第二章 主要信令流程
2.1 开机附着流程
UE刚开机时，先进行物理下行同步，搜索测量进行小区选择，选择到一个合适或者可接纳的小区后，驻留并进行附着过程。附着流程图如下：
UEeNBEPC开机后先进行小区选择，接收系统信息，然后开始附着1. RA Preamble 2. RA Response 3. RRCConnectionRequest4. RRCConnectionSetup5. RRCConnectionSetupComplete(包含Attach Request 、PDN connectivity request消息)6. Initial UE message（包含Attach Request、PDN connectivity request消息） 7. Identity/Authentication/Security8. 建立默认EPS承载等9. Initial context setup request(包含Attach Accept、Activate default EPS bearer context request)10. UECapabilityEnquiry11. UECapabilityInformation12. UE Capability Info Indication13. SecurityModeCommand14. SecurityModeComplete15. RRCConnectionReconfiguration（包含Attach Accept、Activate default EPS bearer context request）16. RRCConnectionReconfigurationComplete17. Initial context setup response18. ULInformationTransfer（包含Attach Complete、Activate default EPS bearer context accept）19. UPLINK NAS TRANSPORT（包含Attach Complete、Activate default EPS bearer context accept）First Uplink DataFirst Downlink Data20. 更新承载检测到User Inactivity21. UE CONTEXT RELEASE REQUEST(Cause)22. 更新承载23. UE CONTEXT RELEASE COMMAND 24. RRCConnectionRelease25. UE CONTEXT RELEASE COMPLETE图5 正常开机附着流程
开机附着流程说明：
1）步骤1～5会建立RRC连接，步骤6、9会建立S1连接，完成这些过程即标志着NAS signalling connection建立完成，见24.301。
2）消息7的说明：UE刚开机第一次attach，使用的IMSI，无Identity过程；后续，如果有有效的GUTI，使用GUTI attach，核心网才会发起Identity过程（为上下行直传消息）。
3）消息10~12的说明：如果消息9带了UE Radio Capability IE，则eNB不会发送UECapabilityEnquiry消息给UE，即没有10~12过程；否则会发送，UE上报无线能力信息后，eNB再发UE Capability Info Indication，给核心网上报UE的无线能力信息。
为了减少空口开销，在IDLE下MME会保存UE Radio Capability信息，在INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST消息会带给eNB，除非UE在执行attach或者\TAU following GERAN/UTRAN Attach\or \radio capability update\过程（也就是这些过程MME不会带UE Radio Capability信息给eNB，并会把本地保存的UE Radio Capability信息删除，eNB会问UE要能力信息，并报给MME。注：\capability update\ECM-IDLE.）。在CONNECTED下，eNB会一直保存UE Radio Capability信息。UE的E_UTRAN无线能力信息如果发生改变，需要先detach，再attach。 4） 发起UE上下文释放（即21～25）的条件：
eNodeB-initiated with cause e.g. O&M Intervention, Unspecified Failure, User Inactivity, Repeated RRC signalling Integrity Check Failure, Release due to UE generated signalling connection release, etc.; or-MME-initiated with cause e.g. authentication failure, detach, etc. 5）eNB收到msg3以后，DCM给USM配臵SRB1，配臵完后发送msg4给UE；eNB在发送RRCConnectionReconfiguration前，DCM先给USM配臵DRB/SRB2等信息，配臵完后发送RRCConnectionReconfiguration给UE，收到RRCConnectionReconfigurationComplete后，控制面再通知用户面资源可用。
6）消息13~15的说明：eNB发送完消息13，并不需要等收到消息14，就直接发送消息15。 7）如果发起IMSI attach时，UE的IMSI与另外一个UE的IMSI重复，并且其他UE已经attach，则核心网会释放先前的UE。如果IMSI中的MNC与核心网配臵的不一致，则核心网会回复attach reject。 8）消息9的说明：该消息为MME向eNB发起的初始上下文建立请求，请求eNB建立承载资源，同时带安全上下文，可能带用户无线能力、切换限制列表等参数。UE的安全能力参数是通过attach request消息带给核心网的，核心网再通过该消息送给eNB。UE的网络能力（安全能力）信息改变的话，需要发起TAU。
2.2随机接入流程
随机接入是蜂窝系统应具有的最基本的功能，它使终端与网络建立通信连接成为可能，由于用户的随机性、无线环境的复杂性决定了这种接入的发起以及采用的资源也具有随机性，因此随机接入的成功率取决于随机接入流程是否能够顺利完成。 从随机接入发起的目的来看主要有： ? 请求初始接入
? 从空闲状态向连续状态转换 ? 支持eNB之间的切换过程 ? 取得/恢复上行同步 ? 向eNB请求UE ID
? 向eNB发出上行发送的资源请求
总体来说随机接入就是UE与eNB建立无线链路，获取/恢复上行同步 从随机接入流程发起的场景来看，主要有以下几种情况：
1、随机接入和状态转移3、切换后接入新小区随机接入场景2、无线链路失败的重建立4、上行失步时，下行数据到达5、上行失步时，上行数据到达
图6 随机接入场景
随机接入分为基于竞争的 (可应用于上述所有场景)、基于非竞争的(只应用于切换和下行数传场景)两种流程接入网络。其区别为针对两种流程选择随机接入前缀的方式不同。前
者为UE从基于冲突的随机接入前缀中依照一定算法随机选择一个随机前缀；后者是基站侧通过下行专用信令给UE指派非冲突的随机接入前缀。
基于竞争模式的随机接入： RRC_IDLE状态下的初始接入； 无线链路出错以后的初始接入；
RRC_CONNECTED状态下，当有上行数据传输时，例如在上行失步后“non-synchronised”， 或者没有PUCCH资源用于发送调度请求消息，也就是说在这个时候除了通过随机接入的方式外，没有其它途径告诉eNB，UE存在上行数据需要发送 基于非竞争模式的随机接入：
RRC_CONNECTED状态下，当下行有数据传输时，这时上行失步“non-synchronised”，因为数据的传输除了接收外，还需要确认，如果上行失步的话，eNB无法保证能够收到UE的确认信息，因为这时下行还是同步的，因此可以通过下行消息告诉UE发起随机接入需要使用的资源，比如前导序列以及发送时机等，因为这些资源都是双方已知的，因此不需要通过竞争的方式接入系统；
切换过程中的随机接入，在切换的过程中，目标eNB可以通过服务eNB来告诉UE它可以使用的资源；
UEeNB1Random Access PreambleRandom Access Response23Scheduled TransmissionContention Resolution4
图7 基于竞争的随机接入流程
基于竞争随机接入流程说明
1） MSG1：UE在RACH上发送随机接入前缀，携带preamble码；
2） MSG2：eNB侧接收到MSG1后，在DL-SCH上发送在MAC层产生随机接入响应（RAR），RAR
响应中携带了TA调整和上行授权指令以及T-CRNTI（临时CRNTI）；
非常详细的LTE信令流程 - 图文
