TD-LTE呼叫信令流程分析

TD-LTE呼叫信令流程分析2011年评审通过
1文档介绍
1.1 文档目的
预期的读者是ENODEB软件工程师、软件测试工程师以及网规网优人员。

1.2 文档范围
本文分析了SERVICE REQUEST、专用承载建立、修改和释放过程中涉及的各条消息以及每条消息中包含的IE。

1.3 参考资料
【1】LTE_call_processing_entity_msg_flow_zengzhaohui.vsd
【2】3GPP TS 36.413 S1 Application Protocol (S1AP)（Release 9）
【3】3GPP TS 24.301 Non-Access-Stratum (NAS) protocol for Evolved Packet System (EPS) （Release 9）
【4】3GPP TS 36.331 Radio Resource Control (RRC) （Release 9）
1.4 术语和缩略语定义
略。

2公用子流程
2.1.1RRC连接建立
2.1.1.1 RRC连接建立相关流程
图
2-1: RRC连接的成功建立流程
图2-2: RRC连接建立，网络侧发起拒绝
2.1.1.2 关键消息
RRCConnectionRequest
RRCConnectionRequest消息用于请求建立RRC连接。

该消息的一些具体信息为：
信令承载：
SRB0
RLC-SAP：TM
逻辑信道：CCCH
消息的主要IE：第四节所附EXCEL文档
RRCConnectionSetup
RRCConnectionSetup消息用于建立SRB1。

该消息的一些具体信息为：
信令承载：
SRB0
RLC-SAP：TM
逻辑信道：CCCH
消息的主要IE：第四节所附EXCEL文档
RRCConnectionSetupComplete
RRCConnectionSetupComplete消息表示成功建立RRC连接。

该消息的一些具体信息为：
信令承载：SRB1 RLC-SAP ：AM 逻辑信道：DCCH
消息的主要IE ：第四节所附EXCEL 文档
RRCConnectionReject
RRCConnectionReject 消息用于拒绝RRC 连接建立操作。

该消息的一些具体信息为： 信令承载：SRB0 RLC-SAP ：TM 逻辑信道：CCCH
消息的主要IE ：第四节所附EXCEL 文档 2.1.2
初始UE 消息
2.1.2.1 初始UE 消息过程
2.1.2.2 关键消息
Initial UE Message
该消息由eNB 通过S1接口发送给MME ，用于传输初始的层3消息。

消息的主要IE ：第四节所附EXCEL 文档 2.1.3
下行NAS 传输
2.1.
3.1 下行NAS 传输过程
2.1.
3.2 关键消息
DOWNLINK NAS TRANSPORT
该消息由MME 发送给eNB ，主要用于在S1接口上传输NAS 消息。

消息的主要IE ：第四节所附EXCEL 文档 2.1.4
上行NAS 传输
2.1.4.1 上行NAS 传输过程
2.1.4.2 关键消息
UPLINK NAS TRANSPORT
该消息由eNB 发送给MME ，主要用于在S1接口上传输NAS 消息。

消息的主要IE ：第四节所附EXCEL 文档 2.1.5
下行信息传输
2.1.5.1 下行信息传输过程
2.1.5.2 关键消息
DLInformationTransfer
该消息用于E-UTRAN 向处于RRC_CONNECTED 状态的UE 传输NAS 消息或non-3GPP 专用消息。

信令承载：SRB2或SRB1（仅当SRB2未建立时，使用SRB1。

如果SRB2被挂起，
E-UTRAN 在SRB2被恢复后，才发送该消息） RLC-SAP ：AM 逻辑信道：DCCH
消息的主要IE ：第四节所附EXCEL 文档
2.1.6
上行信息传输
2.1.6.1 上行信息传输过程
2.1.6.2 关键消息
ULInformationTransfer
该消息用于UE 向E-UTRAN 传输NAS 消息或non-3GPP 专用消息。

信令承载：SRB2或SRB1（仅当SRB2未建立时，使用SRB1。

如果SRB2被挂起，
E-UTRAN 在SRB2被恢复后，才发送该消息） RLC-SAP ：AM 逻辑信道：DCCH
消息的主要IE ：第四节所附EXCEL 文档 2.1.7
初始上下文建立
初始上下文建立过程主要作用是建立全面必要的初始UE 上下文，该上下文中包括：E-RAB 上下文（E-RAB context ）, 安全密钥（the Security Key ）, 切换限制列表（Handover Restriction List ）, UE 无线能力（UE Radio capability ），UE 安全能力（UE Security Capabilities ）等。

