业务与信令-第3章数据业务的信令

为什么要重建E-RAB？
重建E-RAB有哪些步骤？
Service Request消息中有哪些内容？
收到Service Request消息后，MME如何判断终端的身份？
重建E-RAB过程与新建E-RAB过程有什么差别？
重建E-RAB过程中S1承载是如何建立的？
MME用什么来寻呼终端？
基站发送寻呼需要考虑哪些因素？
LTE系统预定义了怎样的QoS特性？
LTE数据业务中的端到端指的是哪两端？
终端如何选择合适的业务承载来发送上行数据？
上行业务数据要经过哪些处理过程？
终端如何获得上行许可？
GTP协议与IP协议的地址有什么差别？
IP传输网如何设置QoS？
下行调度器是怎样工作的？
终端如何知道TB的大小？
下行业务数据要经过哪些物理层的处理过程？
基于X2接口的切换是否需要用到NAS信令？
什么时候需要释放默认承载？

1.为什么要重建E-RAB？

建立E-RAB其实是重建默认承载对应的E-RAB。因为默认承载在初始附着过程中就已经建立好了。只是终端在返回待机状态后，默认承载的E-RAB部分和终端的信令连接被释放了，但在核心网侧仍保留了为终端分配的资源，包括SGW与PGW之间的S5承载。因此恢复默认承载只需要重建E-RAB相关的S1承载和无线承载RB。

2.重建E-RAB有哪些步骤？

请求业务Service Request；
鉴权（可选）；
NAS安全通信；
重建E-RAB。

3.Service Request消息中有哪些内容？

内容	说明
KSI	KASME的标识
序列号	NAS信令计数器NAS COUNT的低5位
MAC(Message_authentication_code)	用于完整性保护的校验码

4.收到Service Request消息后，MME如何判断终端的身份？

MME提取Initial UE Message消息中搭载的Service Request消息，得到终端上传的NAS COUNT的低5位，并与保存的NAS COUNT进行比对。确定无误后，MME再提取KSI，确定KASME，得到NAS安全通信的密钥KNAS-ENT和KNAS-INT。

MME最后用完整性保护算法、NAS COUNT和KNAS-INT计算Service Request消息的校验码，再与Service Request消息中完整性保护的校验码进行比对，若一致就验证了终端的身份。

5.重建E-RAB过程与新建E-RAB过程有什么差别？

由于默认承载的核心网部分一直保留，配置参数也没有变化，因此重建E-RAB时MME并不需要向终端发送默认承载的核心网配置信息，Initial Context Setup Request消息中也就没有搭载NAS信令，这是与附着过程中新建E-RAB的一个最大区别。

6.重建E-RAB过程中S1承载是如何建立的？

终端向基站发送RRC Connection Reconfiguration Complete消息，表明SRB2和RB已经重建。

于是基站分配下行方向S1承载的资源，完成后向MME发送Initial Context Setup Response消息，表明E-RAB已经建立，消息中还携带了下行方向S1承载相关的eNB的IP地址以及下行GTP端口的TEID.

MME收到消息后，再与SGW交互，转发基站发送的下行方向S1承载的相关配置信息。SGW在S1-U接口上建立起下行方向S1承载，于是完整的S1承载就建立完成了。

7.MME用什么来寻呼终端？

呼叫终端的ID，通常MME采用S-TMSI来寻呼终端，S-TMSI是MME给LTE终端分配的临时标识，在MME范围内唯一。如果终端没有分配到S-TMSI，就只能用IMSI（国际移动用户号码）来寻呼终端了，这种寻呼会泄露IMSI，不安全。

8.基站发送寻呼需要考虑哪些因素？

首先，待机状态的终端没有建立S1接口的信令连接，因此MME不能通过终端的S1信令连接来通知eNB，但是要MME一个个去通知eNB也太麻烦，因此在S1接口上，MME采用群发的方式来通知相关基站。

另外，在待机状态，终端为了省电采用定时唤醒机制工作，只有苏醒时终端才会去接收基站广播的信息。因此，基站需要选择广播寻呼消息的时机，每个终端的寻呼消息应该在终端的苏醒时刻广播，这样终端才能接收到。

9.LTE系统预定义了怎样的QoS特性？

QCI	资源类型	优先级	数据包时延预算	数据包差错率	典型业务
1	GBR( Guaranteed Bitrate)	2	100ms	10-2	语音
2		4	150ms	10-3	视频通话
3		3	50ms	10-3	实时游戏
4		5	300ms	10-6	在线视频
5	Non-GBR	1	100ms	10-6	IMS信令
6		6	300ms	10-6	在线视频、网络应用等
7		7	100ms	10-3	游戏等
8		8	300ms	10-6	在线视频、网络应用等
9		9	300ms	10-6	在线视频、网络应用等

