【資料名稱】:TD-SCDMA+基本信令解讀
【資料作者】:chenlin
【資料日期】:2013-11-1
【資料語言】:中文
【資料格式】:DOC
【資料目錄和簡介】:
TD-SCDMA信令流程解讀
培訓(xùn)教材
版 本:V2.0
中興通訊工程服務(wù)部TD網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)部發(fā)布
目錄
1系統(tǒng)廣播消息1
1.1系統(tǒng)消息介紹1
1.2典型的系統(tǒng)消息塊2
2典型信令流程解讀6
2.1呼叫流程6
2.1.1起呼流程6
2.1.2被呼流程23
2.1.3釋放流程30
2.2駐留流程33
2.3切換流程35
2.3.1上報測量報告36
2.3.2資源重配置39
2.3.3開始新的測量控制41
2.3.4完整的切換流程44
1系統(tǒng)廣播消息
1.1系統(tǒng)消息介紹
系統(tǒng)信息是連接UE和網(wǎng)絡(luò)的紐帶 。
什么是系統(tǒng)廣播消息:RNC通過Iub給NodeB,在BCH上發(fā)送的。
CN提供的NAS信息需要經(jīng)過系統(tǒng)信息廣播通知UE。
UE在空閑模式、連接模式所使用的定時器、計數(shù)器取值需要由系統(tǒng)信息廣播通知UE。
UE在空閑模式、連接模式的小區(qū)選擇、小區(qū)重選參數(shù)需要通過系統(tǒng)信息廣播通知UE。
小區(qū)中公共物理信道的配置參數(shù)、UE在連接模式下所使用的公共、共享物理信道配置參數(shù)需要由系統(tǒng)信息廣播通知UE。
UE在空閑模式、連接模式所需的測量控制信息由系統(tǒng)信息廣播通知UE。
UE需要存儲的空閑模式和連接模式下的無線承載、傳輸信道、物理信道的參數(shù)(這些參數(shù)在切換到UTRAN時使用)需要由系統(tǒng)信息廣播通知UE。
Iub口公共操作相關(guān)信令
UE在開始接收系統(tǒng)信息廣播之前,RNC要通過NBAP協(xié)議完成兩個步驟:小區(qū)建立、公共信道建立,之后RNC可以通過NodeB在BCH信道上廣播小區(qū)信息以及其他系統(tǒng)參數(shù)。
圖 3 1 主要系統(tǒng)消息塊
系統(tǒng)信息塊SIB
系統(tǒng)信息需要在BCH上傳輸,為了適應(yīng)BCH傳輸塊的大。▍f(xié)議規(guī)定為246bit),系統(tǒng)信息塊需要進行分段和串接(Segmentation and concatenation)。
1.2典型的系統(tǒng)消息塊
SIB1
SIB1包含下列信息:
NAS系統(tǒng)信息;
空閑狀態(tài)、連接狀態(tài)下的UE定時器;
空閑狀態(tài)、連接狀態(tài)下的UE計數(shù)器。
圖 3 2 SIB1包含的信息
SIB3
SIB3/4包含用于小區(qū)選擇與重選的參數(shù)。SIB3中包含IDLE態(tài)下的小區(qū)選擇重選信息。SIB4中包含連接態(tài)下的小區(qū)選擇重選信息。除”SIB4 Indicator”IE外,SIB3與SIB4的結(jié)構(gòu)完全相同。
協(xié)議規(guī)定“Cell selection and reselection quality measure”IE在SIB3、SIB4、SIB11、SIB12中都出現(xiàn):
對于UTRAN而言,要求不同SIB在系統(tǒng)信息的初始化或修改中,應(yīng)保證該IE在不同SIB中取值的一致性;
對于UE而言,如果該IE不一致,則依照一定的優(yōu)先級有選擇的讀取(所舉示例只是針對“Cell selection and reselection quality measure”IE而言,其他IE不適用):如果UE處于空閑模式,有效SIB為SIB3、SIB11,各SIB的優(yōu)先級順序為SIB11>SIB3;如果UE處于連接模式(非CELL_DCH狀態(tài)),有效SIB為SIB3、SIB4、SIB11、SIB12,各SIB的優(yōu)先級順序為SIB12>SIB11>SIB4>SIB3。
SIB5
SIB5/6包含小區(qū)的公共物理信道(包括PICH、P-CCPCH、S-CCPCH、PRACH、PUSCH、PDSCH等)配置參數(shù)。
圖 3 3 SIB3包含下列信息
SIB11
