2012年8月31日 星期五

LTE: Paging Proccess

Paging Introduction
要先了解Paging,必須先了解什麼是RRC,所謂的RRC就是Radio Resource Control,簡單的說就是UE如果要空中資源,必須要使用RRC去要空中資源,使用的是Random Access process,但是如果是網路端要透過EnodeB去找UE(有時EnodeB也會直接做Paging,例如Tracking Area Update、System Information Update等等),就是使用Paging。實際上paging字面上的意思就是傳呼,就是類似以前的BB call,也就是去呼叫UE的意思。
Paging Eessential Knowledge
雖然Paging的動作很單純,就是這個動作乍看很單純,Paging實際上牽扯到幾件很重要的事情,必須要在講Paging之前解釋
  1. Tracking Area(TA),通常Paging的範圍是在一個Tracking Area裡面的EnodeB也就是,網路端要對UE進行Paging的時候,你要知道UE大致在哪邊,才有辦法知道paging的範圍,不然為了要paging一個UE,每次都要全台灣的EnodeB做paging,會嚴重耗費網路資源,至於Tracking Area,請參照本站Tacking Area介紹,
  2. Discontinuous Reception(DRX),這是為了UE端的省電機制,UE在有條件下面關掉射頻模組,以達到省電的目的,也就是說UE沒事會睡一下,以節省電力,定期再醒來檢查自己有沒有被老師叫到。有機會再對DRX做深入的介紹
Paging Process


1. 當網路端或EnodeB需要對UE進行資料傳送時,這時候EnodeB會對UE進行 Paging,這時EnodeB會在PDCCH中以P-RNTI夾帶Paging提醒的訊息,UE符合R-RNTI者,會解碼PDCCH中資訊,內含UE要去PDSCH的哪個位置找paging的詳細資訊。
2.當UE找到Paging的詳細資訊後,會對EnodeB進行Random Access Procedure,並進行RRC Connection。注意Paging完還是要由UE進行RRC連線,所以Paging只是一個提醒的功能,初始化RRC還是需要由UE來。
3.做完RRC後,若為網路端要傳送資料,則UE進行Attach  Request。








2012年8月28日 星期二

LTE: Random Access Backoff 機制 及 Backoff Indicator

Backoff Process Introduction

什麼是Backoff,這其實不是一個新的機制了,這個機制在乙太網路初期就已經廣泛使用了,802.11 wifi也有類似的機制,所謂的Backoff,就是在傳輸碰撞環境,當兩個競爭者碰撞到的時候會做一個退後傳送的機制,這個退後是指等待一段時間再次進行傳送。在LTE之中是會友backoff的因為當兩個UE同時要傳送時,是有可能會互相做碰撞的。這個時候就是在傳送Random Access的時候,通常有幾種狀況會造成backoff。

  1. UE 送出Random Access但是沒有收到Random Access Response
  2. UE送出Random Access但是收到別的UE的Random Access Response(因為剛好同時有兩個UE傳送,於是就碰撞,但是EnodeB後來僅能判斷另一個UE送出來的Random Access,所以僅回另一個UE,至於UE是怎麼判斷是自己的Random Access response,是靠RA-RNTI 去做判斷的,詳情請見另一篇EnodeB Identities in LTE的介紹。

Backoff Indicator Introdution


如果碰撞之後要怎麼處理呢,UE要進行所謂的backoff,這個backoff必須依據backoff indicator進行等待,而這個backoff是由EnodeB會利用Random Access Response去給予UE一個Backoff Indicator,而UE在這個Backoff Indicator時間內隨機選擇一個時間來傳送。對照表如下表

Backoff  index and Parameter table

3GPP 36.321 Table 7.2-1.

index Backoff Parameter(ms)
0 0
1 10
2 20
3 30
4 40
5 60
6 80
7 120
8 160
9 240
10 320
11 480
12 960
13 Reserved
14 Reserved
15 Reserved

 

最後要注意這個Backoff indicator是optional,並非強制性的,也就是說如果UE沒有收到Backoff indicator,會有自己的timer去選擇。

LTE-Circuit Switched Fallback (CS FallBack)

