【資料名稱】：TD-SCDMA 話音呼叫流程信令淺析.txt

【資料作者】：未知

【資料日期】：未知

【資料語言】：中文

【資料格式】：DOC

【資料目錄和簡介】：

主叫流程：通常又由RRC（Radio Resource Control：無線資源管理）連接建立流程、初始直接傳輸建立信令連接、安全控制、建立RAB（Radio Access Bearer：無線接入承載，用于用戶面）、準備通話這幾個過程來完成。

1.1 RRC連接建立流程：當RNC（Radio Network Controller：無線網(wǎng)絡(luò)控制器）接收到UE（User Equipment ：用戶設(shè)備）的RRC連接建立請求消息后，由RRM（Radio Resource Management：無線資源管理模塊）根據(jù)特定的算法確定是接受還是拒絕該RRC 連接建立請求，如果接受，則再判決是建立在專用信道還是公共信道。RRC 連接建立使用的信道不同，RRC 連接建立流程也不一樣。當RRC連接建立在專用通道時，需要UE、RNC、NODEB（即基站）三者之間協(xié)商與數(shù)據(jù)同步，確定連接所需要的無線鏈路資源；當RRC 連接建立在公共信道上時，因為用的是已經(jīng)建立好的小區(qū)公共資源，所以無需建立無線鏈路和用戶面的數(shù)據(jù)傳輸承載。


圖1.1 RRC 連接建立在公共信道流程圖

1.11 UE 處于空閑模式下，當UE 的非接入層請求建立信令連接時，UE 將發(fā)起RRC 連接建立過程。每個UE 最多只有一個RRC 連接。首先UE 在上行CCCH（Common Control Channel CCCH：公共控制信道）上發(fā)送一個建立連接請求消息RRC_RRC_CONNECT_REQ，請求建立一條RRC 連接。主要參數(shù)為：InitialUE-Identity（初始的UE 標識，如IMSI，TMSI 等參數(shù)）用來讓網(wǎng)絡(luò)識別發(fā)送該建立請求消息的UE；Establishment cause（建立原因）有多種類型，但UE 每次只能選擇其一；Protocol Error Indicator（協(xié)議錯誤標識）用來標明是否有協(xié)議錯誤發(fā)生；測量消息：給出在Uu 接口（即常說的空中接口或是無線接口）上的測量結(jié)果。

1.12 RNC 在下行CCCH上向UE 發(fā)送連接建立消息RRC_RRC_CONN_SETUP。主要參數(shù)：UE IE（Information Element：信息單元）；RB（radio bearer：無線承載） 信息；TrCH（Transport Channel 傳輸信道）IE；上行傳輸信道；下行傳輸信道；物理信道IE；UL（上行）無線資源和DL（下行）無線資源。

1.13 UE 在上行DCCH（Dedicated Control Channel：專用控制信道）上向RNC 發(fā)送RRC連接建立完成消息RRC_RRC_CONNECT_SETUP_CMP。主要參數(shù)：RRC transaction identifier（RRC 事務(wù)標識）；START list（開始列表，包含CN 域標識和開始值列表信息）；UE radio access capability（UE 無線接入特性）；UE radio access capability extension（UE 無線接入特性擴展）；UE system specific capability（UE 系統(tǒng)特性）；至此RRC 連接建立過程結(jié)束。

1.2 初始直接傳輸建立信令連接：RRC連接建立成功后，UE向CN(Core Network:核心網(wǎng))發(fā)送初始直傳消息，建立業(yè)務(wù)呼叫。


圖1.2 初始直傳流程圖

1.21 UE生成初始直傳消息RRC_INIT_DIRECT_TRANSF發(fā)送到網(wǎng)元 NodeB。請求建立業(yè)務(wù)呼叫。NodeB收到消息RRC_INIT_DIRECT_TRANSF，生成含有初始直傳消息的DCH（專用傳輸信道）數(shù)據(jù)幀，發(fā)送到網(wǎng)元RNC。

1.22 RNC收到并處理含有初始直傳消息的DCH數(shù)據(jù)幀，分配Iu（Iu口是指RNC與CN的接口）鏈路信令連接標識，組裝成Iu口的初始直傳消息RANAP_INITIAL_UE_MESSAGE，發(fā)送到網(wǎng)元CN。在這條消息當中，就包括了CS（即語音業(yè)務(wù)）的位置更新請求及PS的ATTACH請求（即數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)接入請求）。

