LTE寻呼过程.pdf-资料库

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LTE 寻呼 1 概述网络可以向空闲状态和连接状态的 UE 发送寻呼。寻呼过程可以由核心网触发，用于通知某个 UE 接收寻呼请求，或者由 eNodeB 触发，用于通知系统信息更新，以及通知 UE 接收地震、海啸预警系统（ETWS， Earthquake and Tsunami Warning System）或商业移动告警服务（CMAS，Commercial Mobile Alert Service）等信息。寻呼的目的如下（see 36.331【5.3.2.1】）：  发送寻呼信息给 RRC_IDLE 状态的 UE；  通知 RRC_IDLE/RRC_CONNECTED 状态下的 UE 系统信息改变；  通知 UE 关于 ETWS 主通知、ETWS 辅助通知的信息；  通知 UE 关于 CMAS 通知信息。 2 寻呼相关信道及映射寻呼消息是由 PCCH 逻辑信道承载的，PCCH 逻辑信道的数据块又是由 PCH 传输信道来承载，而 PCH 传输信道的数据块又是由 PDSCH 物理信道来承载的。由于 PDSCH 是下行共享物理信道，所以其上除了可以承载 PCH 传输信道之外，还可以承载 DL-SCH 传输信道。因此在接收寻呼消息之前，终端需要先去监听 PDCCH 物理信道，然后根据 PDCCH 物理信道上是否有携带 P-RNTI，来判断网络在本次寻呼周期是否有发寻呼消息给自己。相关信道映射如图 1 所示：

图 1：信道映射 3 寻呼消息的传输 3.1 寻呼消息在 S1 接口传输在 S1AP 接口消息中，移动性管理实体（MME，Mobility Management Entity）对每个 eNodeB 使用寻呼消息（Paging）发起寻呼过程，每条寻呼消息携带一个被寻呼 UE 的信息，如图 2 所示：图 2：Paging Procedure eNodeB 接收到 Paging 消息后，解读其中的内容，得到该 UE 的跟踪区域标识（TAI，Tracking Area Identity）列表，并在其下属于列表中跟踪区的小区进行空口的寻呼。Paging 消息中的核心网域（CN Domain）指示不会在 eNodeB 解码，而是被透传到 UE。寻呼消息内容： Paging ::= SEQUENCE { protocolIEs ProtocolIE-Container {{PagingIEs}}, ... PAGING eNB MME

} PagingIEs S1AP-PROTOCOL-IES ::= { { ID id-UEIdentityIndexValue CRITICALITY ignore TYPE UEIdentityIndexValue PRESENCE mandatory}| { ID id-UEPagingID CRITICALITY ignore TYPE UEPagingID PRESENCE mandatory}| //UEPagingID为S-TMSI OR IMSI { ID id-pagingDRX CRITICALITY ignore TYPE PagingDRX PRESENCE optional}| { ID id-CNDomain CRITICALITY ignore TYPE CNDomain PRESENCE mandatory}| //eNodeB不解码，透明传输给UE { ID id-TAIList CRITICALITY ignore TYPE TAIList PRESENCE mandatory}| //跟踪区列表，eNodeB在该跟踪区列表的所有小区中寻呼该UE { ID id-CSG-IdList CRITICALITY ignore TYPE CSG-IdList PRESENCE optional}| { ID id-PagingPriority CRITICALITY ignore TYPE PagingPriority PRESENCE optional}, ... } 该 Paging 消息还可能携带 DRX 参数配置，用于被寻呼 UE 的特定非连续接收（DRX，Discontinuous Reception）参数通知 eNodeB，该配置在 MME 下发给 eNodeB 前，由 UE 通过非接入层（NAS，Non Access Stratum）消息告知 MME。该 Paging 消息还携带用于闭合用户组（CSG，Closed Subscriber Group）寻呼优化参数，包含所寻呼 UE 签约的 CSG ID 信息，如果 eNodeB 收到该优化参数列表，仅在 CSG ID 能够匹配的签约小区中下发寻呼消息，避免过多的空口负荷。 3.2 寻呼消息在空口中传输在空口进行寻呼消息传输时，具有相同寻呼时机的 UE 的寻呼内容被 eNodeB 汇总成一条寻呼消息，通过寻呼信道传输给相关 UE，UE 通过寻呼位置计算监听时间，并在相应的时间接收寻呼消息，如图 3 所示：图 3：Paging Paging UE EUTRAN