Circuit Switched Fallback introduction
什麼是CS Fallback,他在LTE之中扮演了什麼腳色。因為LTE是Packet Only的網路,所以並不會有傳統2G、3G專用的語音通道,一般這種語音通道就叫Circuit Switched,這Ccircuit switched的好處是當你的通話建立之後,就會有固定的保留通道,以確保通話品質,所以如果需要做語音通話的時候,LTE便無法提供Circuit  Switched的功能。所以可以藉由3G網路來達成語音通話的功能,並且使用LTE的signaling去呼叫UE,告訴UE有Voice call,並告知UE handover到3G的基地台,這種技術就叫CS Fallback,實際上若要在LTE達到通話的功能,還有VoLTE的方式,這個以後有機會再談。
以下圖片引用自NTT DOCOMA Technical Journal Vol 11 No.3
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乍看之下是很簡單的事情,感覺是UE同時註冊上LTE與3G、2G的網路就可以達到的功能。但是實際上對於UE及網路端有相當多額外的需求才能平順地達到這個功能(特別是網路端)。如何同步3G跟LTE的Tracking Area、Location Area,因為要這樣才能正確的讓LTE及3G的網路同時能掌握到UE的行蹤,而不會等需要paging時才重新找尋,這個功能叫做Mobility Management。
UE 需求
  • 同時能夠連上LTE及2G、3G的網路
  • 能夠做Combined attach(同時做EPS及IMSI attach)
  • 使用CS fallback傳送 SMS
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Combined Tracking Area and Location Area Update Procedure


因為LTE及3G網路要同時能掌握UE的動向,故維護Tracking Area(LTE)及Location Area(3G)這兩個數值,並在兩個network之間同步。可以看到下圖MME會有UE的TA,MSC/VLR會有UE的LA,MME中會有一個Mapping Table去讓MME可以知道 TA跟LA之間的關係,這樣MME因為CSFB要paging時才會知道要叫UE去找哪一個MSC/VLR,進而去連接。並且可以不用同時對3G及LTE都進行Location Update。
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我們這邊就介紹一下TA跟 LA同時update 的方式及流程,其實這個流程跟先前文章提到的ISR(Idle signaling Reduction)很像,但實際上是不一樣的東西,ISR是TA跟Routing Area (RA)做同步,所以是由MME跟SGSN做同步,現在是由MSC及MME做同步。實際上MSC在3G時代就已經跟SGSN在做同步,因為SGSN在UMTS中是負責Packet-Switched,使用Routing Area,而MSC是負責Circuit-Switched,使用Location Area,兩者已經有實做了同步的功能,所以在MSC上接受MME的Tracking Area資訊並不是一件困難的事情。
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流程就上面就看圖說故事,
  1. 當UE要進行Tracking Area Update,會對MME傳送TAU的指令。
  2. MME會對HSS進行Location regitration的指令,讓HSS知道現在UE在哪,也就是HSS資料庫可以儲存UE走過的地點!
  3. MME會使用上述的對應表格對MSC進行LA 註冊,因為有了表格,MME才知道要找哪一個MSC註冊,等於代替UE去註冊LA。所以UE就不用去跟MSC 做LA update了
  4. MSC收到 update之後,會將此用戶的IMSI及用戶所在的MME記錄下來,這是為了方便到時候MSC要反向找MME所使用。
  5. MSC也會跟HSS進行通報,讓HSS知道UE在3G網路的LA
  6. 對MME回應LA註冊成功,
  7. 再由MME回應給UE目前所在的LA。
可以看的出來在這個階段UE是不需要對3G基地台進行存取,這個部份的設計大幅節省空中資源。並且完成了LA及TA同時的update。
Circuit Switched Fallback Procedure - Mobile Originating Call:
MO call 一樣看圖說故事
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  1. UE向MME發起通話需求
  2. MME回覆UE,請UE handover到3G系統
  3. UE handover到3G系統
  4. 建立voice call(注意:這邊隱含了一些重點,一個是UE在做TAU update,MME會順便回覆LA,所以UE才知道要找哪一個MSC。另一個是Data call仍然是在LTE中做傳輸
Circuit Switched Fallback Procedure - Mobile Terminating Call:


MT call 一樣看圖說故事,不過比MO複雜些
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    1. 從3G網路來的的MT call,由別的MSC傳到UE所在的MSC。
    2. MSC會查詢此UE對應的LTE的MME位置
    3. 查到MME之後,會傳送paging請求給LTE的MME
    4. MME對UE做 paging,但paging會帶Circuit Switched 訊息,讓UE知道其實是CS網路在做paging
    5. UE收到CS paging之後會發送CS service request,請求MME給予CS資源
    6. MME這時候會指示UE handover至3G網路到特定的MSC
    7. UE進行handover
    8. UE在進行handover後會回覆paging response給MSC。(注意不是回給MME)
    9. 當MSC收到paging response後MSC就會將MT call傳送給UE,準備進行通話
這個CS Fallback方案是很適合在系統過渡到VoLTE之前的一個好方案,但有個缺點,就是在進行語音通話的時候,會感覺延遲時間變長,畢竟跟LTE做完協調之後才跟3G做連接,一般使用者經驗是五秒到十秒,目前看到的資料是香港已經在線上使用。實際上使用者是會感受到的






















2012年8月24日 星期五

SMS over IMS


Short Messaging Service Over IMS (SMS over IMS) introduction 

SMS是手機上非常流行的一個服務,在2G跟3G上面都流行了非常多年,以往會使用特定跟通道的方式去傳送SMS,但是到了LTE,用戶對用戶的服務都交由IMS service在處理,於是就發展出SMS over IMS的服務。對於IMS來說,必須要將SMS訊息乘載在IMS的信令上面,並傳送給以往處理SMS的網路去進行傳送。

SMS over IMS role introduction

P-CSCF: 
Proxy Call Session Control Function,IMS的入口點,對IMS使用的SIP指令做壓縮跟攻擊的防禦,算是IMS的守門員
S-CSCF: 
Servlng-CSCF,IMS核心,對於進入IMS訊息判斷的核心,也就是IMS的大腦。
IP-SM-GW: 
IP Short Message Gateway 轉送乘載於IMS上的SMS訊息,會將IMS的訊息去除,轉送給SMS的SMSC。或是將從SMSC過來SMS封裝成IMS server的格式給S-CSCF。



Mobile Originated SMS over IMS procedure



step 1-2
將 SMS over IMS送至P-CSCF、S-CSCF,SMS訊息包在SIP Message Body的 RP-DATA裡。
step 3  
由S-CSCF的iFC(Initial Filter Criteria)來判斷是否要讓這個message通過。iFC是S-CSCF由HSS同步得來。由此功能可判斷每個用戶的權限跟         處理規則。
step 4
處理完iFC後,SMS over IMS即可往後端IP-SM-GW送出
step 5-7
IP-SM-GW收到之後,便會由原路徑送回202 Accepted訊息,202 Accepted訊息通常是指收到並同意轉發,但是要確認轉發成功,之後還會有NOTIFY的訊息,不過此圖上面並未提到
step 8
IP-SM-GW送出的同時便會將SMS over IMS解開成SMS訊息,並送給SMSC去傳送。
step 9-11
確認送出後由原路徑送RP-ACK訊息給UE,此RP-ACK當然也是包在SIP of IMS的message裡面
step 12-14
UE收到RP-ACK後,就會回200 ok給後端,IP-SM-GW收到之後,確認送到之後,整個傳送流程就完成了

Mobile Terminated SMS over IMS procedure





step 1
IP-SM-GW從SMSC收到sms
step 2-4
將 SMS 封裝成SMS over IMS後 由S-CSCF、P-CSCF送到UE
step 5-7
UE由原路徑回覆200 ok代表已收到 此IMS訊息
step 8-11
UE回覆此SMS Message已正確收到,所以送出RP-ACK回應給IP-SM-GW,但是經過S-CSCF仍會執行iFC確認用戶有此權限可以傳送
step 12-14
IP-SM-GW收到之後,便會由原路徑送回202 Accetpted訊息。
step 15
送出202 Accepted訊息後,IP-SM-GW便會開始轉發剛剛RP-ACK訊息給SMSC。


SMS over IMS的spec 24.229
至於RP-DATA與RP-ACK的內容是什麼,請參照24.011 GSM SMS的資料

2012年8月22日 星期三

LTE: Random Access Procedure 隨機存取


Random Access 隨機存取


先說說看什麼是隨機存取(Random Access),字面上的意思就是在時間的任何一個時刻要對傳輸媒體進行存取,實際上所謂的隨機存取一般都隱含了裝置競爭的意義,除非傳輸的媒體事先都安排好(scheduling),否則競爭一個共用傳輸空間一定會遇到的過程,那你會想問,為什麼我用手機不幫我事先安排好呢?簡單的說因為手機太多,空氣中的資源不足,不可能每個人都持續佔有資源。

