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LTE中连接态和空闲态的区别

LTE中连接态和空闲态的区别
LTE中连接态和空闲态的区别

(1)EMM-DEREGISTERED

如果UE是在EMM-DEGEGISTERED状态,则MME中的EMM上下文中没有UE有效的位置或路由信息。UE在MME中是不可及的,因为系统不知道UE的位置信息。

但是,在EMM-DEREGISTERED状态,UE和MME中是有可能保存一些UE的上下文的,比如鉴权信息,这样能避免每次附着的时候都要运行AKA程序。

(2)EMM-REGISTERED

用户通过E-UTRAN或者GERAN/UTRAN进行了成功的附着程序后,UE就进入了EMM- REGISTERED状态。MME进入EMM-REGISTERED状态,可以是通过UE从GERAN/UTRAN选择了一个E-UTRAN小区而触发的TAU程序,也可以是通过UE从E-UTRAN中触发的附着程序。在EMM-REGISTERED状态,UE就可以正常使用业务了。

UE在MME中的位置信息至少能准确到TA列表的程度。在EMM-REGISTERED状态,UE至少有一个永远都在的激活的PDN连接,并且建立了EPS安全上下文。

在执行完去附着程序后,UE和MME中的状态就会变为EMM-DEREGISTERED。收到TAU拒绝和附着拒绝消息,UE和MME中的状态行为取决于拒绝消息中的“原因值”,但是在大部分情况下,UE和MME中的状态都会变成EMM-DEREGISTERED。

如果UE所有的承载都释放了,比如完成了从E-UTRAN向Non-3GPP接入的切换以后,那么MME中UE的MM状态应该变为EMM-DEREGISTERED。如果UE是驻扎在E-UTRAN中的,则UE 检测到它所有的承载都释放了以后, UE应该把自己的状态改为EMM-DEREGISTERED。如果UE驻扎在GERAN/UTRAN中,则属于UE的所有承载(PDP上下文)都释放了以后,UE要把TIN (Temporary Identity used in Next update,下次更新时用的临时标识)设置为P-TMSI 来去激活ISR。这样能保证用户在重新选择E-UTRAN的时候,能够执行TAU。如果UE在执行向Non-3GPP接入系统切换的时候,关闭了E-UTRAN接口,则UE要把自己的MM状态改为EMM-DEREGISTERED。

在隐式去附着定时器超时的时候,MME可以随时执行隐式去附着程序,执行完隐式去附着程序后,MME中用户的状态就会变为EMM-DEREGISTERED。

(3)ECM-IDLE

如果UE和网络间没有NAS信令连接,UE就处于ECM-IDLE状态。在ECM-IDLE状态,UE可以执行小区选择/重选,或者进行PLMN选择。

ECM-IDLE状态的UE在E-UTRAN中是没有UE上下文的,此时既没有S1_MME连接,也没有S1_U 连接。

如果UE是在EMM-REGISTERED和ECM-IDLE状态,则UE能够实现以下功能。① 如果当前的TA不在UE从网络收到的TA列表中,则UE可以执行一个TAU来维持注册状态,并使得MME 能够寻呼到UE。

② 执行周期性的TAU,以通知EPC,UE是可用的。

③ 如果RRC(Radio Resource Control,无线资源控制)连接释放的时候,释放原因是“因为负载均衡的原因要求做TAU”,则可以执行TAU。

④ 如果UE的TIN是“P-TMSI”,UE要重新选择一个E-UTRAN小区,则可以执行TAU。⑤ 如果由于UE的核心网能力信息改变或者UE特定的DRX参数变了,则可以执行TAU。⑥ 响应MME执行业务请求程序而发起的寻呼消息。

⑦ 如果要发送上行用户数据,则可以执行业务请求,以建立无线承载。

UE和MME间的信令连接建立了之后,UE和MME都进入了ECM-CONNECTED状态。触发用户的状态从ECM-IDLE向ECM-CONNECTED转变的起始NAS消息有附着请求、TAU请求、业务请求或去附着请求。