2.1.7.1 成功的初始上下文建立过程
2.1.7.2 关键消息
INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST 该消息用于请求建立一个UE 上下文。

消息的主要IE ：第四节所附EXCEL 文档
INITIAL CONTEXT SETUP RESPONSE
该消息由enb 发送，主要用于对UE 上下文建立请求进行确认 消息的主要IE ：第四节所附EXCEL 文档 2.1.8
初始安全激活
该过程用于RRC 连接建立后，激活AS 安全模式。

2.1.8.1 基本过程
2.1.8.2 关键消息
SecurityModeCommand
该消息用于激活AS 的安全模式。

信令承载： SRB1 RLC-SAP ：
AM 逻辑信道：DCCH
消息的主要IE ：第四节所附EXCEL 文档
SecurityModeComplete
该消息用于指示AS 的安全模式已成功激活。

信令承载： SRB1 RLC-SAP ：AM 逻辑信道：DCCH
消息的主要IE ：第四节所附EXCEL 文档 2.1.9
RRC 连接重配
该过程用于对RRC 连接进行重配。

该消息中包含的信息为：测量配置，移动控制，以及与专用NAS 信息和安全配置相关的无线资源配置。

2.1.9.1 基本过程
2.1.9.2 关键消息
RRCConnectionReconfiguration
该消息用于修改RRC 连接的配置。

信令承载： SRB1 RLC-SAP
：AM 逻辑信道：DCCH
消息的主要IE ：第四节所附EXCEL 文档 RRCConnectionReconfigurationComplete 该消息指示RRC 连接重配置成功。

信令承载： SRB1 RLC-SAP ：AM 逻辑信道：DCCH
消息的主要IE ：第四节所附EXCEL 文档 2.1.10
E-RAB 建立
2.1.10.1 E-RAB 建立过程
对于一个UE 来说，E-RAB 建立过程的主要目的是，为一个或多个E-RAB 分配Uu 口和S1口资源；建立相应的DRB 。

2.1.10.2 关键消息
E-RAB SETUP REQUEST
该消息由MME 发送给eNB ，主要用于为一个或多个E-RAB 分配Uu 口和S1口资源。

消息的主要IE ：第四节所附EXCEL 文档
E-RAB SETUP RESPONSE
该消息由eNB 发送给MME ，主要用于反映E-RAB 建立请求消息的执行结果。

消息的主要IE ：第四节所附EXCEL 文档 2.1.11
E-RAB 修改
2.1.11.1 E-RAB 修改过程
E-RAB 修改过程的主要目的是，修改一个UE 的已经建立的E-RAB 。

2.1.11.2 关键消息
E-RAB MODIFY REQUEST 该消息由MME 发送给eNB ，
主要用于修改为一个或多个E-RAB 分配Uu 口和S1口资源；修改DRB 。

消息的主要IE ：第四节所附EXCEL 文档 E-RAB MODIFY RESPONSE
该消息由eNB 发送给MME ，主要用于反映E-RAB 修改请求消息的执行结果。

消息的主要IE ：第四节所附EXCEL 文档 2.1.12
UE 上下文修改
2.1.12.1 UE 上下文修改过程
UE 上下文过程的主要目的是，修改一个已建立的UE 上下文。

2.1.12.2 关键消息
UE CONTEXT MODIFICATION REQUEST
该消息由MME 发送给eNB ，主要用于指示被修改UE 上下文信息 消息的主要IE ：第四节所附EXCEL 文档
UE CONTEXT MODIFICATION RESPONSE
该消息由eNB 发送给MME ，主要用于指示成功修改UE 上下文。

消息的主要IE ：第四节所附EXCEL 文档 2.1.13
E-RAB 释放
2.1.1
3.1 MME 发起的E-RAB 释放过程
该过程的主要目的是，释放一个已建立的E-RAB 。

2.1.1
3.2 关键消息
E-RAB RELEASE COMMAND
该消息由MME 发送给eNB ，主要用于释放一个或多个E-RAB 的空口和S1口资源。

消息的主要IE ：第四节所附EXCEL 文档 E-RAB RELEASE RESPONSE 该消息由eNB 发送给MME ，主要用于指示E-RAB RELEASE COMMAND 的执行结果。

