主要內(nèi)容12346.1開機附著流程6.2會話管理過程6.3移動性管理過程6.4其他過程6.1開機附著流程6.1.1開機附著流程

在我們學(xué)習(xí)開機附著流程之前，應(yīng)先清楚ATTACH過程。

所謂ATTACH過程，即是UE發(fā)起附著請求到附著完成的過程。6.1.1開機附著流程

附著流程的功能主要體現(xiàn)在以下幾個方面：UE注冊到EPS網(wǎng)絡(luò)中、附著的過程中會建立一個缺省EPS承載，該承載提供的是永久的IP連接、在MME和UE中將創(chuàng)建該用戶的EMM上下文和EPS承載上下文、在S-GW和P-GW中將創(chuàng)建該用戶的EPS承載上下文、UE和PGW之間的默認(rèn)承載、UE可以獲取到網(wǎng)絡(luò)分配的IP地址。6.1.1開機附著流程當(dāng)UE剛開機時，會先進(jìn)行物理下行的同步，然后搜索測量選擇小區(qū)，選擇到一個適合的小區(qū)或者可接受的小區(qū)后，進(jìn)行駐留。當(dāng)UE在完成小區(qū)駐留之后，便會根據(jù)系統(tǒng)消息的配置，發(fā)起初始附著流程。6.1.1開機附著流程

具體附著流程如圖所示圖6-1開機附著流程6.1.2附著流程過程

根據(jù)流程具體內(nèi)容可以分為:

控制面連接建立過程

公共流程

用戶面的連接建立過程。6.1.2附著流程過程6.1.2附著流程過程1.控制面連接建立過程

整個開機附著流程的第一部分為控制面的連接建立。

這個過程主要包括空口的RRC連接建立和S1接口的信令連接建立兩個部分，必須先建立RRC的連接之后，才能發(fā)起S1信令連接的建立，兩者有嚴(yán)格的先后順序。6.1.2附著流程過程1）RRC連接建立UE處于空閑模式時，如果UE的接入層（AccessStratum，AS）請求建立信令連接，UE將發(fā)起RRC連接建立請求過程。6.1.2附著流程過程2）S1信令連接建立

在RRC的連接建立后，eNodeB收到的最后一條消息為RRCConnectionSetupComplete，在收到這條消息之后，eNodeB會立刻激活NAS傳輸進(jìn)程，將此第一條ULNAS消息用InitialUEMessage消息向MME發(fā)送，從而觸發(fā)S1信令的連接建立。6.1.2附著流程過程圖6-3S1信令連接建立流程6.1.2附著流程過程2.公共流程建立

在S1信令連接建立之后，即MME收到UE的初始消息之后，通過跟其它EPC設(shè)備進(jìn)行交互，從而啟動鑒權(quán)以及NAS層的加密流程。6.1.2附著流程過程具體描述如下：

當(dāng)UE發(fā)起業(yè)務(wù)請求時，MME根據(jù)設(shè)置決定是否進(jìn)行鑒權(quán)流程。HSS收到MME的請求后，通過IMSI獲取該UE的密鑰值，并產(chǎn)生一個隨機數(shù)，通過鑒權(quán)加密元祖生成算法生成多組鑒權(quán)加密元組，下發(fā)給MME。MME在收到UE的鑒權(quán)加密元組后，向UE發(fā)起鑒權(quán)請求。如果UE對網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)成功，則回復(fù)響應(yīng)給MME。鑒權(quán)過程完成后，啟動NAS加密和完整性保護(hù)。鑒權(quán)完成后，E-UTRAN根據(jù)設(shè)置，決定是否啟動AS加密。6.1.2附著流程過程3.用戶面連接建立從無線側(cè)來講，用戶面連接指的就是E-RAB承載。包括S1接口的S1承載建立和空口的無線承載建立兩個流程。6.1.2附著流程過程1）S1承載建立S1承載的建立是通過InitialContextSetupRequest和InitialContextSetupResponse兩條初始上下文建立信令的。6.1.2附著流程過程2）無線承載建立eNodeB通過向UE發(fā)起RRC連接重配消息，發(fā)起RRC連接重配置過程。當(dāng)要求建立、更改、釋放無線承載，或者執(zhí)行切換，或者建立、更改、釋放測量配置時，都使用RRC連接重配過程來修改RRC連接。6.2會話管理過程6.2.1UE觸發(fā)的服務(wù)請求過程

UE在IDLE模式下，需要發(fā)送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)時，便會發(fā)起服務(wù)請求過程，即servicerequest過程。具體如圖6-5所示。圖6-5UE觸發(fā)的服務(wù)請求過程6.2.2網(wǎng)絡(luò)觸發(fā)的服務(wù)請求過程