所以當手機想要存取空中的資源就會有隨機存取的機制。事實上不只是手機,像是wifi,也會有媒體上的競爭,這些裝置在處理隨機存取的方式都不一樣。我們就以LTE的隨機存取作介紹。

LTE Random Access introduction
LTE做Random Access的動機是什麼,就是沒有分配到的空中資源,就必須靠Random Access程序去取得。
基本上很多情況都會觸發此程序,並非RRC idle時才會做Random access,例如以下的狀況都會觸發。

  • RRC idle到 RRC connected狀態,通常是上層有東西要傳輸,例如Trackin Area Update、initial attach。     
  • RRC connected 但是跑到不同的Cell
  • RRC connected 但是uplink synchronization 並沒有建立
上述的狀況都會觸發UE,Random Access的行為

11/23補充:
3gpp 6.300 subcluse 10.1.5詳細寫著下列六種event會觸發Random Access的行為
  1. 從RRC idle要初始化進行傳輸
  2. RRC Connection Re-establishment,RRC連線的重建
  3. Handover,基地台之間的Handover
  4. 在RRC Connected狀態時,有Downlink資料要傳輸,卻需要Random Access,
  5. 在RRC Connected狀態時,有Uplink資料要傳輸,卻需要Random Access,例如例如 UL synchronisation不同步或在PUCCH缺少Service Request資源時。
  6. 在作定位時,例如 需要Timing Advance資訊時。
除此之外Random access procedure 分為兩種
- Contention based (適用於前五項event); 
- Non-contention based (僅適用於3,4,6 event)
所以要特別注意其中的用途


  • 若是要使用Contenion Free,則是要在RRC Connected的狀態,而不能在RRC idle的狀態的情形,所以表示Paging所使用的Random Access必然是Contenion Based的。
  • 使用Contenion Free 時,EnodeB會藉由RRC Reconfiguration 裡面的 rach-ConfigDedicated  去告知UE使用哪一個Preamble。
總結以上的說明,若是EnodeB Paging的狀況下,除了原本可能會有的信號遺失(例如Paging無法送到UE、UE離開現有tracking Area等等)的狀況外,也會產生無法避免的Contention Base的競爭。


LTE Random Access Procedure

LTE的Random Access有分競爭(Contention-based)跟非競爭(contention-free),差別在於競爭是由UE自己隨機使用Preamble發起,,而非競爭則是eNodeB會先指派preamble才做UE的random access,所以就沒有碰撞的問題。

Contention-based Random Access


1: Msg1: Random Access Preamble,在一開始的階段,會有UE會在64個preamble中選出一個,在PRACH裡面做區別,所以意思是說許多UE在同一個enodeB裡面,只有64個選擇,64個裡面又分成四個PRACH configuration index,又只能用四分之一,這也隱含了選到同樣的機率很大,因為通常一個macrocell中會有數百個UE是很正常的,eNodeB收到此訊息之後會解開preamble,之後看RA-RNTI,就可以知道這個訊息是從哪個UE來的,若你不知道什麼RA-RNTI,可以看此篇。

2: Msg2:當EnodeB收到從UE來的Random Access Preamble之後,他會回一個Random Response 給UE,此訊息內包含了分配給UE的RB及MCS,另外也有一個TC-RNTI,此TC-RNTI用作在確認碰撞之前所使用的RNTI,這邊要注意一件事情,這邊所使用的physical Channel為PDSCH,並不是PRACH。

3: Msg3:當UE收到Random Access Response之後,就可以進行首次的傳輸,這個傳輸有可能夾帶RRC connection request,也可能是RRC connection re-establishment,也有可能是handover所產生,等等。

4. Msg4:若是EnodeB收到兩個同樣的preamble的狀況,這時候EnodeB會回應給兩個UE,這時候UE同時會按照EnodeB所分配的RB去傳輸,EnodeB同時在同樣的RB下收到兩個UE的訊息,
  • 假設EnodeB只能判斷其中一個UE的TC-RNTI,那他會回給那個UE,另外一個UE則是會在timer expired之後會判斷競爭失敗,會重新發Random Access Preamble。
  • 若EnodeB兩個訊息都沒辦法判斷TC-RNTI,則兩個都不回,這時候兩個UE就會同時判斷失敗,同時重新做Random Access Preamble。

