TDD-LTE
基本信令流程图
1 概述
本文主要针对TD-LTE端到端信令流程图进行分解,为端到端平台提供分析流程呈现依据。由于部分流程无S1口信令支撑,当前根据相关文档进行的绘制,后续具备条件后进行补充调整。
2 TDD-LTE网络结构概述
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。演进后的系统仅存在分组交换域。
LTE接入网仅由演进后的节点B(evolved NodeB)组成,提供到UE的E-UTRA控制面与用户面的协议终止点。eNB之间通过X2接口进行连接,并且在需要通信的两个不同eNB之间总是会存在X2接口。LTE接入网与核心网之间通过S1接口进行连接,S1接口支持多—多联系方式。
与3G网络架构相比,接入网仅包括eNB一种逻辑节点,网络架构中节点数量减少,网络架构更加趋于扁平化。扁平化网络架构降低了呼叫建立时延以及用户数据的传输时延,也会降低OPEX与CAPEX。
由于eNB与MME/S-GW之间具有灵活的连接(S1-flex),UE在移动过程中仍然可以驻留在相同的MME/S-GW上,有助于减少接口信令交互数量以及MME/S-GW的处理负荷。当MME/S-GW与eNB之间的连接路径相当长或进行新的资源分配时,与UE连接的MME/S-GW也可能会改变。
MME / S-GWMME / S-GWX2eNBeNBS1eNBX2S1S1X2 S1E-UTRAN2.1 EPC与E-UTRAN功能划分
与3G系统相比,由于重新定义了系统网络架构,核心网和接入网之间的功能划分也随之有所变化,需要重新明确以适应新的架构和LTE的系统需求。针对LTE的系统架构,网络功能划分如下图:
eNB Inter Cell RRMRB ControlConnection Mobility Cont.Radio Admission ControlMMENAS SecurityIdle State Mobility HandlingPDCPRLCMACS1PHYServing GatewayMobility AnchoringSAE Bearer ControleNB MeasurementConfiguration & Provision
Dynamic Resource Allocation (Scheduler)RRCinternetE-UTRANEPCeNodeB功能:
1) 无线资源管理相关的功能,包括无线承载控制、接纳控制、连接移动
性管理、上/下行动态资源分配/调度等; 2) IP头压缩与用户数据流加密; 3) UE附着时的MME选择;
4) 提供到S-GW的用户面数据的路由; 5) 寻呼消息的调度与传输; 6) 系统广播信息的调度与传输; 7) 测量与测量报告的配置。
MME功能:
1) 寻呼消息分发,MME负责将寻呼消息按照一定的原则分发到相关的
eNB; 2) 安全控制;
3) 空闲状态的移动性管理; 4) SAE承载控制;
5) 非接入层信令的加密与完整性保护。
服务网关功能:
1) 终止由于寻呼原因产生的用户平面数据包; 2) 支持由于UE移动性产生的用户平面切换。
2.2 E-UTRAN接口的通用协议模型
E-UTRAN接口的通用协议模型如下图所示,适用于E-UTRAN相关的所有接口,即S1和X2接口。E-UTRAN接口的通用协议模型继承了UTRAN接口的定义原则,即控制面和用户面相分离,无线网络层与传输网络层相分离。继续保持控制平面与用户平面、无线网络层与传输网络层技术的独立演进,同时减少了LTE系统接口标准化工作的代价。
Radio Network Layer Control Plane Application Protocol User Plane Transport Transport Network User Plane Network Layer Transport Network User Plane Signalling Bearer(s) Physical Layer Data Bearer(s) 2.3 S1接口
S1接口是MME/S-GW网关与eNB之间的接口,S1接口与3G UMTS系统Iu接口的不同之处在于,Iu接口连接包括3G核心网的PS域和CS域,S1接口只支持PS域。
2.3.1 S1接口的用户平面
用户平面接口位于E-NodeB和S-GW之间,S1接口用户平面(S1-UP)的协议栈如下图