一、目标M2M业务的特性 

M2M业务种类繁多，业务特性复杂，按照业务的触发方式可将M2M业务分为时间（定时器）触发业务、事件触发业务和混合触发业务。本文讨论的M2M业务属于其中的混合触发业务范畴之内，定义此类M2M业务具有的特性是：终端位置长期固定；业务请求类型固定；发送时间固定（除事件触发情况外）；业务由终端主动发起；不涉及到寻呼和被叫业务或者只涉及周期性的被叫；终端休眠大部分情况下呈现周期性；终端发起的业务主要通过上行完成(例如遥感勘测类、水电气报表和视频监控等M2M业务)。

传统的H2H业务的主要特点是终端位置移动性强、业务请求类型多变、发送信息周期、数据量大小不固定的、涉及主叫和被叫业务，针对H2H业务的这些特性，H2H用户在LTE网络中的网络接入、用户注册、会话建立、移动性管理、小区间切换流程上都有一套完整的体系，通过用户端、基站和核心网中协议栈各层间的信息交互来完成这套流程，但是在LTE网络，如果针对M2M业务仍然照搬这套流程，虽然也可以满足业务需求，但是从部分M2M业务特性上来讲，这套流程显得过于繁琐，不利于M2M终端在能耗和无线资源上的节约。因此如何对传统的业务流程进行简化，使其符合部分M2M业务的需求，是我们研究的重点。

二、LTE网络中用户端在网络中的活动状态   

1.网络接入过程

    当用户开机之后，要向网络发起注册过程，用户端在向网络注册之前需要进行网络接入过程，包含以下四个步骤

（1）检测系统信息广播

系统信息广播由网络实现操作，周期性的发送，UE开机后，会接收到由eNode B通过物理广播信道（PBCH）和物理下行控制信道（PDCCH）发送的基站指示信息，包括本小区的物理随机接入信道（PRACH）配置索引、逻辑根序列初始值、循环移位配置索引、上下行配置索引等与发起随机接入有关的参数。UE通过这些指示信息生成要发送给eNode B的随机接入前导序列。

（2）小区的选择

    用户端根据系统信息广播进行小区选择，选择信号质量最好的小区，用户端选择一个PLMN（公共陆地移动网络），无线资源控制协议（RRC层）根据已有信息开始搜小区。如果没有以前的信息，就开始全频搜，发现可用的频率以后，去同步小区，同步上以后，得到小区物理层的Cell ID，然后开始读管理信息库（MIB），根据MIB再读SIB1—包含NAS信息和UE处于空闲模式和连接模式下的定时器和计数器，根据SIB1再读其他的系统消息块，读完系统消息判断驻留的条件，如果满足就驻留小区，就会通知用户端配置服务小区的测量，配置寻呼的参数，进入空闲（IDLE）状态。整个小区搜索状态完成。

（3）初始接入

    为了注册到网络，终端还需经过初始接入过程，首先进行接入等级的判定，目的在于在一些特定条件下动态阻止或限制网络的接入，例如网络严重超负荷和一些紧急条件下。当用户端符合接入等级时，通过随机接入过程，使得终端能够与网络建立一个RRC连接。之后可以在上行共享控制信道上发消息。

（4）RRC连接

    RRC过程是UE与eNode B的RRC层通过一组消息进行交互的过程，通过此类过程实现RRC对整个协议栈的管理和控制。

● RRC连接建立请求通过上行公共控制信道上发送，消息的内容包括UE的初始标识(S-TMSI或随机数}、连接建立原因及预留的lbit等子信息单元。

● RRC连接建立过程是UE与eNB之间通过信令交互建立信令无线承载（SRBl）的过程。RRC连接配置过程是对eNB的管理过程。

● EUTRAN在下行公共控制信道（CCCH）上使用TM RLC（非确定模式）发送RRC连接建立消息，消息包含了一个专用无线资源配置单元，该消息单元中包含有‘信令无线承载’、‘MAC主配置’、‘专用物理配置’等子单元。RRC层接收到连接建立消息后停止定时器T300，并根据连接建立消息中的内容配置L2层的工作模式、调度规划、建立相关的物理信道等，建立SRB1，此时SRBl适用于AM-RLC（确定）模式。

●UE端RRC层接收到RRC Connection Setup消息后建立L2链路，通过原语向上层指示RRC已经建立完成的同时通过AM-RLC方式向网络发送RRC连接建立完成消息，RRC连接建立过程完成。

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LTE注册和会话建立.pdf