寻呼消息被相应的 UE 接收后，由接入层(AS)提供给更高层，可能触发 RRC 连接建立的发起，也就是：该 UE 作为被叫方接受一个打入的电话。当 eNodeB 同时收到多个 UE 的多条寻呼需求时，为了节省信令开销，将使用一条 Paging 消息将所有的 UE 呼叫内容打包，每条 UE 的信息包含在 PagingRecord 列表中保存。 Paging ::= pagingRecordList systemInfoModification etws-Indication nonCriticalExtension Paging message SEQUENCE { PagingRecordList ENUMERATED {true} ENUMERATED {true} Paging-v890-IEs } Paging-v890-IEs ::= SEQUENCE { lateNonCriticalExtension nonCriticalExtension OCTET STRING Paging-v920-IEs } Paging-v920-IEs ::= SEQUENCE { cmas-Indication-r9 nonCriticalExtension ENUMERATED {true} SEQUENCE {} } OPTIONAL, -- Need ON OPTIONAL, -- Need ON OPTIONAL, -- Need ON OPTIONAL OPTIONAL, -- Need OP OPTIONAL OPTIONAL, -- Need ON OPTIONAL -- Need OP PagingRecordList ::= SEQUENCE (SIZE (1..maxPageRec)) OF PagingRecord PagingRecord ::= ue-Identity cn-Domain ... } PagingUE-Identity ::= s-TMSI imsi ... } 主要 IE： SEQUENCE { PagingUE-Identity, ENUMERATED {ps, cs}, CHOICE { S-TMSI, IMSI, - systemInformationModification：系统消息修改。对于 RRC_IDLE 或者 RRC_CONNECTED 状态的终端，如果收到的寻呼消息中带有系统消息改变指示标识，则表示系统消息将会在下一个修改周期开始改变。此种情况下，终端通过寻呼消息并不能精确地知道是哪些系统消息发生了改变，所以终端需

要重新读取 SIB1，获取 SIB1 中的 systemInfoValueTag，然后比较本次与上次读取的 SIB 标识值是否相同。如果不同，刚表示系统消息发生了改变。此时需要根据 SIB1 中的调度信息重新读取这些系统消息。 - CN-domain：若为 PS，且 Paging ID是 S-TMSI，则表示本次寻呼是一个正常的业务呼叫；若 Paging ID是 IMSI，则表示本次寻呼是一次异常呼叫，用于网络侧的错误恢复，此种情况下终端需要重新做一次附着（ATTACH）过程。若是 CS，此种情况则表示本次寻呼是一次回退到 A/Gb 模式或者 Iu 模式下的 CS 业务呼叫。图 4：Paging Message 4 寻呼消息的接收出于节电的考虑，UE 寻呼接收遵循非连续接收（DRX）的原则，每个小区会在系统信息中广播小区默认的 DRX 寻呼周期给小区内的所有 UE，每个 UE 也可以根据自身的电量与寻呼系统来设置 UE 特定的 DRX，通过 NAS 消息 Attach Request 或者 TAU Request 将 UE 特定的 DRX 发送给 MME。MME 通过 S1AP 的寻呼消息将被寻呼 UE 的特定 DRX 信息传递给 eNodeB。eNodeB 既有从 MME 接收的每个 UE 所使用的特定 DRX 信息，也保留系统信息广播的默认 DRX 寻呼周期。UE 接收系统信息中广播的默认 DRX 寻呼周期，同时也可能配置自身的特定 DRX。如下图所示：

图 5：UE 与 eNodeB 的 DRX 对应关系如果 UE 与 eNodeB 同时保持有两对寻呼 DRX 配置（默认 DRX 周期以及终端特定 DRX），将使用相同的规则筛选出其中的一对作为寻呼时刻的配置。所以 eNodeB 与 UE 的寻呼周期配置总是能够匹配， eNodeB 按时寻呼周期与寻呼时刻在空口下发对 UE 的寻呼消息，UE 可以在相对应的正确的寻呼时刻进行接收。 5 寻呼过程寻呼的通知由 PDCCH DCI 格式 1C 通知 UE，PDCCH 的通知上携带 P-RNTI（16bit 的识别码，取值为 xFFFE，关于 RNTI 的取值及用途，see 36.321 Table 7.1-1 和 Table 7.1-2），表示这是寻呼消息。具体的被寻呼的 UE ID 承载在 PCH 上的寻呼消息（Paging Message）中，PCH 映射到 PDSCH 信道上，UE ID 是 IMSI（International Mobile Subscriber Identity）或者是 MME 分配的 S-TMSI（SAE Temporary Mobile Station Identifier）。为了降低 RRC_IDLE 状态下 UE 的电力消耗，UE 使用非连续接收方式（DRX，Discontinuous Reception）接收寻呼消息，RRC_IDLE 状态下的 UE 在特定的子帧（1ms）监听 PDCCH，这些特定的子帧称为寻呼时机（PO，Paging Occasion），这些子帧所在的无线帧（10ms）称为寻呼帧（PF，Paging Frame）。与 PF 和 PO 相关的两个参数是 T 和 nB，这两个参数由系统消息 SIB2 通知 UE。默认DRX寻呼周期终端特定DRX2、MME通过S1AP Paging通知eNodeB1、UE通过NAS消息告知 MME终端的特定DRX3、eNodeB保持与UE相同的终端特定DRX2、UE保持与eNodeB相同的默认寻呼周期1、 eNodeB通过广播通知UEMMEeNodeBUE