1.23 CN收到并處理消息RANAP_INITIAL_UE_MESSAGE，生成響應(yīng)消息RANAP_COMMON_ID發(fā)送到網(wǎng)元RNC，其中攜帶了Permanent NAS UE Identity參數(shù)。RNC將這個參數(shù)和用戶的RNTI（radio network temporary identity：無線網(wǎng)絡(luò)臨時標識）對應(yīng)起來。至此，直傳過程結(jié)束。

1.3 安全控制：也即是鑒權(quán)加密的過程

圖1.3 鑒權(quán)加密流程圖

1.31 CN生成消息初始直傳消息RRC_INIT_DIRECT_TRANSF（消息包含了Identity-Request）發(fā)送到網(wǎng)元RNC。

1.32 RNC收到消息RRC_INIT_DIRECT_TRANSF，生成下行直傳消息RRC_DL_DIRECT_TRANSF，組成含有Identity-Request的下行直傳消息的DCH數(shù)據(jù)幀，發(fā)送到網(wǎng)元NodeB。NodeB收到DCH數(shù)據(jù)幀，取出其中攜帶的消息RRC_DL_DIRECT_TRANSF發(fā)送到網(wǎng)元UE。

1.33 UE收到消息RRC_DL_DIRECT_TRANSF（Identity-Request），根據(jù)RAND（隨機消息）計算出三個參數(shù)：RES（SIM卡中的鑒權(quán)響應(yīng)參數(shù)）、CK（加密密鑰）和IK（完整性保護密鑰），將新的CK和IK寫入SIM卡中。UE發(fā)送上行直傳消息RRC_UL_DIR_TRANSF（含有Identity-Response信息）到網(wǎng)元NodeB，其中攜帶著UE新計算出來的nas-Message。NodeB收到含有鑒權(quán)響應(yīng)的消息RRC_UL_DIR_TRANSF，組成含有Identity-Response信息上行直傳消息的DCH數(shù)據(jù)幀發(fā)送到網(wǎng)元RNC。

1.34 RNC收到并處理DCH數(shù)據(jù)幀，生成消息RANAP_DIRECT_TRANSFER（含有Identity-Response），發(fā)送到網(wǎng)元CN。

1.35 CN收到并處理消息RANAP_DIRECT_TRANSFE（Identity-Response）。CN根據(jù)消息中的RES信息進行判斷：

l 若判斷結(jié)果為不正確，且不需要進行身份認證，則生成消息REJECT發(fā)送到網(wǎng)元RNC，轉(zhuǎn)到RRC釋放流程。

l 若判斷結(jié)果為不正確，且需要進行身份認證，則生成消息Identity-Request發(fā)送到網(wǎng)元RNC，發(fā)起身份認證過程，認證成功后進行再次鑒權(quán)，否則發(fā)起RRC釋放流程。

l 若判斷結(jié)果為正確，且需要進行安全性控制，則生成消息安全模式校驗消息RANAP_SECURITY_MODE_COMMAND發(fā)送到網(wǎng)元RNC，以實現(xiàn)加密和完整性檢查過程。

l 若判斷結(jié)果為正確，但不需要進行安全性控制，CN 向RNC發(fā)送RANAP_DIRECT_TRANSFER（含有l(wèi)ocation-updating-accept等表接受的消息），RNC收到后通過DCH數(shù)據(jù)幀將消息轉(zhuǎn)發(fā)給NodeB，NodeB向UE發(fā)送RRC_DL_DIRECT_TRANSF（含有l(wèi)ocation-updating-accept信息），鑒權(quán)過程結(jié)束。

1.36 RNC收到并處理消息RANAP_SECURITY_MODE_COMMAND，完成對RLC（Radio Link Control：無線鏈路控制）和MAC（Media Access Control：介質(zhì)訪問控制子層協(xié)議）實體進行參數(shù)配置，并生成含有Security Mode Command的DCH數(shù)據(jù)幀發(fā)送到網(wǎng)元NodeB，NodeB收到DCH數(shù)據(jù)幀，取出其中攜帶的消息RRC_SECURITY_MODE_CMD發(fā)送到網(wǎng)元UE。

