华为-TD SCDMA 无线网络信令流程(主叫和切换)

1、HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTDHuawei Confidential Security Level: 2022-2-21TD-SCDMATD-SCDMA无线网络信令流程无线网络信令流程ISSUE1.1HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 2学习完此课程，您将会：学习完此课程，您将会： 了解TD-SCDMA各接口的协议栈结构 了解TD-SCDMA的一些基本概念 了解无线网络的主叫信令流程 了解无线网络的切换基本流程HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confiden

2、tial Page 3HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 4TD-SCDMA系统结构UuHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 5TD-SCDMA地面接口通用协议模型lTD-SCDMA采用采用ATM做为地面接口传输承载技术做为地面接口传输承载技术l 接口协议结构的原则是层与平面在逻辑上相互独立，如果需要，在将来的协议版 本协议层、甚至一个平面内的所有层可以改变。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential

3、 Page 6Iub接口协议栈结构HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 7l NBAP 基本过程分为公共过程和专用过程，分别对应公共链路和专基本过程分为公共过程和专用过程，分别对应公共链路和专用链路的信令过程。用链路的信令过程。 公共公共NBAP（NCP）主要功能）主要功能n小区初始化及TDD 模式下的小区同步控制n公共传输信道控制和TDD 模式下共享信道配置 专用专用NBAP（CCP）主要功能）主要功能n为特定的UE 增加、释放以及重新配置无线链路n专用信道控制Iub接口控制平面NBAPHUAWEI TECHNOLOGIE

4、S CO., LTD.Huawei Confidential Page 8l Iub用户平面用户平面FP是传输是传输Iub 接口上的传输信道数据流的协议接口上的传输信道数据流的协议 主要功能是把无线接口的帧转化成Iub 接口的数据帧，同时产生一些控制帧进行相应的控制l 传输信道包含公共传输信道和专用传输信道，它们对应的帧结构略传输信道包含公共传输信道和专用传输信道，它们对应的帧结构略有不同有不同 净负荷里面的内容不同 专用信道数据帧中携带QE（质量估计），用于外环功率控制Iub接口用户平面FPHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Pa

5、ge 9Iu-CS接口协议栈结构HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 10Iu-PS接口协议栈结构HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 11Iur接口协议栈结构HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 12RNC无线网络控制面处理协议Node BRNCCNUERANAPNBAPRNSAPRRCNBAP ：Node B Application PartRANAP：Radio Access Ne

6、twork Application PartRNSAP：Radio Network Subsystem Application PartRRC ：Radio Resource ControlRNCHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 13 Uu接口协议结构HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 14无线接口MAC子层功能l 逻辑信道和传输信道的映射逻辑信道和传输信道的映射l 根据瞬时数据速率选择传输格式根据瞬时数据速率选择传输格式l UE内不同数据流的优先级

7、处理；内不同数据流的优先级处理；UE之间优先级的动态调度之间优先级的动态调度l 业务量测量业务量测量l 动态传输信道类型切换动态传输信道类型切换l 加密：无线接口加密，加密方法采用国家安全局给定的方法加密：无线接口加密，加密方法采用国家安全局给定的方法HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 15无线接口RLC子层功能l 数据分段、重组、串联、填充数据分段、重组、串联、填充l 差错纠正（差错纠正（ARQ）l 流量控制流量控制l 协议错误检测和恢复协议错误检测和恢复l 加密：选择加密密钥（加密：选择加密密钥（ CK ）HUAWEI

8、 TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 16PDCP子层和BMC子层功能l PDCP（Packet Data Convergence Protocol） 分组数据汇聚层协议 IP数据流的头部压缩与解压缩，提高传输效率l BMC（Broadcast/Multicast Control protocol） 广播/多播控制协议 小区广播消息的存储和发送HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 17小结l 本章主要介绍了本章主要介绍了TD-SCDMA网络的网络的结构和协议栈。结构和

9、协议栈。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 18HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 19常用术语：RAB，RB，RLRABRBRLNodeBRNCCNUEl UTRANUTRAN：为非接入层（：为非接入层（NASNAS）提供无线接入承载）提供无线接入承载RABRAB的建立，维护、释的建立，维护、释放等服务，以屏蔽放等服务，以屏蔽NASNAS对于无线接入层特性的关注对于无线接入层特性的关注l 几个概念：几个概念：UTRANUTRAN、RABRAB、RBR

