1 小区搜索随机接入 (19)2.1.1 小区搜索 (19)2.1.2 随机接入 (20)2.2 开机附着、去附着流程 (22)2.2.1 开机附着流程 (22)2.2.2 去附着流程 (24)2.3 Service Request流程 (28)2.4 寻呼流程 (30)2.4.1 系统信息改变触发的寻呼 (30)2.4.2 MME触发的寻呼 (30)2.5 TAU流程 (31)2.5.1 IDLE态TAU过程 (31)2.5.2 Connected态TAU过程 (34)2.6 切换流程 (36)2.6.1 Inter-eNB X2 HandOver (36)2.6.2 Inter-eNB S1 HandOver (38)2.7 专用承载流程 (40)2.7.1 专用承载建立流程 (40)2.7.2 专用承载修改流程（通过专有消息） (43)2.7.3 专用承载释放流程 (45)第1章LTE空口协议知识点●LTE网络架构●EPC与E-UTRAN功能划分●E-UTRAN接口的通用协议模型●LTE空口协议●S1、X2接口介绍●承载相关介绍1.1 LTE网络架构LTE的系统架构分成两部分，包括演进后的核心网EPC（MME/S-GW）和演进后的接入网E-UTRAN。
LTE空口质量与速率的关联分析案例
LTE空口质量与速率的关联分析1.空口质量分析数传问题定位流程：首先，判断该数传业务是UDP还是TCP业务，如果当前是TCP 流量不足，则先用UDP上下行灌包，查看UDP上下行流量能否达到峰值，一般来说，UDP 流量无法达到峰值，TCP流量也很难上去，此时则应排查UDP峰值问题。
如下图，数传定位的基本思路：2.空口质量影响因素原理根据UDP 和TCP 对比测试，可将问题隔离在是否空口还是基站以上。
针对空口问题，速率空口影响因素较多，需要通过日志分析进一步确定问题，如下是影响空口的所有相关因素。
如上图所示，影响空口速率的要素主要包括：空口资源、空口编码与覆盖、MIMO。
●空口资源表现为调度次数和RB数是否充足，需重点排查基站上游来水量及异频测量GAP等。
●空口覆盖与编码1）检查MCS选阶MCS选阶体现空口编码调制效率，直接影响到每TTI调度的TBS选择。
检查MCS是否符合要求速率。
2）检查无线信号（RSRP/SINR）根据测试终端配套软件上检查RSRP、SINR信号质量参数。
要保证测试用户获得要求速率，RSRP、SINR要满足不同的条件，比如要测理论峰值，要保证小区RSRP在-80dBm以上，SINR在25dB以上。
3）检查空口误码率（BLER）MCS选阶是根据IBLER 10%收敛进行调整的，如果空口误码率大于10%，则信号环境较差，需改善无线环境，提高下行信号质量。
若要求测试理论峰值，则误码率保证为0。
4）检查是否存在干扰当SINR较好，但MCS选阶低，需排查是否存在干扰导致。
下行，需排查邻区干扰及系统外干扰。
邻区信号强度与服务小区信号相差10dB以内，对服务小区解调有明显影响；上行，需重点排查上行干扰；上行空载时（UE关机，小区里没有业务），可以检测上行全带宽上的接收功率RSSI。
正常情况下，空载时每个RB上的RSSI应该是-120dBm左右，如果有突然升高3~5dBm 以上情况，说明上行有干扰，需要排查干扰源。
TD-LTE空口主要消息与参数
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上行功率控制参数
开环部分 闭环部分
PPUSCH (i) min{PMAX ,10log10 (M PUSCH (i)) PO_PUSCH ( j ) PL PL TF (TF (i)) f (i)}
T301
T310
T311
Transmission of Reception of RRCConnectionReestabilshmentReq RRCConnectionReestablishment or uest RRCConnectionReestablishmentReject message as well as when the selected cell becomes unsuitable Upon detecting physical layer Upon receiving N311 consecutive in-sync problems i.e. upon receiving N310 indications from lower layers, upon consecutive out-of-sync indications triggering the handover procedure and from lower layers upon initiating the connection reestablishment procedure Upon initiating the RRC connection Selection of a suitable E-UTRA cell or a re-establishment procedure cell using another RAT.