Contention-Free Random Access


非競爭的Random Access  則是由EnodeB先指派Preamble後再由UE發起Random Access Preamble,所以也不會有所謂的碰撞問題,其他的流程就跟競爭的相同


2012年8月17日 星期五

LTE:Idle state Signalling Reduction(ISR)


Idle state Signalling Reduction(ISR)

先前我們提到了LTE中Tracking Area(TA)的概念,主要是用來追蹤UE在哪些基地台下面的範圍,而在UMTS中也有所謂的Routing Area(RA)的概念,所以如果手機同時在UMTS與LTE註冊的話,手機跟網路端變成必須同時handle兩個Area資訊,對於網路端跟UE都是一個不小的負擔,因為UE在高速移動中,Tracking Area Update(TAU)跟Routing Area Update(RAU)的頻率是很高的,所以有一個方式叫做Idle state Signalling Reduction(ISR),去設法降低同時需要TAU及RAU的流量。

實際上在2G跟3G之中也有類似的機制在,可以減少2G跟3G基地台的傳輸,方式是在2G與3G建置的基地台盡量相同,如果相同的話,就可以共用同一個RA,且2G跟3G的後端網路是相當類似,也可以共用,所以後端網路並不需要特殊的機制。但因為LTE的網路跟3G差異性相當大,故必須要有ISR才可以同步TAU與RAU。並且因為使用ISR,LTE與以往的3G及2G的基地台佈建,就並不需要相同。

當UE使用ISR註冊並且網路端支援ISR時,UE同時註冊在LTE的MME及UMTS的SGSN上,SGSN及MME同時與S-GW連結。UE同時儲存著UMTS(P-TMSI、RA)及LTE(GUTI、TA)的註冊參數,UE就可以在不需要作RAU或TAU的狀態下進行UMTS及LTE的切換。因為SGSN及MME之間同時存在著這個UE的location資訊。故可以理解的是當手機只有UMTS或是LTE的網路時,實際上是不需要ISR的,所以在3G斷線之後一段時間ISR機制便會停止。


Temporary Identity used in Next update (TIN)
當UE在SGSN及MME都存有MM的參數時,就會使用到"Temporary Identity used in Next update" (TIN),這個TIN用作為下次UE要進行RAU、TAU的身份辨識,此TIN有可能是三種得其中一種值,GUTI、P-TMSI、RAT-related TMSI,視不同的情況會設定不同的值,如下表 3GPP 24.301 V9.9.0,可以看的出來只有在ISR activated時 才會有另外的RAT-realated TMSI或第二個identity。


通常在第一次註冊上LTE或是UMTS的時候並不會Activated,但是UE在註冊上另一個Network時,另外一個Network在RAU accept、TAU accept或是attach accept時,就會附加ISR Activated,故這時UE就必須按照上表去儲存Network來的identity
可以看的到下圖,一開始與MME註冊時,第三步MME回覆並沒有Activation。所以UE就會設定TIN為GUTI,從第四步開始與UMTS註冊,可以看到第九步RAU accept就帶有ISR activation的訊息,這時候UE便啟動了ISR的機制,將TIN變成RAT-related、TMSI。



2012年8月16日 星期四

LTE: Tracking Area, TAI, TAU, TAC到底是什麼

Tracking Area 的概念
簡而言之 Tracking Area就是用來追蹤手機位置用。

Tracking Area通常會是數個Cell的集合,通常是用作追蹤UE的實體位置,為何要追蹤UE的實體位置,當基地台在作paging的時候,若沒有tracking area,只有兩個方式作paging,
1.所有的cell都要做paging,此是相當耗費資源。
2.單一cell作paging,萬一UE離開了則會找不到UE。

所以才會產生tracking area的概念,數個基地台構成一個tracking area。所以當UE離開了一個tracking area之後,到了另一個tracking area,則會產生tracking area update(TAU)這個動作

TAI與TAC的定義
每一個Tracking Area就會有他們自己的編號,編號又分兩種,一種是tracking area code(TAC),跟tracking area identity(TAI),TAC的定義為營運商自己對tracking area的編號,而tracking area identity(TAI)則是全球性的編號,TAI是由MCC (Mobile Country Code)+MNC(Mobile Network Code)+TAC所組成。