1.37 UE收到并處理消息RRC_SECURITY_MODE_CMD，UE根據(jù)是否支持加密算法和完整性檢查算法進行判斷：

l 如果判斷結(jié)果為不支持，則生成消息RRC_SECURITY_MODE_FAI發(fā)送到網(wǎng)元NodeB，加密過程失敗。

l 如果判斷結(jié)果為支持，則生成消息RRC_SECURITY_MODE_CMP發(fā)送到網(wǎng)元NodeB。NodeB收到消息RRC_SECURITY_MODE_CMP，生成含有Security Mode Complete的DCH數(shù)據(jù)幀發(fā)送到網(wǎng)元RNC。

1.38 RNC收到并處理DCH數(shù)據(jù)幀，生成認證完成的消息RANAP_SECURITY_MODE_COMPLETE發(fā)送到網(wǎng)元CN，加密過程結(jié)束。

1.4 建立RAB: RAB（Radio Access Bearer） 是指用戶平面的承載，用于UE 和CN 之間傳送語音，數(shù)據(jù)及多媒體業(yè)務(wù)。當用戶發(fā)起呼叫之后就要建立RAB連接，要進入這一流程的前提條件是UE已經(jīng)建立RRC連接，并且已經(jīng)通過CN鑒權(quán)。


圖1.4 RAB建立流程圖

1.41 CN生成消息RANAP_RAB_ASSIGNMENT_REQ發(fā)送到網(wǎng)元RNC，消息中攜帶QoS參數(shù)，用戶平面模式等信息，CS域還包括Transport Layer Address、Binding ID等信息。RNC收到并處理RAB指配請求消息RANAP_RAB_ASSIGNMENT_REQ，RNC根據(jù)消息中的參數(shù)，進行接納控制：若判斷結(jié)果為拒絕接納，則向CN發(fā)送帶有失敗指示的RAB分配信息RANAP_RAB_ASSIGNMENT_RESP，CN會發(fā)起信令連接釋放流程，轉(zhuǎn)到RRC釋放流程；若判斷結(jié)果為接納，則RNC為其分配相應(yīng)的L1和L2參數(shù)，并生成消息ALCAP（Access Link Control Application Protocol：接入鏈路控制應(yīng)用協(xié)議） Iu Establish request發(fā)送到網(wǎng)元CN。CN收到并處理消息ALCAP Iu Establish Request，生成消息ALCAP Iu Establish Confirm并發(fā)送到網(wǎng)元RNC。RNC收到并處理消息ALCAP Iu Establish Confirm，將Iu數(shù)據(jù)傳輸承載與RAB捆綁在一起。RNC生成無線鏈路重新分配準備消息NBAP_RL_RECFG_PREP發(fā)送到網(wǎng)元NodeB，攜帶無線鏈路的物理信道信息（RL功率等功控信息）和傳輸信道信息（上下行傳輸信道的TFS/TFCS，以及其映射的DPCH的時隙/碼/midamble位移等信息），實現(xiàn)通知NodeB為新的無線承載預(yù)留資源的目的。

1.42 NodeB收到并處理消息NBAP_RL_RECFG_PREP。NodeB根據(jù)需要預(yù)留的資源進行判斷：如果不能完成無線鏈路分配，生成無線鏈路重分配失敗消息NBAP_RL_RECFG_FAI發(fā)送到網(wǎng)元RNC，轉(zhuǎn)到RRC釋放流程；如果能夠完成無線鏈路分配，生成消息無線鏈路重分配準備完成的消息NBAP_RL_RECFG_READY發(fā)送到網(wǎng)元RNC，消息中攜帶Transport Layer Address、Binding ID等信息。

1.43 RNC收到并處理消息NBAP_RL_RECFG_READY，生成消息ALCAP Iub Establish Request發(fā)送到網(wǎng)元NodeB，以實現(xiàn)建立Iub數(shù)據(jù)傳輸承載的目的。NodeB收到并處理消息ALCAP Iub Establish Request，生成消息ALCAP Iub Establish Confirm發(fā)送到網(wǎng)元RNC。RNC收到并處理消息ALCAP Iub Establish Confirm，生成Downlink Synchronisation控制幀發(fā)送到網(wǎng)元NodeB，以實現(xiàn)傳輸信道同步的目的。 NodeB收到并處理Downlink Synchronisation控制幀，生成Uplink Synchronisation控制幀發(fā)送到網(wǎng)元RNC，報告RNC下行同步幀的到達時間ToA，RNC根據(jù)ToA對時間進行調(diào)整，達到DCH幀的下行同步。