SIB11/12包含當前小區(qū)使用的測量控制信息(即UE的測量控制信息)。SIB12用于連接狀態(tài)。
鄰區(qū)列表。
測量準則:測量量、過濾系數(shù)、測量方式等。
2典型信令流程解讀
2.1呼叫流程
典型的呼叫信令流程包括主叫信令流程、被叫信令流程和呼叫釋放信令流程。
對一個主叫過程來說,如果之前UE沒有建立RRC連接,則先建立RRC連接,接著RNC給UE下發(fā)測量控制開測量,再通過初始直傳建立傳輸NAS消息的信令連接,最后建立RAB。
被叫過程包括了尋呼過程,在接入層內(nèi)與主叫過程很類似,其它區(qū)別主要體現(xiàn)在NAS消息上。
主叫與被叫的釋放流程相同,包括Iu連接的釋放和RRC連接的釋放。可以僅釋放Iu連接,保持RRC連接;也可以同時釋放Iu連接和RRC連接。
2.1.1起呼流程
主叫信令主要分為幾個階段:
RRC連接建立—>RNC給UE下發(fā)測量控制開測量—>直傳信令->通過RAB建立業(yè)務(wù)。
2.1.1.1建立RRC連接
RRC連接是UE與UTRAN的RRC協(xié)議層之間建立的一種雙向點到點的連接,在UE與UTRAN之間傳輸無線網(wǎng)絡(luò)信令。UE處于空閑模式下,當UE的非接入層要求建立信令連接時,UE將發(fā)起RRC建立請求,我們這里介紹RRC建立在DCH上的情況。
圖 4 1 RRC連接建立
UE沒有專用信道資源,于是在CCCH(RACH,隨機接入信道)上向RNC發(fā)送 RRC Connection Request消息,發(fā)起RRC連接建立過程。通過發(fā)送一個RRC Connection Request消息,UE從空閑模式轉(zhuǎn)入連接模式。主要參數(shù):Initial UE Identity, Establishment cause, Initial UE Capability. 當SRNC收到RRC建立請求以后,SRNC根據(jù)RRC建立的原因及系統(tǒng)資源狀態(tài),判斷是否允許接入,如果允許,則為RRC連接分配RNTI和L1、L2資源,分別調(diào)用無線鏈路建立的NBAP過程、ALCAP Iub數(shù)據(jù)傳輸承載建立過程和上、下行同步過程。UE被分配了無線網(wǎng)絡(luò)臨時標識(RNTI)后,UTRAN可以使用RNTI來尋呼特定的UE,UE也可以使用RNTI來發(fā)起隨機接入過程。
RRC連接建立請求消息解讀:
解讀IMSI號
RRC連接建立請求信令解讀IMSI號
圖 4 2 RRC連接建立請求信令解讀IMSI號
解讀RRC連接請求的原因:
圖 4 3 RRC連接建立請求信令解讀請求原因1
圖 4 4 RRC連接建立請求信令解讀請求原因2
圖 4 5 RRC連接建立請求信令解讀請求原因3
圖 4 6 RRC連接建立請求信令解讀請求原因4
解讀起呼位置PCCPCH-RSCP的協(xié)議值(絕對值=協(xié)議值+(-116)):
圖 4 7 RRC連接建立請求信令解讀PCCPCH-RSCP的協(xié)議值
RNC準備建立RRC連接,分配建立RRC連接所需要的資源,并發(fā)送一條Radio Link Setup Request消息給Node B,請求NODEB分配RRC連接所需的特定無線鏈路資源,NODEB收到消息后,將保留必要的資源,并根據(jù)消息中給出的參數(shù)配置新的無線鏈路。主要參數(shù):Cell id, Transport Format Set, Transport Format Combination Set, frequency, Time Slots, 信道碼, Power control information.。無線鏈路建立過程用于建立一條承載1個或多個傳輸信道的無線鏈路。
Node B根據(jù)Radio Link Setup Request消息的參數(shù),來建立NodeB的上、下行無線鏈路,配置成功后,在新的物理信道上準備接收UE消息,并給RNC發(fā)送一條Radio Link Setup Response響應(yīng)消息。主要參數(shù):Signalling link termination, Transport layer addressing information (AAL2 address, AAL2 Binding Identity) for the Iub Data Transport Bearer.