UE和網(wǎng)絡(luò)都能發(fā)起服務(wù)請求過程。通過上節(jié)內(nèi)容我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了UE觸發(fā)的服務(wù)請求過程，當(dāng)MME需要給在空閑狀態(tài)的UE發(fā)消息，則MME會發(fā)起網(wǎng)絡(luò)觸發(fā)的服務(wù)請求過程。如圖6-6、6-7所示。圖6-6網(wǎng)絡(luò)觸發(fā)的服務(wù)請求（1）

圖6-7網(wǎng)絡(luò)觸發(fā)的服務(wù)請求（2）

6.3移動性管理過程移動性管理是蜂窩移動通信系統(tǒng)必備的機制，能夠輔助LTE系統(tǒng)實現(xiàn)負(fù)載均衡、提高用戶體驗以及系統(tǒng)整體性能。

移動性管理主要分為兩大類：

空閑狀態(tài)下的移動性管理

連接狀態(tài)下的移動性管理

空閑狀態(tài)下的移動性管理主要通過小區(qū)選擇和小區(qū)重選來實現(xiàn)，由UE控制；

連接狀態(tài)下的移動性管理主要通過小區(qū)切換來實現(xiàn)，由eNodeB來控制。

在LTE系統(tǒng)中，PLMN的選擇可以分為自動和手動兩種形式。

自動形式是指UE根據(jù)事先設(shè)好的優(yōu)先級準(zhǔn)則，自主完成PLMN的搜索和選擇。

手動形式是指UE將滿足條件的PLMN列表呈現(xiàn)給用戶，由用戶來做出選擇。PLMN選擇流程如圖6-8所示圖6-8PLMN選擇流程6.3.1小區(qū)選擇/重選

1.小區(qū)選擇1）小區(qū)選擇S準(zhǔn)則：當(dāng)某個小區(qū)的信道質(zhì)量滿足S準(zhǔn)則時，就可以被選擇為駐留小區(qū)。S準(zhǔn)則的具體內(nèi)容如式6-1、式6-2所示：Srxlev>0式6-1

Srxlev=Qrxlevmeas–(Qrxlevmin+Qrxlevminoffset)‐Pcompensation式6-2參數(shù)名含義Srxlev小區(qū)選擇S值Qrxlevmeas小區(qū)當(dāng)前測量的RSRP值Qrxlevmin小區(qū)最小接入電平，SIB1下發(fā)Qrxlevminoffeset小區(qū)最小接入電平偏移PcompensationUE功率補償表6-1S準(zhǔn)則參數(shù)6.3.1小區(qū)選擇/重選

2）小區(qū)的類型

在LTE中,根據(jù)提供服務(wù)的種類,小區(qū)可以分為如下幾種類型:?可接受小區(qū)

合適的小區(qū)

禁止小區(qū)

保留小區(qū)6.3.1小區(qū)選擇/重選3）選定的小區(qū)需要滿足的條件

小區(qū)所在的PLMN需滿足以下條件之一:所選擇的PLMN或注冊的PLMN或等效歸屬PLMN（EquivalentHomePLMN，EHPLMN）列表中的一個；

小區(qū)沒有被禁止；

小區(qū)至少屬于一個不被禁止漫游的TA(TrackingArea,跟蹤區(qū)域)；對于CSG（ClosedSubscriberGroup，CSG）的小區(qū),CSGID包含在UE允許的CSG列表中；

小區(qū)滿足S準(zhǔn)則。6.3.1小區(qū)選擇/重選2.小區(qū)重選

小區(qū)重選是空閑模式下UE的移動管理，服務(wù)小區(qū)和鄰小區(qū)信號強度會隨UE的移動而變化，此時UE需要選擇適當(dāng)?shù)男^(qū)駐留，駐留適當(dāng)?shù)臅r間后，就可以進(jìn)行小區(qū)重選。6.3.2切換

LTE系統(tǒng)是蜂窩移動通信系統(tǒng)，當(dāng)用戶從一個小區(qū)移動至另一個小區(qū)時，與其連接的小區(qū)將發(fā)生變化，執(zhí)行切換操作。LTE系統(tǒng)內(nèi)的切換可分為三種場景：基站內(nèi)小區(qū)間的切換；基站間基于X2的切換；基站間基于S1的切換。6.3.2切換1.基站內(nèi)小區(qū)的切換6.3.2切換1）UE上報合適的測量報告，觸發(fā)基站切換。2）基站下發(fā)切換命令給UE，要求切換到新的小區(qū)。3）RRC重配置消息中最重要的信元就是MobilityControllnfo，當(dāng)消息中存在這個信元即標(biāo)識該消息為切換命令。4）UE接收到此信元后會采用消息中攜帶的配置在目標(biāo)小區(qū)接入，接入成功后會在目標(biāo)小區(qū)上報重配置完成消息來指示基站切換成功。5）基站收到在新小區(qū)的完成消息后會按照新小區(qū)的配置給UE重新下發(fā)測量配置。6.3.2切換2.基站間小區(qū)的切換6.3.2切換1）基于X2的切換信令流程當(dāng)UE從一個eNodeB的小區(qū)切換到另一個eNodeB的小區(qū)時，兩個eNodeB會通過X2接口發(fā)生一系列信令交互配合直至切換成功完成。完整的eNodeB之間基于X2接口的切換信令流程，如圖6-11所示。圖6-11X2口切換信令流程圖6.3.2切換2）基于S1的切換信令流程S1接口的切換過程從信令流程上分為切換準(zhǔn)備、切換資源分配、切換通知等過程。6.3.2切換