1.44 RNC收到并處理Uplink Synchronisation控制幀，完成傳輸信道同步后，生成無線鏈路重分配完成的消息NBAP_RL_RECFG_COMMIT發(fā)送到網(wǎng)元NodeB，消息中攜帶啟動時間，指示NodeB在啟動時間（CFN）開始使用新的無線鏈路配置。RNC完成以上過程后，生成含有無線鏈路建立消息RRC_RB_SETUP的DCH數(shù)據(jù)幀發(fā)送到網(wǎng)元NodeB，消息中攜帶RB信息（業(yè)務(wù)RB），啟動時間（CFN），以及無線鏈路的物理信道信息和傳輸信道信息（包括功控信息，TFS/TFCS，時隙/碼等）。

1.45 NodeB收到DCH數(shù)據(jù)幀，取出其中攜帶的消息RRC_RB_SETUP發(fā)送到網(wǎng)元UE。UE收到并處理消息RRC_RB_SETUP。UE按照消息中的內(nèi)容判斷：若判斷結(jié)果為無法接受新的無線配置，UE生成無線鏈路建立失敗消息RRC_RB_SETUP_FAI 發(fā)送到網(wǎng)元NodeB，轉(zhuǎn)到RRC釋放流程；若判斷結(jié)果為可以接受新的無線配置，UE將和NodeB/RNC在同一啟動時間（CFN）同時啟動新的TFS和TFCS。UE使用新的TFS和TFCS后，生成無線承載鏈路建立完成消息RRC_RB_SETUP_CMP發(fā)送到網(wǎng)元NodeB。NodeB收到消息RRC_RB_SETUP_CMP，生成DCH（RRC_RB_SETUP_CMP）數(shù)據(jù)幀發(fā)送到網(wǎng)元RNC。

1.46 RNC收到并處理DCH（RRC_RB_SETUP_CMP）數(shù)據(jù)幀，RNC的用戶平面生成INITIALISTATION控制幀發(fā)送到網(wǎng)元CN，發(fā)起IU接口用戶平面初始化。CN收到并處理消息INITIALISTATION控制幀，完成IU接口用戶面的初始化后，生成INITIALISTATION ACK控制幀發(fā)送到網(wǎng)元RNC。RNC收到并處理INITIALISTATION ACK控制幀，生成無線承載鏈路重分配響應(yīng)消息RANAP_RAB_ASSIGNMENT_RESP發(fā)送到網(wǎng)元CN，消息中帶有成功指示。網(wǎng)元CN收到并處理消息RANAP_RAB_ASSIGNMENT_RESP，RAB建立完成。

2、主叫流程：UE完成RRC連接、鑒權(quán)、RAB連接之后，可順利進入呼叫流程。


圖2.1 語音呼叫（主叫）流程圖

2.1 UE在獲得鑒權(quán)通過的結(jié)果后，生成消息RRC_UL_DIR_TRANSF發(fā)送到網(wǎng)元NodeB。RRC_UL_DIR_TRANSF消息中包含NAS域信息和NAS消息NodeB收到RRC_UL_DIR_TRANSF消息，生成DCH數(shù)據(jù)幀發(fā)送到網(wǎng)元RNC。

2.2 RNC收到DCH數(shù)據(jù)幀，生成含有呼叫建立信息的消息RANAP_DIRECT_TRANSFER,發(fā)送到網(wǎng)元CN。而其中的SETUP消息中包含了會話標識，承載能力，被叫方號碼，被叫方子地址等信息。

2.3 CN收到并處理消息RANAP_DIRECT_TRANSFER，生成含有CALL PEOCEEDING的消息RANAP_DIRECT_TRANSFER 發(fā)送到網(wǎng)元RNC。表示建立呼叫需要的全部信息已經(jīng)得到。

2.4 RNC收到消息RANAP_DIRECT_TRANSFER (含有CALL PEOCEEDING)，生成DCH（RRC_DL_DIRECT_TRANSF）數(shù)據(jù)幀發(fā)送到網(wǎng)元NodeB。NodeB收到DCH數(shù)據(jù)幀，取出其中攜帶的消息RRC_DL_DIRECT_TRANSF發(fā)送到網(wǎng)元UE。UE收到并處理消息RANAP_DIRECT_TRANSFER (CALL PEOCEEDING)，等待CN發(fā)起RAB的建立。