RNC通過ALCAP協(xié)議,建立Iub數(shù)據(jù)傳輸承載。Iub數(shù)據(jù)傳輸承載通過AAL2的綁定標識與DCH綁定在一起。建立Iub數(shù)據(jù)傳輸承載需要Node B確認。
通過Downlink Synchronisation 和Uplink Synchronisation.控制幀,Node B 與 RNC 為Iub數(shù)據(jù)傳輸承載建立同步。此后Node B開始DL發(fā)送。
雖然Iub上DCH的資源都準備好了,但是此時UE并不知道,所以UE選擇一個承載FACH的SCCPCH,用于接收RRC Connection Setup消息;RNC在CCCH上向NodeB發(fā)送RRC Connection Setup 消息給UE,告知UE相關(guān)參數(shù)。主要參數(shù):Initial UE Identity, RNTI, Capability update Requirement, Transport Format Set, Transport Format Combination Set, frequency, Time Slots ,信道碼 , Power control information。當UE收到RRC Connection Setup 消息后,會啟用新的空口承載參數(shù)來配置在UE側(cè)的 RLC, MAC,PHY。當它使用新的參數(shù)與NodeB同步上后,NodeB會向RNC發(fā)送 RL Restore Indication消息,完成從公共信道轉(zhuǎn)到專用信道上切換的過程。
UE收到SRNC發(fā)送的RRC Connection Setup后,根據(jù)消息中給定的參數(shù)來配置物理層,NodeB成功建立DCH鏈路,然后在DCCH上發(fā)送RRC Connection Setup Complete 消息給RNC。主要參數(shù):Integrity information, ciphering information.。
RRC連接建立完成。每一個UE在嘗試建立的過程中,只能建立一次RRC連接。
2.1.1.2RNC給UE下發(fā)測量控制開測量
RRC建立完成后,RNC會給UE下發(fā)兩條測量控制,一條同頻,一條異頻,開測量。這樣,在起呼過程中的UE如果處于切換區(qū)域,那么可以將信令切換到信號質(zhì)量更好的目標小區(qū),減小掉話的發(fā)生。
圖 4 8 RRC連接建立請求信令解讀PCCPCH-RSCP的協(xié)議值
2.1.1.3初始直接傳輸/上下行直接傳輸(含鑒權(quán)階段和安全模式)
IU口信令流程是在UE與UTRAN之間的RRC連接建立成功后,UE發(fā)起的。IU信令連接建立了UE與CN之間的信令通路。主要傳輸UE與CN之間非接入層信令。在UTRAN中,非接入層信令是通過上下行直接傳輸信令透明傳輸?shù),RNC不做任何處理。UE發(fā)送到CN的消息,通過上行直傳(Uplink Direct Transfer)發(fā)送到RNC,RNC將其轉(zhuǎn)化為直傳消息(Direct Transfer)發(fā)送到CN;CN發(fā)送到UE的消息,通過直傳消息發(fā)送到RNC,RNC將其轉(zhuǎn)化為下行直傳消息(Downlink Direct Transfer)發(fā)送到UE。
圖 4 9 直傳信令流程
UE完成了RRC連接后,已經(jīng)建立了專用信道DCH。接下去UE需要與CN交互信息(這就是非接入層的信令交互), 這條消息封裝在RRC消息Initial Direct Transfer內(nèi),UE在DCCH上給RNC發(fā)送一條 Initial Direct Transfer消息。主要參數(shù):Initial NAS Message (could for a GSM based CN be e.g. CM Service Request, Location Update Request etc.) CN node indicator (it indicates the correct CN node into which the NAS message shall be forwarded)
RNC接受到UE的初始直傳消息后,初始到CN的信令連接,通過IU口向CN發(fā)送SCCP連接請求消息(CR),RNC發(fā)送一條Initial UE Message消息給CN。主要參數(shù):NAS PDU (could for a GSM based CN be e.g. CM Service Request, Location Update Request etc.), CN domain indicator (indicating the CN domain towards which this message is sent)。通過初始直接傳輸過程后,可使用該信令連接傳輸UE和CN之間的NAS消息。
