Trong LTE, một đầu cuối di động có thể tồn tại trong nhiều trạng khác nhau như được minh họa trong hình 3.3. Khi bật nguồn, đầu cuối di động ở vào trạng thái LTE DETACHED (tách biệt LTE). Trong trạng thái này, đầu cuối di động không được biết đối với hệ thống mạng. Trước khi diễn ra bất cứ sự liên lạc nào giữa đầu cuối di động và mạng thì đầu cuối di động cần phải đăng ký hệ thống mạng bằng cách sử dụng thủ tục truy cập ngẫu nhiên để vào trạng thái LTE ACTIVE (tích cực LTE), LTE DETACHED là trạng thái được sử dụng chủ yếu khi bật nguồn, một khi đầu cuối di động đã được đăng ký với hệ thống mạng, nó thường chuyển sang một trong những trạng thái khác như LTE ACTIVE hoặc LTE IDLE (rỗi LTE).
LTE ACTIVE là trạng thái được sử dụng khi đầu cuối di động đã sẵn sàng cho việc phát và thu dữ liệu. Trong trạng thái này, đầu cuối di động được kết nối với một tế bào cụ thể trong mạng. Một hoặc nhiều địa chỉ IP được gán cho thiết bị đầu cuối di động, cũng như là “Chỉ số nhận dạng tạm thời mạng vô tuyến tế bào” (Cell Radio Network Temporary Identifier – CRNTI) để nhận dạng thiết bị đầu cuối, những thông số này được dùng cho mục đích báo hiệu giữa đầu cuối di động và mạng. LTE ACTIVE có thể được chia thành hai trạng thái con là IN SYNC và OUT OF SYNC, phụ thuộc vào đường lên có được đồng bộ với hệ thống mạng hay không. Từ khi LTE sử dụng đường lên trực giao trên cơ sở FDMA/TDMA, thì việc đồng bộ truyền dẫn đường lên từ nhiều đầu cuối di động là cần thiết sao cho chúng đến eNodeB tại cùng một thời điểm (xấp xỉ).
Hình 3.3. Các trạng thái LTE [5]
Tóm lại,eNodeB sẽ đo thời gian đến của các phiên truyền dẫn từ mỗi đầu cuối di động ở trạng thái truyền tích cực (actively transmitting) và gửi những mệnh lệnh hiệu chỉnh thời gian (timing-correction commands) trong đường xuống. Miễn là đường lên trong trạng thái IN SYNC thì việc truyền dẫn đường lên dữ liệu người dùng và báo hiệu điều khiển L1/L2 đều có thể thực hiện được. Trong trường hợp không có sự truyền dẫn nào diễn ra trong một cửa sổ thời gian xác định, sự sắp xếp thời gian hiển nhiên là không thực hiện được, và đường lên sẽ được thiết lập trạng thái OUT OF SYNC. Trong trường hợp này, đầu cuối di động cần thực hiện một thủ tục truy cập ngẫu nhiên để khôi phục lại sự đồng bộ đường lên.LTE IDLE là một trạng thái tích cực thấp, mà khi đầu cuối di động trong trạng thái này nó sẽ ngủ trong phần lớn thời gian để làm giảm sự tiêu hao nguồn pin. Lúc này sự đồng bộ đường lên không được duy trì và vì vậy hoạt động truyền dẫn đường lên duy nhất có thể xảy ra là sự truy cập ngẫu nhiên để chuyển sang trạng thái LTE ACTIVE. Thiết bị đầu cuối di động vẫn giữ địa chỉ IP của nó và những thông tin nội bộ (internal information) khác để có thể nhanh chóng chuyển sang trạng thái LTE ACTIVE khi cần thiết. Vị trí của thiết bị đầu cuối di động sẽ được cung cấp cục bộ cho hệ thống mạng sao cho ít nhất mạng cũng có thể biết đến nhóm tế bào nào mà trong đó việc paging của đầu cuối di động được thực hiện.
3.2.Các thủ tục truy cập trong LTE