如果UE是在ECM-IDLE状态,则UE和网络有可能是处于不同步的状态的,即UE和网络可能有不同的已经建立的EPS承载的集合。一旦UE和MME都进入了ECM-CONNECTED状态,UE和网络中的EPS承载集合就同步了。

(4)ECM-CONNECTED

在ECM-CONNECTED状态,MME中的UE位置信息能够准确到服务的eNB标识的程度。在此状态下,UE可以执行切换程序。

如果EMM系统中的TAI不在UE注册时的TA列表中,UE就要执行TAU程序,或者如果UE的TIN指示的是“P-TMSI”,则切换到了E-UTRAN小区时,也要执行TAU程序。

UE在ECM-CONNECTED状态时,UE和MME之间是有信令连接的。信令连接包括两部分:RRC 连接和S1_MME连接。

如果UE到MME间的信令连接释放了或者中断了,则UE要进入ECM-IDLE状态。这种释放或者中断可以是由eNB显式地告诉UE的,也可以是由UE自己检测到的。

S1释放程序能把UE和MME的状态从ECM-CONNECTED变为ECM-IDLE。但是,UE可能不会收到S1释放的指示,比如,由于无线链路差错或者出了覆盖区,此时,UE和MME中的ECM状态会出现临时的不匹配。

在信令程序之后,MME可以释放到UE的信令连接,然后UE和MME中的状态就会变为ECM-IDLE。如果UE变成了ECM-CONNECTED状态,但是不能建立无线承载,或者在切换的时候,UE不能维持一个承载,就要去激活相应的EPS承载。

ECM连接指的是UE与EPC之间的连接,以UE和EPC之间是否建立NAS信令连接区分为两种状态一个是AS层RRC状态,一个是NAS层ECM状态,两者有联系但不在同一个层面上。前者终结在UE 和eNB,判断标准是RRC连接是否建立;后者终结在UE和MME,判断标准是UE和MME之间的信令连接是否建立。由于NAS信令是包含在RRC信令中的,NAS信令连接并不像RRC连接那样有一个显式的建立过程,所以对于UE,可以认为两者是等价的,即RRC 连接之后,UE就进入了RRC-connected 和ECM-connected状态;RRC连接释放后,UE就进入了RRC-idle和ECM-idle状态。

空闲态上来的信令:

15:06:21.656 Paging

15:06:22.790 IMS SIP INVITE-Request(0)

15:06:22.818 Service Request

15:06:22.828 RRC Connection Request

15:06:22.868 RRC Connection Setup

15:06:22.868 Service Request

15:06:22.868 RRC Connection Setup Complete

15:06:22.898 Security Mode Command

15:06:22.898 Security Mode Complete

15:06:22.898 RRC Connection Reconfiguration

15:06:22.908 RRC Connection Reconfiguration Complete 15:06:22.918 UE Capability Enquiry

15:06:22.928 UE Capability Information

15:06:22.928 RRC Connection Reconfiguration

15:06:22.938 RRC Connection Reconfiguration Complete 15:06:22.948 IMS SIP INVITE-Trying(100)

15:06:22.988 RRC Connection Reconfiguration

15:06:22.988 RRC Connection Reconfiguration Complete 15:06:22.988 Activate Dedicated EPS Bearer Context Request 15:06:22.988 Activate Dedicated EPS Bearer Context Accept 15:06:23.528 RRC Connection Reconfiguration

15:06:23.528 RRC Connection Reconfiguration Complete 15:06:23.778 Measurement Report

15:06:23.788 Measurement Report

15:06:23.808 RRC Connection Reconfiguration

15:06:23.808 RRC Connection Reconfiguration Complete 15:06:24.058 Modify EPS Bearer Context Request

15:06:24.058 Modify EPS Bearer Context Accept

15:06:24.118 IMS SIP INVITE-Session Progress(183)

15:06:24.118 IMS SIP PRACK-Request(0)