10、B、RL RL HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 20常用术语：RAB，RB，RL（续）l RAB：由接入层提供给：由接入层提供给NAS的在的在UE和和CN之间传输用户数据的服务。之间传输用户数据的服务。l RB：由层：由层2提供给上层的在提供给上层的在SRNC和和UE之间传输用户数据的服务。之间传输用户数据的服务。l RL：RL是单个是单个UE和和UTRAN之间的逻辑链接，在物理实现上一条之间的逻辑链接，在物理实现上一条RADIO LINK包含了一条或者多条无线传输承载。包含了一条或者多条无线传输承载。Iu连接RB属性

11、自身的属性传输信道的格式物理信道的特性RL属性物理信道RABHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 21基本概念：UE的工作模式l UE有两种基本的运行模式：有两种基本的运行模式：空闲模式和连接模式 空闲模式：空闲模式：UE处于待机状态，没有业务的存在 连接模式：连接模式：当UE完成RRC连接建立时，从空闲模式转移到连接模式；在连接模式下，UE有4种状态nCell-DCH适用场景：连续或大量的数据传输，如打电话、下载nCell-FACH适用场景：少量的数据传输，如信令、短消息nCell-PCH适用场景：非连续业务（如网页浏览）

12、且UE移动速度“慢”nURA-PCH适用场景：非连续业务，且UE移动速度“快”HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 22CELL_DCHCELL_FACHCELL_PCHURA_PCHIDLEDEAD搜索网络(PLMN)“驻扎”小区(camp on)侦听寻呼信道小区重选ConnectionUE状态示意图HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 23HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 24H

13、UAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 25第三步RRC连接建立第八步重新待机1.小区选择2.等待呼叫第六步业务进行过程中呼叫总体流程硬切换接力切换与GSM之间切换小区更新URA更新RB/信道重配置网络侧启动1.初始化设备2.进行系统广播第二步主叫或被呼第五步RAB建立第四步NAS信令连接建立第七步RRC连接释放第一步手机开机1.PLMN选择 2.小区驻留3.位置登记4.等待呼叫HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 26UE主叫建立信令流程UEUTRANCNR

14、RC CONNECTION REQUESTRRC CONNECTION SETUPRRC CONNECTION SETUP COMPLETEINITIAL DIRECT TRANSFERSERVICE REQUESTAUTH REQUESTAUTH RESPONSESECURITY MODE COMMANDSECURITY MODE COMMANDSECURITY MODE COMPLETESECURITY MODE COMPLETESETUPCALL PROCEEDINGRAB ASSIGNMENT REQUESTRB SETUPRB SETUP COMPLETERAB ASSIGNMENT

15、 RESPONSEALERTINGCONNECTUE与与UTRAN之之间建立信令连接间建立信令连接初始直初始直传传鉴权和加鉴权和加密密UE和和CN之之间间建建立立信信令令连连接接RAB建立建立被叫振铃被叫振铃和应答和应答HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 27HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 28RRC建立流程RRC Connection RequestRRC Connection SetupRRC Connection Setup Complete

16、Radio Link Setup RequestRadio Link Setup ResponseNodeBRNCUEERQ (AAL2_EST_Request)ECF (AAL2_EST_Confirm) 处于空闲模式下，当处于空闲模式下，当UE的非接入层请求建立信令连接时，的非接入层请求建立信令连接时， UE将发起将发起RRC连接建立过程。每个连接建立过程。每个UE最多只有一个最多只有一个RRC连接。连接。 RRC连接建立主要是配置连接建立主要是配置RAN侧的信令通道侧的信令通道RRCRRC在公共信道在公共信道建立没有这些信建立没有这些信令令HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,

17、 LTD.Huawei Confidential Page 29RRC CONNECTION REQUESTRRC建立建立原因（主原因（主叫）叫）HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 30RRC CONNECT SETUP配置配置UE在在RNC中的标识中的标识配置配置DCCH消消息承载格式息承载格式配置专用传输配置专用传输信道格式信道格式配置物理信道配置物理信道格式格式HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 31RRC CONNECT SETUP COMPL