在UE初次進行attach時MME會配給UE一組TAI List,意思就是網路在進行paging時,會對這些TAI List內的cell進行呼叫。所以UE離開TAI List中的cell時,就會進行TAU,這樣網路端跟UE之間的TAI就會同步。如下圖




2012年8月10日 星期五

LTE:Radio Network Temporary Identifier(RNTI) :enodeB所使用的身分辨識ID


LTE enodeB所使用的身分辨識ID

Radio Network Temporary Identifier(RNTI)是用作UE在enodeB中,身分識別用的,而這個RNTI是用作enodeB在做調變Modulation之前做scrambling的,有一點類似WCDMA調變中的scrambling,也就是說利用scrambling的方式可以提高用戶對信號的辨識率,因為在傳送之前已經經過不同的擾動碼做擾動,UE就可以針對固定不同的擾動碼去解碼,間接提高了信號辨識率,也降低了同頻干擾。

下列表格代表 不同的RNTI用作在不同的用途,當然不同的用途就會有不同的Transport Channel跟Logical Channel

RNTIUsageTransport ChannelLogical Channel
P-RNTI
Paging and System Information change notification 
Fixed Value:FFEE
PCHPCCH
SI-RNTI
Broadcast of System Information
Fixed Value:FFFF
DL-SCHBCCH
RA-RNTIRandom Access ResponseDL-SCHN/A
Temporary C-RNTIContention Resolution
(when no valid C-RNTI is available)
DL-SCHCCCH
Temporary C-RNTIMsg3 transmissionUL-SCHCCCH, DCCH, DTCH
C-RNTIDynamically scheduled unicast transmissionUL-SCHDCCH, DTCH
C-RNTIDynamically scheduled unicast transmissionDL-SCHCCCH, DCCH, DTCH
C-RNTITriggering of PDCCH ordered random accessN/AN/A
Semi-Persistent Scheduling C-RNTI
Semi-Persistently scheduled unicast transmission
(activation, reactivation and retransmission)
DL-SCH, UL-SCHDCCH, DTCH
Semi-Persistent Scheduling C-RNTI
Semi-Persistently scheduled unicast transmission
(deactivation)
N/AN/A
TPC-PUCCH-RNTIPhysical layer Uplink power controlN/AN/A
TPC-PUSCH-RNTIPhysical layer Uplink power controlN/AN/A


以下針對一些RNTI做解釋

P-RNTI (Paging RNTI): 使用作為Paging之用,因為是paging,所以會有是使用特定的Scraming Value:FFFE,Paging的功能就是EnodeB在找UE的時候用的
SI-RNTI (System Information RNTI) :用作 System information 之用,也是使用特定的Scraming Value: FFFF,此EnodeB在廣播Cell inforamtion會使用的scraming,包括MIB、SIB1~SIB13
M-RNTI (MBMS RNTI): 在MBMS服務使用的RNTI,主要是MCCH資訊變更時使用,MBMS為LTE multicast 服務,也就是說可以在LTE上做長時間串流的服務像Video or Voice,此服務於Rel 9後定義
RA-RNTI (Random Access RNTI): RA-RNTI用作為 當UE傳送Random Access Message 時,EnodeB會回覆Random Access Response (RAR) 給特定的UE,若兩個UE同時發送Random Access時,兩個UE會聆聽PDCCH上不同的RA-RNTI,他們就可以辨別自己的RAR
TC-RNTI(Temporary  Cell RNTI): 當Random Access後 Cell會發給UE一個暫時性的RNTI,這個暫時性的RNTI是避免在Random Access時有碰撞,確定碰撞之前,都是使用此TC-RNTI來傳輸,待確認沒有碰撞之後則會升級成C-RNTI。
C-RNTI (Cell RNTI): 當UE在RRC-Connected狀態使用的 RNTI
TPC-PUCCH-RNTI (Transmit Power Control-Physical Uplink Control Channel-RNTI) :用作指示不同UE做不同的 uplink Control channel power control所使用的 RNTI
TPC-PUSCH-RNTI(Transmit Power Control-Physical Uplink Shared Channel-RNTI)用作指示不同UE做不同的uplink shared channel所使用的 RNTI
基站所使用的身分辨識編號