15:06:24.178 IMS SIP UPDATE-Request(0)

15:06:24.208 Paging

15:06:24.428 IMS SIP PRACK-OK(200)

15:06:24.709 Measurement Report

15:06:24.749 RRC Connection Reconfiguration

15:06:24.759 RRC Connection Reconfiguration Complete 15:06:24.789 Master Information Block

15:06:24.799 System Information Block Type 1

15:06:24.799 Tracking Area Update Request

15:06:24.829 RRC Connection Reconfiguration

15:06:24.829 RRC Connection Reconfiguration Complete 15:06:24.839 RRC Connection Reconfiguration

15:06:24.839 RRC Connection Reconfiguration Complete 15:06:24.869 IMS SIP UPDATE-OK(200)

15:06:24.889 IMS SIP INVITE-Ringing(180)

连接态上来的信令:

15:09:44.782 Measurement Report

15:09:51.256 Measurement Report

15:09:52.582 RRC Connection Reconfiguration

15:09:52.582 RRC Connection Reconfiguration Complete 15:09:58.682 IMS SIP INVITE-Request(0)

15:09:58.807 IMS SIP INVITE-Trying(100)

15:09:58.838 RRC Connection Reconfiguration

15:09:58.838 RRC Connection Reconfiguration Complete 15:09:58.838 Activate Dedicated EPS Bearer Context Request 15:09:58.838 Activate Dedicated EPS Bearer Context Accept 15:09:59.638 EMM Status

15:09:59.638 DL Information Transfer

15:09:59.638 Modify EPS Bearer Context Request

15:09:59.638 Modify EPS Bearer Context Accept

15:09:59.668 IMS SIP INVITE-Session Progress(183)

15:09:59.668 IMS SIP PRACK-Request(0)

15:09:59.698 IMS SIP UPDATE-Request(0)

15:09:59.958 IMS SIP PRACK-OK(200)

15:10:00.408 IMS SIP INVITE-Ringing(180)

终端处于空闲态时,LTE网络寻呼机制如下:

1.DRX的工作机制和UE对寻呼消息的接收:

处于节电的考虑,UE的寻呼接收遵循非连续接收(DRX)的原则。eNodeB会通过系统消息广播小区默认的DRX寻呼周期给小区中所有UE。此外,标准也允许每个UE根据自身的电量等设置UE特定的DRX参数,并通过NAS消息Attach Request、TAU Request等上报给MME。

之后,UE在一个DRX的周期内,只在响应的寻呼无线帧(PF)上的寻呼时刻(PO)先去监听PDCCH上是否携带有P-RNTI,进而去判断响应的PDSCH上是否有承载寻呼消息。如果在PDCCH上携带有P-RNTI,就按照PDCCH上指示的PDSCH的参数去接收PDSCH上的数据;如果终端在PDCCH上未解析出P-RNTI,则无需再去接收PDSCH物理信道,就可以依照DRX 周期进入休眠。利用这种机制,在一个DRX周期内,终端可以只在PO出现的时间位置上去接收PDCCH,然后再根据需要去接收PDSCH。而在其他时间可以休眠,以达到省电的目的。

关于PF的计算,有公式SFN mod T=(T/N)*(UE_ID mod N),凡满足该公式的所有SFN 的值,都是PF。PF计算中相关参数含义如下:

?T=min(TUE,TC),TUE指UE特定DRX周期,TC指eNodeB广播的默认DRX周期;

?N=min(T,nB),nB由网络在SIB2中广播;

?UE_ID=IMSI mod 1024。

PO是终端需要监听的PDCCH在寻呼无线帧上的子帧号,因此计算出PF后,需再计算出本终端的PO在PF上的位置i_s,然后再根据i_s与PO之间的映射关系,从而精确地获得终端应去监听的PDCCH物理信道所出现的精确的时间位置。其中,i_s=floor(UE_ID/N)mod Ns。

2. 寻呼DRX参数的传递和寻呼消息的发送:

LTE核心网MME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的用户信息,包括:UE Paging Identity(IMSI,或S-TMSI)、Paging DRX、CN Domain(CS域,或PS域)和List of TAIs等字段,其中Paging DRX参数为可选。eNodeB 接收到Paging消息后,解读其中的内容,得到该用户终端的跟踪区域标示(TAI)列表,并在其下属于列表中跟踪区的小区进行空口寻呼。

eNodeB在空口Uu寻呼用户时,可以使用其配置的小区默认DRX参数,该参数在SIB2中下发小区内所有UE。

eNodeB在空口Uu寻呼用户时,也可以使用UE自己上报的特定DRX参数。UE在Attach Request、TAU Request等非接入层(NAS,Non Access Stratum)消息中告知MME,MME在发送给eNodeB的Paging消息通过Paging DRX参数携带该UE特定的DRX参数,eNodeB对接收到Paging消息中携带的UE特定的DRX和其默认DRX参数取小后,以此作为寻呼周期下发寻呼。该原则与UE侧接收寻呼消息时的T取值原则一致,即没有UE特定DRX参数时按照eNodeB广播的DRX参数接收,若有UE特定DRX参数时与广播的DRX参数取小后接收。

综上所述,LTE网络下MME、eNodeB、UE 的DRX参数总结如下:

静息态功能磁共振数据分析工具包使用手册

静息态功能磁共振数据分析工具包 使用手册 宋晓伟(Dawnwei.song@https://www.wendangku.net/doc/bc3131601.html,) 文档版本: 1.3 文档修订日期: 2008-2-25 北京师范大学 认知神经科学与学习国家重点实验室

目录 一、开发背景介绍 (1) 二、软件用途和技术特点 (4) 三、设计与实现 (4) 四、测试 (5) 五、使用要求 (5) 六、使用方法演示 (6) (一)计算功能连接 (7) (二)计算局部一致性 (9) (三)计算低频振幅 (11) 七、详细使用说明 (13) (一)安装REST (13) (二)卸载REST (13) (三)启动REST (13) (四)在REST中设置待处理的数据目录 (16) (五)Mask 的设定 (16) (六)在REST中设定输出参数 (17) (七)可选项:去线性漂移 (18)

(八)可选项:滤波 (19) (九)局部一致性计算参数的设定 (20) (十)低频振幅计算参数的设定 (21) (十一)功能连接参数的设定 (21) (十二)点击“Do all”开始计算 (23) (十三)耗时估计 (24) (十四)其它工具 (24) 八、附注说明 (26) 九、参考文献 (28)

一、开发背景介绍 大脑是人体中最迷人也是人们了解最少的部分,科学家哲学家们一直在寻找大脑与行为、情感、记忆、思想、意识等的关系,却缺少一个非侵入性的高分辨率的技术方法来直接观察并确立这种联系,直到上世纪末功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI)的出现(Ogawa et al., 1990),既能让人们观察到大脑结构又能让人们观察大脑结构的某一部分所具有的特定功能(Clare, 1997)。fMRI机制是血氧水平依赖性(Blood oxygen level dependent, BOLD)信号的变化。 目前认识到的大多数的脑功能都是通过对任务或刺激的控制,并同时记录与任务或刺激相应的行为学上的变化和神经活动的变化来得到的。从Hubel和Wiesel电生理学上的实验,到现在神经影像学上的认知激活实验范式,都说明这种方法是很成功的。如图1被试睁眼或闭眼交替进行,这种简单的任务刺激范式所带来的BOLD信号的变化可以清楚地在大脑的特定区域看到(图1是在视觉区),从而把大脑的功能和解剖结构联系了起来(Fox et al., 2007)。这种基于任务刺激的实验范式一般都使用广义线性模型(General linear model, GLM)计算刺激或控制变量的效应,检测相应于刺激的大脑激活区,从而认识大脑的功能。 图1、传统fMRI任务激活范式的分析:睁眼闭眼任务范式和初级视觉皮层的某个体素的BOLD信号。 (引自Fox et al., 2007) 对任务状态fMRI数据的分析和处理,研究者现在一般都使用软件SPM(Friston, 1995)或AFNI(Cox, 1996),这两个软件都可以使研究者很方便地基于GLM模型来分析和处理任务状态的fMRI数据。如图2是包括2个控制变量的GLM模型,研究者需要提供给软件的是设计矩阵,即研究者的控制变量,然后使用软件SPM(Friston, 1995)或AFNI(Cox, 1996)就可以很方便地估计出控制变量的效应大小,进而找到受控制变量影响的脑区,即和任务刺激相对应而激活的脑区。