18、ETECSCS和和PSPS域鉴权参数域鉴权参数UEUE能力参数能力参数HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 32HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 33NAS层信令UEMSCRRC and NAS signaling Connection Setup CM Service Request Authentication RequestAuthentication ResponseSecurity Mode Command Security Mode Com

19、mandRAB Assignment SetupCall Proceeding Alerting Connect Connect ACKDisconnectReleaseRelease CompleteUESGSNRRC and NAS signaling Connection Setup Service Request Authentication RequestAuthentication ResponseSecurity Mode Command Security Mode CommandRAB Assignment Activate PDP Context RequestActivat

20、e PDP Context AcceptDeactivate PDP Context RequestDeactivate PDP Context AcceptCSCS业务主叫业务主叫PSPS业务主叫业务主叫Service AcceptCM Service Accept鉴权、安全模式是可选过程，由运营商决定是否使用。在启动安全模式的情况下，CN不回(CM) Service AcceptHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 34INITIAL UE MESSAGE (CS呼叫)主叫主叫TMSI号号MM消息类型消息类型CM消息类型

21、消息类型描述描述UE能力信息能力信息HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 35INITIAL UE MESSAGE (PS呼叫)服务请求服务请求P-TMSI号号HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 36DIRECT TRANSFER-SETUP（CS呼叫）被叫号码被叫号码呼叫建立原因呼叫建立原因描述了描述了UE的的承载能力承载能力HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 37DIRECT T

22、RANSFER- Activate PDP Context Request （PS呼叫）PDP激活激活请求请求QOS信息信息业务类型业务类型定义上下行最大速率。上定义上下行最大速率。上行行64Kbps，信元值，信元值72对对应速率为应速率为128KbpsPDP地址地址HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 38DIRECT TRANSFER- Activate PDP Context Accept （PS呼叫）PDP激活激活请求接受请求接受QOS信息信息网络侧分配给网络侧分配给UE的的IP地址地址HUAWEI TECHNOLO

23、GIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 39HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 40Iu接口上的ALCAP建立过程有多次，允许同时建立多条用户面的RAB；用户面建立完毕后，UE进入通话过程RAB协议定义为接入层提供给非接入层的承载RAB是指用户平面的承载，用于UE和CN之间传送语音、数据及多媒体业务RAB建立主要包括Iu和Iub口 业务承载AAL2 PATH的建立，以及RAN和UE的无线资源重配的过程QAAl2QAAl2QAAl2QAAl2QAAl2QAAl2QAAl2QAAl2RAB

24、建立流程HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 41RAB ASSIGNMENT REQUEST （CS呼叫）如果存在多业务，每种业务如果存在多业务，每种业务分别建立对应的分别建立对应的RABRAB业务类业务类型型业务速率业务速率HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 42RAB ASSIGNMENT REQUEST （PS呼叫）如果存在多业务，每种业如果存在多业务，每种业务分别建立对应的务分别建立对应的RABRAB业务类型业务类型定义上下行定义上下行的业务速

25、率的业务速率HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 43RB SETUP （CS呼叫）RABRAB的映射信息，的映射信息，CS12.2KCS12.2K包含包含3 3个个RBRB子流子流上下行的传输信道配置，上下行的传输信道配置，重配信令重配信令DCH，新增配置，新增配置3条条DCH承载业务承载业务物理信道配置过程物理信道配置过程HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 44RB SETUP （PS呼叫）RABRAB的映射信息，的映射信息，PS128PS128业业

26、务包含务包含1 1个个RBRB子流子流上下行的传输信道配置，上下行的传输信道配置，重配信令重配信令DCH，新增配置，新增配置1条条DCH承载业务承载业务物理信道配置过程物理信道配置过程HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 45HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 46RAB释放过程一般由CN发起；当然在异常情况下（如掉话、低优先级用户被高优先级用户抢占），RNC也可以请求释放。RAB释放流程单一单一RAB情况下，情况下，CN发起发起IU RELEASE来释