WIFI空口信令分析解决关联成功率低的案例
WIFI空口信令分析解决关联成功率低的案例1、问题描述某学院学生宿舍楼关联成功率较低，关联成功率只有54.33%，各设备关联成功率都很差。
配置AP数据时，配置人员已做过频率规划。
表1-1 设备关联成功率统计2、原因分析现场抓包分析，空口重传帧过多，以MAC地址为“984b:4a14:a820”的终端为例，该终端在抓包期间共收发541个帧，其中348帧为重传帧，重传率高达64%；图2-1 现场抓包情况1图2-2 现场抓包情况2一个完整的WIFI关联过程包括扫描、鉴权、关联3个过程，关联过程示意图如下：图2-3 WIFI关联过程而在该学生宿舍环境中，过多的重传帧导致关联过程中多个过程不能顺利完成，从监测终端的抓包情况来看，关联过程的probe response、authentication过程中都存在众多重传帧，由于重传数量过多、终端无法识别有效帧，从而导致关联失败。
图2-4 过多的重传帧导致关联过程失败较多一般情况下，导致重传率高的可能有以下几个因素：1) 空口问题：弱覆盖或空口干扰；2) 用户应用问题：部分用户使用了某些很占带宽的应用，如迅雷、在线视频等，导致其他用户抢占不到资源，不断重发数据；3) 其他设置：AP上的某些设置，如用户数限制等。
2.1 空口分析从空口的报文来看，现场空口情况良好，WIFI信号强度基本在-50dBm左右，且干扰较小，因此排除由于信号弱或空口干扰导致重传率高的可能性；图2-5 空口抓包查看信号强度及干扰情况2.2 用户应用分析从报文分类情况来看，空口存在大量802.11控制帧，802.11控制帧占比将近3/4，而相对的，数据帧占比则不到1/4，由此我们看出该环境中用户数据并没有过分抢占资源而导致终端不能正常关联。
图2-6 802.11控制帧占比很高，达到73.8%2.3 其他设置AP上影响关联成功率的其他设置包括：1) 上限用户数设置：每个SSID最大允许接入多少用户；2) 速率集设置：为保证终端选择信号良好的SSID接入，通常会对空口作低速率帧限制。
ZTE-LTE信令跟踪方法及案例分析
1.5 LTE无线网管信令跟踪---跟踪标识解析
eNodeB MME码 标识 586759 586759 586759 1 1 1 GID 17342 16641 16890 M-TMSI 3339033373 3288450704 3390024549 MME-UE-S1AP 标识 6296776 6296296 6294872
LTE
网 络 架 构
DO
多厂家设备
关注变化
一个本地网可能存在多个厂家的设备，核心网与无 线网不同设备厂家时，目前实现端到端信令跟踪比 较难。
用户标识
无线侧没有固定不变的用户标识，比如IMSI、 MEID，单用户跟踪要与核心网联合开展。
4
1.3 LTE无线网管信令跟踪---模块功能（中兴）
中兴LTE网管：NetMumen U31 版本：V12.13.44 信令跟踪模块：网元管理--->系统工具 中兴信令跟踪（实时）最大同时支持小 区15个，且基站不超过5个，15个以上小区 的信令跟踪需要建立非实时任务；任务管理 （包括信令跟踪、CDT和MR）最大支持30 个任务同时运行。
LTE信令跟踪方法及案例分析
湖北电信公司
郑成林
2014年10月29日
讲 课 提 纲
一、LTE无线侧信令跟踪方法及案例
二、LTE核心网信令跟踪介绍
三、探针系统信令跟踪方法及案例
2
1.1 LTE信令跟踪概述---关键作用
信令跟踪颗粒度： 单用户跟踪 小区级跟踪 全网采集分析 信令跟踪类型： UU口（空口） X2口 S1口 S5/8 S6a等 跟踪方式 实时跟踪 非实时跟踪
测量上报
IDLE态下，UE不上报，仅做小区重选；连接态下UE进行测 量上报 事件触发一次上报 触发事件有A1—A5，B1，B2 上报次数为一次 UE忽略上报间隔配置 周期性上报 触发类型为周期，包含上报CGI、上报最强小区、SON 目的上报最强小区 事件触发周期上报（事件触发上报与周期性上报的结合） 触发事件有A1—A5，B1，B2
LTE信令流程分析
寻呼过程
UE监听网络侧的寻呼信息，确 认是否被寻呼，并准备进行接 入。
随机接入过程
UE发起随机接入请求，网络侧 立过程
UE与网络侧完成连接建立，包 括安全上下文和NAS安全上下
文的建立。
连接管理流程
概述
连接建立过程
描述了LTE网络如何管理和维护与UE的连接 ，包括连接建立、保持和释放等步骤。
数据传输问题与解决方案
数据传输问题
数据传输问题主要表现在终端在进行数 据传输时出现速度慢、丢包、延迟高等 现象。
VS
解决方案
针对数据传输问题，可以采取以下措施进 行排查和解决：优化网络结构，提高网络 设备的转发效率和数据处理能力；加强网 络安全防护，防止恶意攻击和流量拥塞； 采用QoS（Quality of Service）技术对数 据传输进行优先级管理，确保重要数据的 快速传输。
LTE信令流程分析
• LTE网络概述 • 信令流程分析 • 信令流程优化 • 信令流程中的问题与解决方案
01
LTE网络概述
LTE网络架构
LTE网络主要由eNodeB和EPC（Evolved Packet Core）组成，其中eNodeB负责无线接入，EPC负责 核心网功能。
eNodeB在LTE网络中起到汇聚和分发的作用，负责用户数据传输、无线资源管理和移动性管理等功能。
UE发起连接建立请求，网络侧响应并返回 连接建立成功或失败的信息。
连接保持过程
连接释放过程
网络侧定期发送信令给UE，确认连接状态， 并处理UE发送的数据。
当需要释放连接时，网络侧发送释放连接的 信令给UE，并释放相关资源。
数据传输流程
概述
描述了LTE网络如何传输数据给UE， 包括数据传输、调度和重传等步骤。
3.LTE信令流程解析
UE
eNB
1
Random Access Preamble
0
RA Preamble assignment
Random Access Response
2
Random Access Preamble
3 Scheduled Transmission
1
2
Contention Resolution 4
Random Access Response
S1
EPS
eNode B
MME/SGW 与 eNode B的接 口
E-UTRAN
X2 X2 eNode B Uu
X2
eNode B
UE
eNode B间的接口
Evolved Packet System – EPS
Evolved Packet Core – EPC
LTE/SAE系统结构演进
连接概念