QCI是QoS类型的标识，利用QCI可以对应到预定义的QoS特性，精简了配置QoS时需要传送的信息量。

GBR，资源类型中的GBR代表系统会为业务分配固定的带宽，Non-GBR代表系统不会为业务分配固定的带宽，而是动态分配带宽。

优先级，数字越小，优先级越高。

默认承载的QCI是9，代表Non-GBR以及最低优先级的业务，占用系统资源最少，这样一但业务的QoS要求超出了默认承载所能提供的QoS，网络侧就需要发起建立专用业务承载。

10.LTE数据业务中的端到端指的是哪两端？

终端和PGW

11.终端如何选择合适的业务承载来发送上行数据？

终端先根据IP数据包的IP头和TCP头，提取出其中的协议类型、源IP地址、源端口号、目的IP地址和目的端口号等一系列参数。

终端再利用过滤器（Filter）来匹配这些参数，过滤器在业务数据流模板（Traffic Flow Template，TFT）中定义。TFT是建立专用业务承载时PGW下发的，TFT与专用业务承载关联在一起。

因此，如果IP数据包匹配上过滤器，终端根据过滤器所属的TFT，就知道应该由哪个专用业务承载来发送了，于是终端得到了业务承载的标识。

凡是不能匹配过滤器的IP数据包，最后都会由默认承载来传送。

12.上行业务数据要经过哪些处理过程？

IP数据包作为数据DATA，在PDCP子层被加密，加密时采用KUP-ENC作为密钥。PDCP的头是一个12bit的序列SN，是加密处理的重要参数。至于IP数据包头压缩是不需要的。

PDCP子层处理后得到PDCP的SDU，输出到RLC子层，作为RLC子层的数据DATA。

RLC子层有三种传输模式，为了保证通信质量，默认承载选择了AM确认传输模式。因此，RLC的头是一个AM格式的头，包括10bit的序列号SN，还有一些标志位和分段长度等信息，用于分段和自动重传ARQ的处理工作。

RLC子层处理后得到RLC的SDU，通过逻辑信道传送到MAC子层。逻辑信道相当于一个管道，其标识称为LCID。

RLC的SDU到达MAC子层后，作为DATA，还会与MAC控制单元复用。

MAC控制单元就是MAC信令，用来实现MAC子层相应的功能，比如随机接入、时间提前TA以及发射功率余量报告PHR的上报等。

MAC子层通过MAC头来支持这些信息的复用，具体的说，就是在MAC头中引入复用信息的指针。指针就是子头，由逻辑信道的标识LCID、信息的长度和一些标志位组成。

MAC子层复用各种信道以及MAC控制单元，在生成MAC头后，得到MAC子层的PDU，送往发送队列。MAC的PDU专门定义了一个术语，称为传输块（Transport Block，TB）。

MAC子层在上行方向上定义了4个发送队列，一个专门用于发送信令，即SIB1和SIB2的内容，优先级最高。另外3个发送队列用于发送业务数据，编号从1到3，编号越小，优先级越高。

终端按照逻辑信道组的编号，将TB发送到MAC子层相应的发送队列。

13.终端如何获得上行许可？

终端有两种方式来请求基站分配资源，一种是通过预先分配的渠道来申请上行资源，终端在预先分配的渠道发送调度请求（Scheduling Request，SR），表明有数据要上传；另外一种是动态申请，终端利用随机接入过程来申请上行资源。

终端利用预先分配的渠道来申请资源，能够确保与基站沟通，但消耗宝贵的无线资源；而动态申请方式需要竞争接入资源，但是按需占用无线资源，无线资源利用率高。

14.GTP协议与IP协议的地址有什么差别？

GTP隧道用接收方的TEID来标识，长度32bit，发送方只要认准了TEID，就可以把信息传送给接收方。而IP协议中需要发送和接收方双方的地址。

15.IP传输网如何设置QoS？

IP协议的差别服务（DiffServ）技术，路由器可以根据IP数据包头中6bit的DSCP（Differentiated Service Code Point）字段，进行IP数据包的差异化处理，实现QoS的功能。基站可根据业务承载的QCI，设置IP头的DSCP，如果是默认承载，DSCP可以设置为12.

除了IP数据包的优先级外，在支持IEEE 802.1q的VLAN中也可以设置优先级，这需要在以太网帧头中设置Pbit字段，字段长度为3比特。默认承载的优先级最低，Pbit设为0.

基站设置完这些优先级参数后，通过IP传输网向SGW发出封装后的IP数据包。IP传输网的路由器和交换机将按照IP数据包的地址，根据优先级的设置，把IP数据包转发给SGW。

16.下行调度器是怎样工作的？