27、放来释放RAB。RNCCNIU RELEASE COMMANDIU RELEASE COMPLETERNCCNRAB ASSIGNMENT REQUEST RAB ASSIGNMENT RESPONSE多多RAB情况下，情况下，CN发起发起RAB指指配释放配释放RABHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 47通过IU RELEASE COMMAND来释放释放原因释放原因HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 48通过RAB ASSIGNMENT REQUES

28、T 来释放释放原因释放原因RAB释放释放释放的释放的RAB IDHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 49HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 50释放过程一般由CN发起；当然在UE异常情况下，SRNC也可以请求释放。首先释放UE的连接，然后再释放与NodeB的连接。RRC释放，就是呼叫的结束。UENodeBSRNCCNIU RELEASE COMMANDIU RELEASE COMPLETERRC CONNECTION RELEASERRC CONNEC

29、TION RELEASE COMPLETERL DELETION REQUESTRL DELETION RESPONSEALCAP :Iub Date Bearer ReleaseRRC释放流程HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 51HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 52硬切换：Inter-cell/Intra-NodeBRNCUENodeBCommunicating Measurement ReportDecide to HORadio Link

30、Addition RequestRadio Link Addition ResponseERQ (AAL2_EST_REQ)ECF (AAL2_EST_CFM)Voice Data (via old cell)Physical Channel Reconfiguration (via old cell)HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 53硬切换：Inter-cell/Intra-NodeBRNCUENodeB Physical Channel Reconfiguration Complete (via new cell

31、)Radio Link Deletion RequestRadio Link Restore IndicationREL (AAL2_REL_REQ)RLC (AAL2_REL_CFM)Radio Link Deletion ResponseCommunicatingSYNC UL (to new cell)FPACH (from new cell)Voice Data (to new cell, after active time)HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 54MEASUREMENT CONTROL（同频）测量

32、标识测量标识测量命令测量命令测量类型测量类型测量滤波因子测量滤波因子测量报告测量报告准则准则小区个小区个体偏移体偏移报告事件1G，1G迟滞70.5=3.5dB，切换延迟时间640ms。事件触发事件触发TstdTstd和和SctdSctd指指示及小区扰码示及小区扰码HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 55MEASUREMENT CONTROL（异频）测量标识测量标识测量命令测量命令测量类型测量类型报告事件2A，2A迟滞150.25=3.25dB，切换延迟时间640ms。事件触发事件触发HUAWEI TECHNOLOGIES

33、CO., LTD.Huawei Confidential Page 56MEASUREMENT REPORT （2A事件）测量测量ID，和每个测量控制对应，和每个测量控制对应上报的事件类型上报的事件类型满足满足2A事件事件的小区信息的小区信息邻区信息，按照频邻区信息，按照频点顺序列出邻区，点顺序列出邻区，邻区内按照功率由邻区内按照功率由高到低排列。高到低排列。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 57PHYSICAL CHANNEL RECONFIGURATIONRRC的连的连接状态接状态切换目标小切换目标小区的频点区的频点

34、开环功控参数开环功控参数同步参数内容不为空即为硬同步参数内容不为空即为硬切换，为空则为接力切换。切换，为空则为接力切换。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 58硬切换：Inter-NB /Intra-RNCRNCUECommunicating Measurement ReportDecide to HORadio Link Setup RequestRadio Link Setup ResponseERQ (AAL2_EST_REQ)ECF (AAL2_EST_CFM)Voice Data (via old cell)Ph

35、ysical Channel Reconfiguration (via SNB)SNBTNBHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 59SNBTNB硬切换：Inter-NB /Intra-RNCRNCUE Physical Channel Reconfiguration Complete (via TNB)Radio Link Deletion RequestRadio Link Restore IndicationREL (AAL2_REL_REQ)RLC (AAL2_REL_CFM)Radio Link Deletion

36、ResponseCommunicatingSYNC ULFPACHVoice Data (to TNB, after active time)HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 60接力切换：Inter-cell/Intra-NodeBRNCUENodeBCommunicating Measurement ReportDecide to HORadio Link Addition RequestRadio Link Addition ResponseERQ (AAL2_EST_REQ)ECF (AAL2_EST_CFM)Voice Data (via old cell and new cell)Physical Channel Reconfiguration (via old cell)HUAWEI TE