Uu空口(X1)：UE与eNode B之间的空中接口。 S1接口： eNode 与EPC之间的接口。 UE-associated logical S1-connection：UE相关S1逻辑连接， 对于某个UE-associated logical S1-connection在MME侧用 MME UE S1AP ID 标识，在 eNB侧用eNB UE S1AP ID 标 识，此连接可能在S1 UE context 建立之前存在。 NAS signalling connection：NAS信令连接，是UE与MME 之间端到端的连接，NAS信令连接包括“LTE-Uu”空口的 RRC连接和S1口的S1 AP连接。
各系统消息作用
基 本 概 念 无线网系统消息
LTE空口信令流程详解
LTE空口信令流程详解以及相关优化案例汇总1、附着信令流程1.1 、Attach附着信令流程（统计时延：红色的为开始和结束信令）EPS MM Attach requestEPS MM Unknown(0x0734)UL CCCH rrcConnectionRequestDL CCCH rrcConnectionSetupUL DCCH rrcConnectionSetupCompleteDL DCCH rrcConnectionReconfigurationDL DCCH dlInformationTransferUL DCCH rrcConnectionReconfigurationCompleteEPS MM Security protected NAS messageEPS MM Authentication requestEPS MM Authentication responseEPS MM Unknown(0x077B)UL DCCH ulInformationTransferDL DCCH dlInformationTransferEPS MM Security protected NAS messageEPS MM Security mode commandEPS MM Security mode completeEPS MM Unknown(0x0790)UL DCCH ulInformationTransferDL DCCH ueCapabilityEnquiryUL DCCH ueCapabilityInformationDL DCCH securityModeCommandDL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationCompleteEPS MM Security protected NAS messageEPS MM Attach acceptEPS SM Activate default EPS bearer context requestEPS SM Activate default EPS bearer context acceptEPS MM Attach completeEPS MM Unknown(0x072D)UL DCCH ulInformationTransferDL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationCompleteattach.xlsAttach信令流程详解1.2、Detach去附着信令流程（统计时延：红色的为开始和结束信令）EPS MM Detach requestEPS MM Unknown(0x0734)UL DCCH ulInformationTransferDL DCCH dlInformationTransferEPS MM Security protected NAS messageEPS MM Detach acceptDL DCCH rrcConnectionReleaseEPS SM PDN connectivity requestdeatch.xlsDetach信令流程详解2、呼叫业务信令流程2.1、UE主叫信令流程（统计时延：红色的为开始和结束信令）EPS MM Extended service requestUL CCCH rrcConnectionRequestDL CCCH rrcConnectionSetupUL DCCH rrcConnectionSetupCompleteDL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationComplete DL DCCH securityModeCommandDL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationComplete DL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationCompleteUE 主叫信令.xlsUE主叫信令流程详解2.2、UE被叫信令流程（统计时延：红色的为开始和结束信令）DL PCCH PagingEPS MM Extended service requestUL CCCH rrcConnectionRequestDL CCCH rrcConnectionSetupUL DCCH rrcConnectionSetupCompleteDL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationComplete DL DCCH securityModeCommandDL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationComplete DL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationCompleteUE 被叫信令.xlsUE被叫信令流程详解3、重选与切换信令流程3.1、小区重选信令流程DL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1 DL BCCH:DL SCH systemInformationDL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1 DL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1 DL BCCH:DL SCH systemInformationDL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1 