2.5 RAB建立完成，被叫方觸發(fā)振鈴發(fā)送到CN，則CN生成含有ALERTING信息的消息RANAP_DIRECT_TRANSFER發(fā)送到網(wǎng)元RNC。

2.6 RNC收到RANAP_DIRECT_TRANSFER（含有ALERTING）消息，生成RRC_DL_DIRECT_TRANSF（含有ALERTING）消息，組成DCH數(shù)據(jù)幀發(fā)送到網(wǎng)元NodeB。NodeB收到DCH數(shù)據(jù)幀，取出其中攜帶的消息RRC_DL_DIRECT_TRANSF（含有ALERTING）發(fā)送到網(wǎng)元UE.UE收到并處理消息RRC_DL_DIRECT_TRANSF（含有ALERTING）。

2.7 CN生成含有CONNECT信息的消息RANAP_DIRECT_TRANSFER發(fā)送到網(wǎng)元RNC。

2.8 RNC收到RANAP_DIRECT_TRANSFER（含有CONNECT）消息，生成消息RRC_DL_DIRECT_TRANSF（含有CONNECT），組成DCH數(shù)據(jù)幀發(fā)送到網(wǎng)元NodeB。NodeB收到DCH數(shù)據(jù)幀，取出其中攜帶的消息RRC_DL_DIRECT_TRANSF（CONNECT），發(fā)送到網(wǎng)元UE.

2.9 UE收到并處理消息RRC_DL_DIRECT_TRANSF（CONNECT），生成含有CONNECT ACK信息的消息RRC_UL_DIR_TRANSF發(fā)送到網(wǎng)元NodeB。NodeB收到消息RRC_UL_DIR_TRANSF（CONNECT ACK），生成DCH數(shù)據(jù)幀發(fā)送到網(wǎng)元RNC。

2.10 RNC收到并處理DCH數(shù)據(jù)幀，生成RANAP_DIRECT_TRANSFER（CONNECT ACK）消息發(fā)送到網(wǎng)元CN。CN收到RANAP_DIRECT_TRANSFER（CONNECT ACK）消息，此流程結(jié)束。

2、被叫流程：是由CN生成消息Paging發(fā)送到網(wǎng)元RNC。RNC收到并處理消息Paging，生成PCH數(shù)據(jù)幀發(fā)送到網(wǎng)元NodeB，其中攜帶Paging Type1消息（當UTRAN（即陸地無線接入網(wǎng)絡(luò)）收到某個CN 域（CS 域或PS 域）的尋呼消息時，首先判斷UE 是否與另一個CN 域建立了信令連接，如果沒有建立信令連接，那么UTRAN 只能知道UE 當前所在的服務(wù)區(qū)，并通過尋呼控制信道將尋呼消息發(fā)送給UE，這就是Paging Type1消息）。NodeB收到PCH數(shù)據(jù)幀，取出其中的Paging Type1消息發(fā)送到網(wǎng)元UE。UE收到并處理Paging Type1消息，完成RRC（DCH）建立過程。之后就是直傳、鑒權(quán)、RAB建立、通話建立的過程。

3、釋放流程也是分多種，有RRC釋放、RAB釋放、Iu釋放等。

3.1 RRC釋放：通常在有網(wǎng)絡(luò)拒絕會發(fā)起RRC釋放，RRC連接釋放后，UE進入IDLE模式，Iu接口信令連接、RAB、RB及其他資源都會被釋放。

3.2 RAB釋放：當CN認為某個業(yè)務(wù)完成或出現(xiàn)異常時，CN發(fā)起RAB釋放。RAB釋放過程可以由UE/CN觸發(fā)，也可以由UTRAN觸發(fā)。釋放的過程中，該業(yè)務(wù)對應(yīng)的RB也會被釋放。

3.3 IU釋放：業(yè)務(wù)（語音或數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)）結(jié)束后，CN向RNC發(fā)送IU釋放命令，釋放所有資源包括IU口資源、RB資源和RAB資源。

不同的業(yè)務(wù)類型，信令流程內(nèi)容也是有差別的，但通常都是要經(jīng)過RRC連接、鑒權(quán)、RAB建立、釋放的過程，只是其中所攜帶的消息內(nèi)容不同。對于DRNC820來說，通常跟蹤到的就是以上提到的信令，具體里面所攜帶的具體信息，有待我們進一步的去了解。