切換準(zhǔn)備過程由源eNodeB發(fā)起，通過核心網(wǎng)節(jié)點，要求目標(biāo)eNodeB為本次切換準(zhǔn)備資源。

切換資源分配過程由MME發(fā)起，在目標(biāo)eNodeB中為本次切換準(zhǔn)備和預(yù)留所需要的資源。

在UE成功接入到目標(biāo)eNodeB后，由目標(biāo)eNodeB發(fā)起切換通知過程，通知MME這個UE已經(jīng)成功轉(zhuǎn)移到目標(biāo)小區(qū)。6.4其他過程6.4.1尋呼流程

eNodeB需要在空口發(fā)起尋呼，需要在以下三種場景下：

網(wǎng)絡(luò)側(cè)要發(fā)送數(shù)據(jù)給處于RRC空閑狀態(tài)的UE；

用于通知處于RRC空閑和RRC連接狀態(tài)的UE系統(tǒng)消息改變時；

網(wǎng)絡(luò)側(cè)通知UE當(dāng)前有地震海嘯警報系統(tǒng)主通知或從通知時。6.4.1尋呼流程

尋呼消息根據(jù)觸發(fā)源不同，可以分為以下兩種場景：1.系統(tǒng)消息改變觸發(fā)2．MME觸發(fā)6.4.2位置更新流程

1.TA的定義

為了確定移動臺的位置，LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)將被分為許多個跟蹤區(qū)。

TA用跟蹤區(qū)域碼（TrackingAreaCode，TAC）表示，一個TA可包含一個或多個小區(qū)。

6.4.2位置更新流程2.TAIList的定義TAIList就是將一組跟蹤區(qū)標(biāo)識（TrackingAreaIdentity，TAI）組合為一個List，在UEAttach或TAU過程中通知UE。6.4.2位置更新流程3.TAU的定義

當(dāng)UE由一個TAIList移動到另一個TAIList時，必須在新的TA上重新進(jìn)行位置登記以通知網(wǎng)絡(luò)來更改它所存儲的移動臺的位置信息，這個過程就是位置區(qū)更新（TrackingAreaUpdate，TAU）。6.4.2位置更新流程4.TAU的觸發(fā)條件1）UE發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的跟蹤區(qū)域碼不在UE注冊網(wǎng)絡(luò)的TAIList中。2）周期性TAU由核心網(wǎng)T3412定時器控制，當(dāng)定時器超時后，UE主動發(fā)起TAU流程。3)UE從其他網(wǎng)絡(luò)回到EPS網(wǎng)絡(luò)。圖6-15TAU的觸發(fā)條件6.4.2位置更新流程

5.TAU的作用1)在網(wǎng)絡(luò)中登記新的用戶位置信息；2)給用戶分配新的GUTI；3)使UE和MME的狀態(tài)由EMM-DEREGISTERED變?yōu)镋MM-REGISTERED；4)IDLE態(tài)用戶可通過TAU過程請求建立用戶面資源。6.4.3去附著流程

UE不再希望接入EPS或網(wǎng)絡(luò)不希望UE再接入EPS時，會觸發(fā)去附著過程。UE去附著是完成UE與EPS分離，UE完成數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、UE與PDN連接丟失或者網(wǎng)絡(luò)認(rèn)為UE需要重新使用Attach情況下UE會進(jìn)行Detach過程。6.4.2位置更新流程空閑狀態(tài)下關(guān)機去附著流程圖6-19空閑狀態(tài)下關(guān)機去附著流程6.4.2位置更新流程2.CONNECTED態(tài)下關(guān)機去附著流程圖6-20CONNECTED態(tài)下關(guān)機去附著流程本章小結(jié)

本章主要針對LTE系統(tǒng)中的各種流程進(jìn)行了分析，當(dāng)UE完成了系統(tǒng)消息接收以后，便開始進(jìn)行接入層的相關(guān)測量，根據(jù)測量的結(jié)果和SIBI消息里的重選門限來判斷是否可以正常駐留到該小區(qū)，如果小區(qū)駐留失敗，那么UE會進(jìn)行重新選擇小區(qū)。當(dāng)UE完成小區(qū)駐留后，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置消息的配置，發(fā)起初始附著的流程。當(dāng)UE不再希望接入EPS或網(wǎng)絡(luò)不