DL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1 DL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1重选.xls重选信令流程详解3.2、基站内同频切换信令流程（统计时延：红色的为开始和结束信令）UL DCCH measurementReportDL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationComplete DL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationComplete DL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1DL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1DL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1DL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1DL BCCH:DL SCH systemInformation基站内同频切换信令流程详解基站内同频切换信令.xls3.3、基站间同频切换信令流程（统计时延：红色的为开始和结束信令）UL DCCH measurementReportDL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationComplete DL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1DL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationComplete基站间同频切换信令流程详解基站间同频切换信令.xls4、跟踪区域更新信令流程4.1、新小区所属跟踪区域不在终端跟踪区域列表中信令流程4.2、周期性跟踪区域更新信令流程六、优化案例9.1、PUSCH BLER高案例问题现状：最近在上南路高青路做业务测试时发现PUSCH BLER较高，分别对Cell175进行了多次不同状态下的测试，分别为由其他小区切换至Cell175、处于定点状态下占用Cell175、处于移动状态下稳定占用Cell175进行测试，在这三种状态下，Cell175的PUSCH BLEW均很高，同时，在占用Cell175的时候，UE会多次出现重建的情况。
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LTE空口信令流程详解1、附着信令流程1.1 、Attach附着信令流程（统计时延：红色的为开始和结束信令）EPS MM Attach requestEPS MM Unknown(0x0734)UL CCCH rrcConnectionRequestDL CCCH rrcConnectionSetupUL DCCH rrcConnectionSetupCompleteDL DCCH rrcConnectionReconfigurationDL DCCH dlInformationTransferUL DCCH rrcConnectionReconfigurationCompleteEPS MM Security protected NAS messageEPS MM Authentication requestEPS MM Authentication responseEPS MM Unknown(0x077B)UL DCCH ulInformationTransferDL DCCH dlInformationTransferEPS MM Security protected NAS messageEPS MM Security mode commandEPS MM Security mode completeEPS MM Unknown(0x0790)UL DCCH ulInformationTransferDL DCCH ueCapabilityEnquiryUL DCCH ueCapabilityInformationDL DCCH securityModeCommandDL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationCompleteEPS MM Security protected NAS messageEPS MM Attach acceptEPS SM Activate default EPS bearer context request EPS SM Activate default EPS bearer context accept EPS MM Attach completeEPS MM Unknown(0x072D)UL DCCH ulInformationTransferDL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationCompleteattach.xlsAttach信令流程详解1.2、Detach去附着信令流程（统计时延：红色的为开始和结束信令）EPS MM Detach requestEPS MM Unknown(0x0734)UL DCCH ulInformationTransferDL DCCH dlInformationTransferEPS MM Security protected NAS messageEPS MM Detach acceptDL DCCH rrcConnectionReleaseEPS SM PDN connectivity requestdeatch.xlsDetach信令流程详解2、呼叫业务信令流程2.1、UE主叫信令流程（统计时延：红色的为开始和结束信令）EPS MM Extended service requestUL CCCH rrcConnectionRequestDL CCCH rrcConnectionSetupUL DCCH rrcConnectionSetupCompleteDL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationComplete DL DCCH