如果CN準備接受連接請求,則向RNC回SCCP連接證實消息(CC),SCCP連接建立成功。CN發(fā)送RANAP 消息 Direct Transfer 到 RNC。RNC收到該消息,確認信令連接建立成功。主要參數(shù):NAS PDU, CN domain Identity。
鑒權(quán)的過程是可選的,也是通過直傳消息來完成的。
CN通過直傳消息向UE發(fā)送Authentication Request,對UE進行鑒權(quán)。RNC 發(fā)送RRC Downlink Direct Transfer 消息給 UE。主要參數(shù):NAS Message。NAS消息由UTRAN透明的傳輸?shù)経E。
UE發(fā)送RRC Uplink Direct Transfer Message給RNC。主要參數(shù):NAS Message。
RNC發(fā)送RANAP消息Direct Transfer給CN。主要參數(shù):NAS PDU。NAS消息被透明的傳輸?shù)経TRAN。
含鑒權(quán)直傳信令的流程:
圖 4 10 含鑒權(quán)的直傳信令
不含鑒權(quán)直傳信令的流程:
圖 4 11 不含鑒權(quán)的直傳信令
安全模式控制:
當UE與CN之間的信令建立好后,CN需要對UE進行安全模式控制,其中包含加密和完整性保護。
圖 4 12 安全模式信令流程
CN發(fā)送RANAP消息 Security Mode Command給RNC。主要攜帶了Encryption Information IE 和Integrity Protection Information IE,其中會帶有集中加密算法的列表,CN側(cè)可以關(guān)閉和選擇打開加密算法,RNC側(cè)也有相應(yīng)開關(guān)。
RNC在下行DCCH上發(fā)送 RRC Security Mode Command 給UE,開始/重啟加密過程。
UE收到Security Mode Command后,考慮UE和UTRAN自身的能力,選擇加密和完整性保護算法,并且成功應(yīng)用以后,在上行DCCH上向RNC發(fā)送RRC Security Mode Complete消息,里面攜帶了所采用的加密和完整性保護算法。
RNC發(fā)送RANAP消息 Security Mode Complete給CN。
圖 4 13 呼叫建立直傳信令流程
20 .21 .22上行和下行的直接傳輸過程,NAS要求傳輸數(shù)據(jù)。見信令流程中綠色框。
圖 4 14 鑒權(quán)/加密/呼叫建立信令流程
主叫UE直傳給CN的SETUP信令里,解讀對端被叫的手機號,解讀方法每兩位反過來讀,如下:
圖 4 15 呼叫建立直傳信令解讀對端手機號
CN向RNC發(fā)送RANAP消息Common ID。見信令流程中藍色框。會有提前。
從CN下發(fā)給RNC的CommonIDMessage信令中,可以解讀到本機的IMSI號:
圖 4 16 解讀本機IMSI號的信令
2.1.1.4RAB建立過程
RAB是指用戶面的承載,用于UE和CN之間傳送語音、數(shù)據(jù)及多媒體業(yè)務(wù),UE首先完成RRC建立,才能建立RAB。RAB的建立是由CN發(fā)起,UTRAN執(zhí)行的一個過程。
圖 4 17 RAB建立信令流程
CN向RNC發(fā)送RANAP 消息 Rab Assignment Request ,發(fā)起RAB建立過程。主要參數(shù):Radio Access Bearer parameters, User Plane Mode, Transport Address, Iu Transport Association.
圖 4 18 RAB指派請求信令解讀
RNC接受到RAB建立請求后,通過ALCAP協(xié)議建立Iu數(shù)據(jù)傳輸承載,并利用AAL2綁定標識將Iu數(shù)據(jù)傳輸承載和無線接入承載綁定在一起。(對于PS域不要求執(zhí)行該過程。)該步驟在打印里可以看出,在信令跟蹤里看不到。如果信令跟蹤到Radio Access Bearer Assignment Request后,看不到下一條信令RL鏈路重配置準備(Radio Link Reconfiguration Prepare),說明IU口的AAL2鏈路或ALCAP有問題。
RNC要求其Node B準備在已有的無線鏈路上增加一條(或多條)承載RAB的專用傳輸信道(DCH)(Radio Link Reconfiguration Prepare)。主要參數(shù):Transport Format Set, Transport Format Combination Set, Power control information, Time Slots , 信道碼.
Node B分配相應(yīng)的資源,然后向所屬的SRNC發(fā)送Radio Link Reconfiguration Ready消息,通知SRNC無線鏈路重配置準備完畢。主要參數(shù):Transport layer addressing information (AAL2 address, AAL2 Binding Id) for Iub Data Transport Bearer.