SAE Identities in LTE :LTE 網路所使用的辨認IE


以下是LTE網路端所使用的身分辨識ID

International Mobile Subscriber Identity (IMSI)
每一個用戶所擁有的獨特ID,通常寫在SIM卡中
International Mobile Equipment Identity (IMEI)
每一台UE獨有的裝置ID


Globally Unique Temporary ID (GUTI)
MME發放給UE被用做身分識別用的功能,一定有個疑問,為什麼不用IMSI,因為IMSI是用戶的唯一身分ID,雖然可以用作身分識別,但因為會有安全性上的問題,所以只有在用戶一開始要attach時會使用IMSI,爾後都使用MME所發放的GUTI,


GUTI由兩個部分組成,
一個是GUMMEI (Globally Unique Temporary UE Identity) ,一個是 M-TMSI(MME Temporary Mobile Subscriber Identity)
  • GUMMEI:GUMMEI是用作辨別 MME,代表用戶是在哪一個MME下面
  • M-TMSI:而M-TMSI是用戶在單一個MME底下的識別身分
因為這邊是Globally,所以可以想見,此ID必須要全球通用,可以想見,這個ID會有MCC(mobile Country Code),MNC(Mobile Network Code),以表示這個ID在什麼國家及營運商內。而MME Group ID則是將營運商的MME分不同的群組。而MME Code就是MME群組裡面的特定MME。加上M-TMSI則可以表示特定的用戶,雖然是暫時性的ID,但這是全球唯一的辨識!也就是說我是某一個MME,我能決定發給用戶的就是M-TMSI,GUMMEI則是事先都定義好的。這概念很類似子網域





若是有Paging上的需要, 則會使用S-TMSI,S-TMSI則是由MME Code加上 M-TMSI所構成,也就是當要做Paging的時候。會paging到所有Cell(Tracking Area 內),所以會由NAS paging S-TMSI到特定的MME之中。



GUMMEI : GUMMEI是用作辨別

2012年8月9日 星期四

LTE: Semi-Persistent Scheduling(SPS)及Transmission Time Interval (TTI)Bundling


 Semi-Persistent Scheduling(SPS)

以往的Mobile Network的封包傳輸,都是使用Dynamic Scheduling,也就是要傳輸的時候,才開始要空中資源,一般上行的資料都是用Random access的方式,而下行都是用Paging的方式。但因為未來在LTE上必須乘載Voice的訊息,對於Voice來說,若使用Dynamic Scheduling的方式並不適合,因為此種方式會在通話期間會一直持續要資源,並且Voice本身的traffic不大,反而會造成control channel的負擔。

在LTE release 9時,增加了LTE對emergency及location service,等於是打開了VoLTE的大門,為了因應 Voice over LTE的到來,LTE MAC層便使用到了在release 8中的Semi-Persistent Scheduling(SPS)與TTI Bundling。

在LTE的Dynamic中,EnodeB持續透過physical DL control channel(PDCCH) 來告知UE必須要解碼Pysical  Downlink Share channel中的subframe,所以如果Taffic變小且固定的時候,Dynamic Scheduling就並不合適了,而這種狀況正是VoLTE的情況。

使用Semi-Persistent Scheduling(SPS)是來分配persistent PRB,沒有Voice traffic 就自動釋放PRB,等到有Voice traffic則再次請求persistent PRB,這樣即可省下大量在Schduling control的資源。

Transmission Time Interval Bundling(TTI)

TTI Bundling則是用作改善cell邊緣 Uplink傳輸問題的,可增加cell邊緣約4dB的coverage,因為LTE之中TTI為1ms,較以往WCDMA小很多,1ms有效減少了訊號來往的延遲,但是對於基地台較遠的裝置,VOIP傳輸會更困難,這是因為在uplink,最大的coverage受限於UE在180kHz的PRB的傳送功率因為UE的傳送功率是受限的,又HARQ的傳送機制中,在一個subframe的8ms中僅有1ms是給UE做傳送,剩下7ms UE則是閒置,表示UE實際上只有1/8subframe的時間在傳送power,假若我們能增加UE連續傳送power的時間,則可以增加coverage,故使用TTI Bundling,UE在上傳時可以在1個subframe中連續傳送四個TTI,即可增加一個subframe中的傳送power,這樣可減少EnodeB在判斷subframe的錯誤率