securityModeCommandDL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationComplete DL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationCompleteUE 主叫信令.xlsUE主叫信令流程详解2.2、UE被叫信令流程（统计时延：红色的为开始和结束信令）DL PCCH PagingEPS MM Extended service requestUL CCCH rrcConnectionRequestDL CCCH rrcConnectionSetupUL DCCH rrcConnectionSetupCompleteDL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationComplete DL DCCH securityModeCommandDL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationComplete DL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationCompleteUE 被叫信令.xlsUE被叫信令流程详解3、重选与切换信令流程3.1、小区重选信令流程DL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1 DL BCCH:DL SCH systemInformationDL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1 DL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1 DL BCCH:DL SCH systemInformationDL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1 DL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1 DL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1重选.xls重选信令流程详解3.2、基站内同频切换信令流程（统计时延：红色的为开始和结束信令）UL DCCH measurementReportDL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationComplete DL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationComplete DL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1DL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1DL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1DL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1DL BCCH:DL SCH systemInformation基站内同频切换信令流程详解基站内同频切换信令.xls3.3、基站间同频切换信令流程（统计时延：红色的为开始和结束信令）UL DCCH measurementReportDL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationComplete DL BCCH:DL SCH systemInformationBlockType1DL DCCH rrcConnectionReconfigurationUL DCCH rrcConnectionReconfigurationComplete基站间同频切换信令流程详解基站间同频切换信令.xls4、跟踪区域更新信令流程4.1、新小区所属跟踪区域不在终端跟踪区域列表中信令流程4.2、周期性跟踪区域更新信令流程六、优化案例9.1、PUSCH BLER高案例问题现状：最近在上南路高青路做业务测试时发现PUSCH BLER较高，分别对Cell175进行了多次不同状态下的测试，分别为由其他小区切换至Cell175、处于定点状态下占用Cell175、处于移动状态下稳定占用Cell175进行测试，在这三种状态下，Cell175的PUSCH BLEW均很高，同时，在占用Cell175的时候，UE会多次出现重建的情况。
上南路高青路问题路段调整前测试情况：在切换占用上Cell175以后测试情况截图在定点状态下处于移动状态稳定占用Cell175调整措施：对Cell175进行了Lock&Unlock操作。
调整后复测情况说明：在对Cell175进行了相应的调整以后，在原问题路段及进行复测，复测过程中发现：原先切换至Cell175(Cell177切换至Cell175以及Cell174切换至Cell175)均会出现PUSCH BLEW偏高的问题已经得到了解决。
调整后，在切换占用上Cell175的时候，PUSCH BLEW值维持在10以下，原先在Cell175的过程中会频繁重建的问题也得到了解决。
调整后复测情况如下图所示：后续问题：已经抓取了UE侧和eNB侧的相关Trace，准备进一步分析定位问题。
9.2、天馈调整案例问题现状：在上南路永泰路路段附近进行业务测试时，UE在Cell183和Cell181之间切换的过程中会出现SNR突降，同时检测到许多奇怪的Cell ID的情况，导致切换失败事件频发。
怀疑是Cell181和Cell183小区之间的干扰所导致的，准备对Site61的天馈进行了相应的排查和调整。
Site61基站查勘情况1、Site61 Cell183 方位角由325度调整为355度，下倾角由0度调整为6度；Cell183方位角调整情况说明：如上图所示：由于Site61——PD125的实际位置与规划位置存在偏差，故对Cell183的天线方位角由325度调整为355度；同时，Cell183的电子下倾角由于工程的原因未进行下压，故今天将其由0度调整为6度。
2、Site61 Cell184 方位角保持160度不变，下倾角由0度调整为4度。
Cell184的电子下倾角由于工程原因未进行下压，故将其由0度调整为4度，Cell184的实际方位角为160度，已经处于最佳角度，故未进行调整。