RNC通過ALCAP協(xié)議建立Iub接口的用戶面數(shù)據(jù)傳輸承載,并利用AAL2綁定標識將Iub數(shù)據(jù)傳輸承載綁定到DCH。
29. NODEB和SRNC通過交換DCH幀來完成上、下行同步。Node B和RNC通過Downlink Synchronisation 和 Uplink Synchronistion DCH-FP幀為Iub數(shù)據(jù)傳輸承載建立同步關(guān)系。
RNC向Node B發(fā)送NBAP消息Radio Link Reconfiguration Commit,NODEB和UE從此消息中獲取同步時刻,啟用新的配置參數(shù)。
RNC向UE發(fā)送RRC消息Radio Bearer Setup。主要參數(shù):Transport Format Set, Transport Format Combination Set, Time Slots , 信道碼。RL進行重配后,UE和NODEB間進行一個同步,同步后NodeB向RNC上報一個RL Restore。
UE執(zhí)行完RB建立后,UE發(fā)送RRC消息Radio Bearer Setup Complete 給RNC。
SRNC接受到無線承載建立完成消息后,RNC發(fā)送RANAP消息Rab Assignment Response 給CN,結(jié)束RAB建立過程。
至此RAB建立完成,之后進行上行和下行的直接傳輸過程,振鈴后,摘機進行通話。
2.1.1.5完整的起呼信令流程
圖 4 19 完整的起呼信令流程
補充點1:
下圖是PS附著的信令流程圖。
圖 4 20 PS附著信令流程
補充點2:
下圖是發(fā)起PDP上下文激活信令流程圖。
圖 4 21 PDP上下文激活信令流程
2.1.2被呼流程
相對主叫信令來說,被叫信令包含有一個尋呼的過程,其他流程同主叫信令流程,這里詳細介紹一下尋呼過程。
2.1.2.1尋呼過程
為了完成一次呼叫,CN通過IU接口向UTRAN發(fā)送尋呼消息,UTRAN則將CN尋呼消息通過Uu接口發(fā)送到UE,使得被尋呼的UE發(fā)起與CN的信令連接建立過程。簡單的說,尋呼的目的在于尋找某個UE,觸發(fā)RRC連接建立過程。
首先介紹一下尋呼類型。
RNC在處理CN的尋呼消息時,根據(jù)判斷UE是否存在尋呼域之外的其它CN域信令連接,以及UE所處的模式和狀態(tài),區(qū)分兩種類型的尋呼:Paging Type 1和Paging Type 2。
如果被尋呼的UE不存在其它的CN域信令連接,則UTRAN通過PCCH信道下發(fā)送Paging Type 1(第一類尋呼消息);
如果被尋呼的UE存在其它的CN域信令連接,且該UE處于CELL_PCH或者URA_PCH狀態(tài),則UTRAN通過PCCH信道下發(fā)送Paging Type 1(第一類尋呼消息);
如果被尋呼的UE已經(jīng)存在其它的CN域信令連接,且被尋呼的UE處于CELL_DCH或者CELL_FACH狀態(tài),則UTRAN通過已經(jīng)存在連接的DCCH信道下發(fā)送Paging Type 2(第二類尋呼消息)。對于這種通過DCCH信道發(fā)送第二類尋呼消息的過程,也叫做專用尋呼過程。UE接收并讀取Paging Type 2中的內(nèi)容,并把尋呼原因及尋呼記錄種類標識等信息上報給本側(cè)非接入層后結(jié)束尋呼過程,不影響UE側(cè)正在進行的其它RRC進程,因此本節(jié)主要討論Paging Type 1的處理。
下圖以第1類尋呼消息為例,給出各個接口之間的信令流程。
圖 4 22 尋呼信令流程
如果網(wǎng)絡(luò)要尋呼處于空閑狀態(tài)、CELL_PCH或者URA_PCH狀態(tài)的UE,首先由CN 通過Iu接口調(diào)用RANAP 消息Paging發(fā)送給RNC,在特定區(qū)域(包括一個或多個RNC)內(nèi)尋呼某個UE。主要參數(shù):CN Domain Indicator, Permanent NAS UE Identity, Temporary UE Identity, Paging Cause。為了增加UE接收到尋呼的機會,UTRAN對一個尋呼消息會進行多次重復(fù)發(fā)送,重復(fù)次數(shù)由系統(tǒng)設(shè)定,網(wǎng)優(yōu)不可見。另外,UTRAN通過在一個PAGING TYPE 1消息中為每個UE設(shè)置一個PAGING RECORD來實現(xiàn)在同一個尋呼時機同時尋呼多個UE。