消息的主要IE ：第四节所附EXCEL 文档
3
呼叫信令流程
3.1 UE 触发的Service request
如果处于idle 状态的UE 需要发送上行信令或上行数据，它将会发起Service Request 流程，重新进入connectioned 状态。

UE 触发的Service Request 过程，如图3.1所示。

图3.1 UE触发的Service Request过程
UE触发的Service Request的具体过程为：
1.UE在完成基于竞争的随机接入过程后，向eNB发送RRC CONNECTION
REQUEST消息。

该消息中包含UE-Identity，RRC连接建立原因等内容。

2.eNB收到RRC CONNECTION REQUEST消息后，需要进行接入控制，并为SRB1
分配资源。

这些资源信息由eNB通过RRC CONNECTION SETUP消息发送给UE。

3.UE根据RRC CONNECTION SETUP消息的内容建立SRB1。

UE通过RRC
CONNECTION SETUP COMPLETE消息通知eNB，RRC连接建立成功。

另外，该
消息中还携带了NAS信息“Service Request”。

4.为了实现与EPC的交互，eNB需分配“eNB UE S1AP ID”。

之后，eNB通过“Initial
UE Message”消息将NAS信息“Service Request”发送给EPC。

5.EPC收到NAS信息“Service Request”后，分配“MME UE S1AP ID”。

之后，EPC
发起鉴权过程。

EPC通过“DOWNLINK NAS TRANSPORT”消息将鉴权请求
“Authentication Request”发送给eNB。

6.eNB收到鉴权请求消息后，通过“dl information transfer”消息将鉴权请求
“Authentication Request”转发给UE。

7.UE通过“ul information transfer”消息给eNB回复鉴权响应“Authentication
Response”。

eNB通过“UPLINK NAS TRANSPORT”消息将鉴权响应“Authentication
Response”转发给EPC，至此鉴权过程结束。

8.EPC向eNB发送“Initial Context Setup Request”消息，发起初始上下文建立过程。

9.eNB进行准入控制，并分配SRB2和DRB的空口资源以及S1口的资源。

10.eNB通过初始安全激活过程激活AS的安全模式。

11.eNB向UE发送“RRC Connection Reconfiguration”消息。

UE在收到这个消息后建
立SRB2和DRB。

之后，UE回复“RRC Connection Reconfiguration Complete”消
息。

12.eNB向EPC回复“INITIAL CONTEXT SETUP RESPONSE”，通知其初始上下文建
立成功。

3.2 UE建立一个专用的EPS承载
图3.2表示了UE通过service request过程或attach过程建立默认承载之后，再建立一个新的EPS承载的过程。

图3.2 UE建立一个专用的EPS承载
UE建立一个专用的EPS承载的过程为：
1.UE向eNB发送“ul information transfer”消息。

该消息包含NAS消息“Bearer resource
modification request”。

2.eNB收到“ul information transfer”消息后，通过“uplink nas transport”消息将NAS
消息转发给EPC。

3.当需要新建EPS承载时，EPC向eNB发送“E-RAB Setup Request”消息。

该消息
中包含的NAS信息为：ACTIV ATE DEDICA TED EPS BEARER CONTEXT REQUEST。

4.eNB首先对新建的E-RAB进行准入控制，并为其分配相关资源，之后，eNB通过
“RRC Connection Reconfiguration”消息将分配的资源信息和NAS消息通知UE。

5.UE向eNB回复“RRC Connection Reconfiguration Complete”消息，指示重配成功。

eNB向EPC回复“E-RAB Setup Response”消息，指示新的EPS承载的建立结果。

6.UE向eNB发送“UL Information Transfer”消息，其中包含NAS信息“Activate
Dedicated EPS Bearer Context Accept”。

eNB通过“UPLINK NAS TRANSPORT”消
息将该NAS消息转发给EPC。

3.3 UE发起修改一个专用的EPS承载
UE发起修改一个EPS承载的过程与UE建立一个专用的EPS承载的过程基本类似，此处不再重复。

3.4 UE发起释放一个EPS承载
在上述流程中，如果释放的是UE和PDN的最后一个连接，则执行DETACH过程，MME向UE发送detach request，如上图3a所示。

如果是其他情况，则执行上图3b及
以后的流程。