重点:静息态功能连接与解剖结构连接在人脑中联合研究

国际医学放射学杂志International Journal of Medical Radiology 2010Sep ;33(5)作者单位:510515广州,南方医院影像中心通讯作者:邱士军,E-mail:qiu-sj@https://www.wendangku.net/doc/bc3131601.html, *审校者 DOI:10.3784/j.issn.1674-1897.2010.05.Z0501 【摘要】 大脑半球多个脑区血流低频振荡信号变化存在同步性,它反映了这些脑区的神经活动存在相关性,这 些脑区间神经活动相互关系被定义为功能连接。扩散张量成像是目前唯一可以无创伤地获取人脑白质纤维束信息的技术。联合应用功能连接与扩散张量白质纤维束成像技术,可以探讨研究人脑静息态功能连接与解剖结构连接之间的关系。就静息态功能连接与扩散张量成像的基本原理、特点以及两者联合应用进行综述。 【关键词】 静息态;功能连接;结构连接;扩散张量成像 静息态功能连接与解剖结构连接在人脑中联合研究 Combination of resting-state functional MRI and anatomical links in assessing human brain connectivity 刘珍银邱士军神经放射学 * 综述 脑的结构组织所体现的功能特征主要表现在功能分区与功能整合。大脑半球多个脑区血流低频振荡信号变化存在时域相关性,它反映了这些脑区的神经活动存在相关性,脑区间神经活动相互关系被定义为功能连接。已有证据证明大脑神经元在解剖学上和功能上都是分组的(形成神经元簇),解剖上也已经发现了功能柱的结构存在。通常认为脑部功能连接反映脑部解剖结构连接,但是关于两者的确切关系仍未完全明了。 1静息态功能连接的概念 Biswal 等[1]首次以左侧大脑半球运动皮质作为感兴趣区(ROI ),检测其血氧水平依赖(blood oxygen level dependent,BOLD )信号低频成分(f <0.08Hz )的时间序列,并与全脑其他脑区的低频BOLD 信号时 间序列作相关分析。结果表明,即使在没有任务状态下,左右两侧大脑运动皮质BOLD 信号低频成分存在显著的时间相关性。功能连接被定义为“空间上分离的部位在神经生理活动过程中的相互关系”。静息态功能磁共振成像(resting -state functional magnetic resonance imaging,resting -state fMRI )是近年来脑功能研究热点之一,与任务态脑 功能成像不同,其不需外部刺激或任务设置,反映人脑处于静息状态下的神经活动。对于任务相关的脑功能成像研究,常采用组块(BLOK )实验设计方法,其数据处理常采用模型驱动(mold-based )的方法,即根据任务态与静息态脑区BOLD 信号的差异值确定激活脑区,这间接反映了任务相关的局部脑区神经元活动;然而,人脑处于静息状态时,多个脑 区仍存在自发神经元活动,并且呈现时间相关性。在没有任何外部刺激的静息态下进行脑功能实验研究,需采用新的分析方法,如选取某感兴趣区作为种子体素,以种子体素的BOLD 信号时间序列与全脑其他体素作相关分析,但此方法亦存在局限性,ROI 的选择可能因手工操作者不同而存在差异,同时此方法亦可出现假阴性结果[2]。为避免这些问题,常联合应用独立成分分析(independent compon- ent analysis,ICA )方法进行BOLD 信号数据处理,ICA 方法将四维BOLD 信号分解成三维空间信息与一维时间序列信息。这些BOLD 信号中既包含了 反映脑部神经元活动信息,又包含了机体运动或生理活动产生的噪声[3],虽然联合应用ICA 方法可以一定程度分离出诸如心脏博动、呼吸运动等噪声,但仍有不少残留噪声[4]。收集这些生理噪声信息,并在BOLD-fMRI 信息数据处理过程中减去相应的生理噪声信息数据,可成为解决此问题的方法之一。应用上述方法可以显示脑部功能连接图,但仅反映大脑皮质的神经元活动情况,不能显示脑白质信息。 2扩散张量成像的基本原理 纤维束成像是近年来在扩散加权成像 (diffusion weighted imaging,DWI )基础上迅速发展起来的MRI 新技术,它使得在活体研究人脑白质纤维结构成为可能。Pierpaoli 等[5]首先应用扩散张量成像 (diffusion tensor imaging,DTI)技术在活体人脑勾画出脑白质主要纤维束结构走向。DTI 基本原理:在均质 的水中,水分子的扩散运动表现为三维随机运动,其在不同的方向扩散程度相同,称为各向同性(isotropic );但在人脑组织中,水分子的运动则因为 :411-415;431