RNC收到尋呼請求后,在PCCH上向UE發(fā)起尋呼類型1消息來尋呼特定UE。PCCH對應(yīng)的傳輸信道是PCH。通常PCH被分成一個個PCH 塊,以實現(xiàn)終端對尋呼消息的非連續(xù)接收(DRX)。最后UE通過Uu口檢測到從RNC來的對自己的尋呼消息PAGING TYPE 1,則發(fā)起RRC信令連接建立過程。此后再進行NAS消息的傳輸。
通過Paging Type 1尋呼到被叫UE以后,被叫信令流程同主叫:
建立RRC連接
RNC給UE下發(fā)測量控制開測量
直傳信令連接建立
RAB建立過程
2.1.2.2建立RRC連接
圖 4 23 RRC連接建立信令流程
2.1.2.3RNC給UE下發(fā)測量控制開測量
同主叫中的測量控制流程。
2.1.2.4直傳信令連接建立(含鑒權(quán)和加密)
圖 4 24 直傳信令流程
2.1.2.5RAB建立過程
圖 4 25 RAB建立過程信令流程
2.1.2.6振鈴,接通
圖 4 26 振鈴信令流程
2.1.2.7完整的主被叫信令流程
下面是一個完整的采用信令切換的主被叫流程:
圖 4 27 完整的主被叫起呼信令流程
2.1.3釋放流程
主叫與被叫的釋放流程相同,包括Iu連接的釋放和RRC連接的釋放。
釋放流程包括:釋放請求->Iu釋放->RRC連接釋放。
2.1.3.1釋放請求
釋放請求分為兩種類型:UE發(fā)起的釋放和CN發(fā)起的釋放。
下圖是UE發(fā)起釋放的流程圖。
圖 4 28 釋放請求信令流程
UTRAN直接傳輸UE與CN之間的NAS消息(包括釋放請求和釋放完成等)。但是最終的資源釋放是由CN發(fā)起的(見下)。
2.1.3.2Iu釋放過程
圖 4 29 Iu釋放信令流程
CN通過給RNC發(fā)送RANAP消息Iu Release Command消息發(fā)起專用信道的釋放過程。主要參數(shù):釋放原因,比如 "Successful Relocation", "Normal Release", "Release due to UTRAN Generated Reason", "Relocation Cancelled", "No Remaining RAB"。
RNC在收到Iu Release Command 消息后,釋放到IU口的信令連接,并且通過ALCAP協(xié)議釋放Iu承載,但不會等UTRAN將所有的資源和信令釋放后,就直接給CN回送RANAP消息Iu Release Complete消息。主要參數(shù):Data volume Report (if data volume reporting to PS is required)。
CN與RNC通過ALCAP協(xié)議釋放Iu承載。
2.1.3.3RRC連接釋放過程
RRC釋放就是釋放UE和UTRAN之間的信令鏈路及所有的無線承載。
圖 4 30 RRC連接釋放信令流程
RNC向UE發(fā)送RRC消息RRC Connection Release來釋放該RRC連接。主要參數(shù):釋放原因。
UE向RNC回送RRC消息RRC Connection Release Complete,以此確認RRC連接的釋放。此消息為非確認模式的,因此會收到多條。
RNC向Node B發(fā)送NBAP消息Radio Link Deletion,刪除NodeB中的無線鏈路資源。
Node B 資源釋放完成后,向RNC回送NBAP消息Radio Link Deletion Response。
RNC通過ALCAP協(xié)議釋放與NodeB之間Iub口用戶面?zhèn)鬏敵休d,至此呼叫釋放流程結(jié)束。
2.1.3.4完整的釋放信令流程
主動掛機釋放
圖 4 31 主動掛機釋放信令流程
主被叫正常釋放信令流程
圖 4 32 主被叫掛機釋放信令流程
2.2 駐留流程
UE開機后或在漫游中,它的首要任務(wù)就是找到網(wǎng)絡(luò)并和網(wǎng)絡(luò)取得聯(lián)系,以獲得網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)。因此空閑模式下UE的行為對于UE是至關(guān)重要的。UE在空閑模式下的行為可以分為PLMN選擇/重選,小區(qū)的選擇/重選和位置更新三種。
