文档介绍：TDD-LTE 基本信令流程
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2009-09-14
初版
目录
1 概述 1
2 TDD-LTE网络结构概述 2
EPC与E-UTRAN功能划分 3
E-UTRAN接口的通用协议模型 4
S1接口 4
S1接口的用户平面 5
S1接口控制面 5
X2接口 6
X2接口用户平面 7
X2接口控制平面 7
3 典型信令流程分析 9
开机附着流程 9
UE发起的service request流程 10
网络发起的paging流程 11
关机去附着 11
切换流程 12
空口RRC信令 14
概述
对信令的懂得和熟悉有助于在网络规划和优化过程中定位问题，因此是网络优化的必备能力。通常遇到问题，我们需要结合网络侧（后台信令跟踪）和终端侧两边的信令，共同分析。
本文第一介绍了LTE网络架构及各个接口；接着详细描述了TDD-LTE的空口的信令流程，期望对读者学****LTE有所帮助。
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（运营成本）与CAPEX（有关的网络设备、运算机、仪器等一次性支出的项目）。
由于eNB与MME/S-GW之间具有灵活的连接（S1-flex），UE在移动过程中仍旧可以驻留在相同的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。
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功能：
无线资源治理相关的功能，包括无线承载控制、接纳控制、连接移动性治理、上/下行动态资源分配/调度等；
IP头压缩与用户数据流加密；
UE附着时的MME挑选；
提供到S-GW的用户面数据的路由；
寻呼消息的调度与传输；
系统广播信息的调度与传输；
测量与测量报告的配置。
MME功能：
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；
安全控制；
闲暇状态的移动性治理；
SAE承载控制；
非接入层信令的加密与完整性保护。
服务网关功能：
终止由于寻呼原因产生的用户平面数据包；
支持由于UE移动性产生的用户平面切换。
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。连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。
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。
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）的协议栈如下图所示。S1-UP的传输网络层基于IP传输，UDP/IP之上的GTP-U用来传输S-GW与eNB之间的用户平面PDU。
GTP-U协议具备以下特点：
GTP-U协议既可以基于IPv4/UDP传输，也可以基于IPv6/UDP传输；
隧道端点之间的数据通过