静息态功能核磁共振发展及其应用

静息态功能核磁共振技术发展及其应用 一、什么是静息态功能核磁共振技术 (一)、功能磁共振技术及其原理 人脑是自然界进化最为复杂的产物,揭示脑的奥秘是当代自然科学面临的最重大的挑战之一。近年来随着脑成像技术及神经科学的发展,人们对脑的研究已不仅局限于解剖定位,更多的是对脑功能活动基本过程的深入研究。功能磁共振成像是90年代以后发展起来的一项新技术,它结合了功能、影像和解剖三方面的因素,是一种在活体人脑中定位各功能区的有效方法,它具有诸多优势,如无创伤性、无放射性、具有较高的时间和空间分辨率、可多次重复操作等,因此,功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI )作为脑功能成像的首选方法已被较广泛应用。功能磁共振成像主要是基于血流的敏感性和血氧水平依赖性(blood oxygenation level dependent,BOLD )对比度增强原理进行成像。所谓血氧水平依赖性是指大脑皮层的微血管中的血氧浓度发生变化时,会引起局部磁场发生变化,从而引起核磁共振信号强度的变化。采用基于 BOLD的功能磁共振成像技术进行脑活动研究在近十年中得到了迅速的发展,BOLD f MRI以空间和时间分辨率均较高的优势,逐渐成为对活体脑功能生理、病理活动研究的重要手段之一。其无创性和可重复性使之在临床得以迅速而广泛的应用和认同功能磁共振检查方法对人体无福射损伤,并且其时间及空间分辨率较高,一次成像可同时获得解剖影像及功能影像。功能磁共振成像原理是通过磁共振信号检测顿脑内血氧饱和度及血流量,从而间接反映神经元的活动情况,达到功能成像的目的。BOLD 技术是功能磁共振成像的基础;神经元活动增强时,脑功能区皮层的血流量和氧交换増加,但与代谢耗氧量增加不成比例,超过细胞代谢所需的氧供应量,其结果可导致功能活动区血管活动氧合血红蛋白増高,脱氧血红蛋白相对减少。脱氧血红蛋白是顺磁性物质,其铁离子有4个不成对电子,磁矩较大,有明显的T2缩短效应。因此,脱氧血红蛋白减少,导致T2*和T2弛豫时间延长,信号増高,使脑功能成像时功能活动去抑制的皮层表现为高信号。功能磁共振成像应用于人脑功能的研究,最常用的方法是利用各种刺激诱导局部脑组织血氧水平依赖信号发生变化,间接反映神经元的活动,这种方法被称为“事件相关功能性磁共振( event-related f MRI)”。

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