(PLMN選擇/重選:當UE開機后,首先應(yīng)該選擇一個PLMN,一般來說,這個PLMN是用戶和運營商簽約時確定的,由運營商指定。當選中了一個PLMN后,就開始選擇屬于這個PLMN的小區(qū),找到一個這樣的符合駐留條件的小區(qū)后,UE就駐留在這個小區(qū),并繼續(xù)監(jiān)測小區(qū)的系統(tǒng)消息廣播中的該小區(qū)的鄰小區(qū),從中選擇一個信號最好的小區(qū),駐留下來。接著UE會發(fā)起位置登記過程(Location Update或者Attach),用以通知網(wǎng)絡(luò)側(cè)自己的狀態(tài),成功后UE就成功的駐留在這個小區(qū)中了。駐留的作用有4個:使UE可以接收PLMN廣播的系統(tǒng)信息;可以在小區(qū)內(nèi)發(fā)起隨機接入過程;可以接收網(wǎng)絡(luò)的尋呼;可以接收小區(qū)廣播業(yè)務(wù)。
小區(qū)選擇/重選:當PLMN選定之后,就要進行小區(qū)選擇,目的是選擇屬于這個PLMN中信號最好的小區(qū)。首先,如果UE存有這個PLMN的一些相關(guān)信息,比如頻率,擾碼等,UE就會首先使用這些信息進行小區(qū)重搜。這樣就可以較快的找到網(wǎng)絡(luò),因為大多數(shù)情況下,UE都是在同一個地點關(guān)機和開機,比如晚上關(guān)機,早晨開機等等。這些信息保存在SIM卡中。隨著UE的移動,當前小區(qū)和臨近小區(qū)的信號強度都在不斷變化。UE就要選擇一個最合適的小區(qū),這就是小區(qū)重選過程。這個最合適的小區(qū)不一定是當前信號最好的小區(qū),舉例來說,如果一個UE處在一個小區(qū)的邊緣,又在這兩個小區(qū)間來回走,恰好這兩個小區(qū)又是屬于不同的位置區(qū)LA或路由區(qū)RA。這樣UE就要不停的發(fā)起位置更新,既浪費了網(wǎng)絡(luò)資源,又浪費了UE的能量。因此在小區(qū)中選擇哪個小區(qū)是有規(guī)則的,這個規(guī)則會在后面進行詳述。
位置更新:當UE重選小區(qū),選擇了另外一個小區(qū)后,通過讀取該小區(qū)的系統(tǒng)信息廣播,如果UE發(fā)現(xiàn)這個小區(qū)屬于另外一個位置區(qū)LA或路由區(qū)RA,UE就要發(fā)起位置更新過程,以通知網(wǎng)絡(luò)最新的UE的位置信息。如果Location Update或者Attach不成功,UE就要進行PLMN重選。
位置區(qū)更新信令流程:
包括:RRC連接建立->位置更新(包含鑒權(quán)過程和安全模式)->TMSI重分配->Iu釋放->RRC連接釋放。
圖 4 33 位置區(qū)更新信令流程
路由區(qū)更新信令流程:
包括:RRC連接建立->路由區(qū)更新(包含鑒權(quán)過程和安全模式)-> Iu釋放->RRC連接釋放。
圖 4 34 路由區(qū)更新信令流程
2.3切換流程
UE移動過程中,服務(wù)小區(qū)信號越來越差,鄰小區(qū)信號越來越強,當滿足切換條件時,將觸發(fā)切換流程。
切換的信令流程通常包括以下幾個步驟:測量報告->資源重配置->下發(fā)新的測量控制。
圖 4 35 切換信令流程
正常通話中,NodeB周期性的向RNC上報專用測量報告,DedicatedMeasurementReport主要上報閉環(huán)功控的SIR值。
2.3.1上報測量報告
目前觸發(fā)切換的測量報告采用事件上報方式,在前一次的測量控制中,已由RNC下發(fā)告訴UE,當滿足閾值門限時,UE將向RNC上報measurement Report。如果服務(wù)小區(qū)的所有鄰小區(qū)集合中,既有同頻鄰小區(qū)、異頻鄰小區(qū)以及2G鄰區(qū),則會根據(jù)切換目標小區(qū)的不同上報一條對應(yīng)的測量報告。
下圖是一個同頻測量報告,首先列出目標鄰區(qū)擾碼,其次按照UE測量到的PCCPCH RSCP值,把鄰區(qū)和服務(wù)小區(qū)由高到低進行排序。
圖 4 36 同頻測量報告信令解讀
下圖是一個異頻測量報告,首先列出目標鄰區(qū)頻點、擾碼,其次按照頻點順序列出服務(wù)小區(qū)和鄰小區(qū),按照接收功率由高到低順序排序。下圖的例子中共有4個鄰小區(qū)。
圖 4 37 路由區(qū)更新信令流程
下圖是一個23G切換測量報告,測量報告中verifiedBSIC指的是鄰區(qū)順序號。
圖 4 38 23G測量報告信令解讀