计算出 PF 和 PO 的具体位置后，UE 开始监听相应子帧的 PDCCH，如果发现有 P-RNTI，则根据 PDCCH 指示的 RB 分配和调制编码方式（MCS）,从同一子帧的 PDSCH 上获取寻呼消息。如果寻呼消息含有本 UE 的 ID，则发起寻呼响应；否则，在间隔 T 个无线帧后继续监听相应子帧的 PDCCH。 Table 7.1-1: RNTI values.【36.321】 Value (hexa-decimal) 0000 RNTI N/A 0001-003C RA-RNTI, C-RNTI, Semi-Persistent Scheduling C-RNTI, Temporary C-RNTI, TPC-PUCCH-RNTI and TPC-PUSCH-RNTI (see note) 003D-FFF3 C-RNTI, Semi-Persistent Scheduling C-RNTI, Temporary C-RNTI, FFF4-FFFC Reserved for future use TPC-PUCCH-RNTI and TPC-PUSCH-RNTI FFFD FFFE FFFF M-RNTI P-RNTI SI-RNTI Table 7.1-2: RNTI usage.【36.321】 RNTI P-RNTI SI-RNTI M-RNTI RA-RNTI C-RNTI C-RNTI C-RNTI Usage Transport Channel Logical Channel Paging and System Information change PCH PCCH notification Broadcast of System Information MCCH Information change notification Random Access Response DL-SCH N/A DL-SCH DL-SCH UL-SCH UL-SCH DL-SCH BCCH N/A N/A CCCH CCCH, DCCH, DTCH DCCH, DTCH CCCH, DCCH, DTCH Temporary C-RNTI Contention Resolution (when no valid C-RNTI is available) Temporary C-RNTI Msg3 transmission Dynamically scheduled unicast transmission Dynamically scheduled unicast transmission Triggering of PDCCH ordered random access N/A N/A Semi-Persistent Semi-Persistently scheduled unicast DL-SCH, UL-SCH DCCH, DTCH Scheduling C-RNTI transmission (activation, reactivation and retransmission) Semi-Persistent Semi-Persistently scheduled unicast N/A N/A Scheduling C-RNTI transmission (deactivation) TPC-PUCCH-RNTI Physical layer Uplink power control TPC-PUSCH-RNTI Physical layer Uplink power control N/A N/A N/A N/A

6 寻呼时机的计算寻呼帧 PF 和寻呼时机 PO 由系统消息 SIB2 中携带的 DRX 参数通过下面公式计算得出：图 6：SIB2 PF 的计算：（see 36.304 【7.1】） SFN mod T= (T div N)*(UE_ID mod N) （公式 1） PO 的计算：（see 36.304 【7.1】） i_s = floor(UE_ID/N) mod Ns （公式 2）其中： - T：UE 的非连续接收周期，SIB2 消息中的 defaultPagingCycle，取值范围是 32、64、128 和 256，单位是无线帧。该值越大，则 RRC_IDLE 状态下的 UE 的电力消耗越少，但是寻呼消息在无线信道上的平均延迟越大。 - nB：取值范围是 4T、2T、T、T/2、T/4、T/8、T/16、T/32，该参数主要表征了寻呼的密度，4T 表示每个无线帧有 4 个子帧用于寻呼，T/4 表示每 4 个无线帧有 1 个子帧用于寻呼，该值决定了系统的寻呼容量。 - N：min(T,nB) ； Ns：max(1,nB/T) ； UE_ID：IMSI mod 1024 当系统消息中的 DRX 参数改变时，UE 应本地更新系统信息 DRX 参数。如果 UE 没有 IMSI，例如当没有 USIM 卡时进行紧急呼叫，UE 应缺省地使用识别号 UE_ID=0 代入 PF 和 i_s 的计算公式中。

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