根據(jù)測量報告中verifiedBSIC=0(0指的是鄰區(qū)順序號,這里就是第0個鄰區(qū)),可以查找測量控制中cellsForInterRATMeasList部分,找到該小區(qū)對應(yīng)的為Elem[ ],繼續(xù)查找newInterRATCellList部分,得到該小區(qū)的信息Elem[ ]:NCC,BCC,BCCH ARFCN。
2.3.2 資源重配置
RNC向目標小區(qū)的NodeB發(fā)送Radio Link Setup Request,要求NodeB建立上下接口的用戶面資源。
目標NodeB向RNC回復(fù)Radio Link Setup Response。
與此同時RNC從原小區(qū)的DCCH上向UE發(fā)送資源重配置的信令。這里需要區(qū)分RNC內(nèi)切換和RNC間的切換。如果是RNC內(nèi)切換,則可以通過原小區(qū)的DCCH發(fā)送Physical Channel Reconfiguration來實現(xiàn)資源重配置;若為RNC間切換,原RNC也可以通過從原小區(qū)的DCCH發(fā)送RB Reconfiguration來實現(xiàn)。UE收到資源重配置信令后,同目標小區(qū)進行上行同步。
TD-SCDMA可是實現(xiàn)接力切換和硬切換。若為硬切換,將通過UpPTS發(fā)送上行同步碼進行同步;若為接力切換,則不需要通過UpPTS來同步,而直接通過Special Burst同步。如何從信令流程區(qū)分接力切換和硬切換呢?
通過資源重配置信令(Physical Channel Reconfiguration或RB Reconfiguration),在ul_ChannelRequirement單元下UL-DPCH-Info中ul-TimingAdvance的synchronisationParameters_present參數(shù)來確定是接力切換還是硬切換,參數(shù)為0表示接力切換,非零表示有(FPACH-Info)為硬切換。在硬切換當中UE根據(jù)FPACH-Info中的參數(shù)重新計算后得到新發(fā)送DPCH初始上行功率和TA;而在接力切換過程中,UE收到切換命令后在新小區(qū)發(fā)起測量,根據(jù)測量結(jié)果計算出新小區(qū)的TA(新小區(qū)的TA=原小區(qū)的TA+ OTD)以及新發(fā)送DPCH 的功率。如下圖所示。
圖 4 39 切換前物理信道重配置信令解讀
當目標小區(qū)NodeB同UE的上行同步建立完成之后,目標小區(qū)NodeB向RNC上報一個RL Restore。
當目標小區(qū)NodeB判斷收到有效的上行信號后,會向UE發(fā)送下行數(shù)據(jù),使得同UE建立下行同步完成,之后UE將從目標小區(qū)的DCCH上向RNC發(fā)送Physical Channel Reconfiguration Complete,對于跨RNC切換時就通過目標小區(qū)的DCCH向目標RNC發(fā)送RB Reconfiguration Complete。
RNC向原小區(qū)NodeB下發(fā)Radio Link Deletion Request,要求原小區(qū)NodeB刪除上下接口的用戶面資源。
2.3.3 開始新的測量控制
與此同時,RNC向目標小區(qū)NodeB下發(fā)DedicatedMeasurementInitial。
RNC通過下行DCCH向UE下發(fā)measurement Control,如果服務(wù)小區(qū)的所有鄰小區(qū)集合中,既有同頻鄰小區(qū)、異頻鄰小區(qū)以及2G鄰區(qū),則會下發(fā)三條測量控制,一條是同頻的、一條是異頻和一條23G系統(tǒng)間的。
圖 4 40 切換后測量控制信令解讀
原小區(qū)NodeB的RL刪除應(yīng)答。
新小區(qū)NodeB的專用測量初始化的應(yīng)答。
2.3.4完整的切換流程
完整的CS業(yè)務(wù)本系統(tǒng)RNC內(nèi)切換流程信令如下圖所示:
圖 4 41 完整的CS業(yè)務(wù)本系統(tǒng)RNC內(nèi)切換信令流程
CS業(yè)務(wù)23G切換流程中TD系統(tǒng)內(nèi)信令如下:
圖 4 42 CS業(yè)務(wù)23G切換流程中TD系統(tǒng)內(nèi)信令
完整的CS業(yè)務(wù)23G切換流程信令如下圖所示:
圖 4 43 完整的CS業(yè)務(wù)跨23G切換切換信令流程
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