TD SCDMA呼叫流程

1、 TD SCDMA呼叫流程 1 TD SCDMA呼叫流程1.1 1、 TD-SCDMA的网络结构TD-SCDMA是和WCDMA、CDMA2000并列的三种3G主流标准。三种标准的网络结构都包含UE、RNC和CN。在具体的网络差异上，主要体现在RNC上，在RNC中。3G网络的结构概图如下图所示：图1.1UE通过无线链路和RNC的Node B连接，RNC与CN之间为有线连接，RNC和CN CS域的传输由宽带七号信令承载，RNC和CN PS的数据传输则用IP承载。其中RNC的主要功能是承上启下，通过和UE、CN的交互建立UE到CN的通信链路，并在通信过程中维护链路。CN的主要功能是完成对UE的签约、

2、鉴权和业务提供。1.2 2、TD-SCDMA的网络协议接口TD-SCDMA的UE，RNC和CN之间，RNC和CN之间使用Iu接口，根据RNC和CN接口的网络域的不同，分为Iu-PS和Iu-CS接口。UE和RNC之间使用UE和RNC的Node B的Uu接口通信。具体的接口关系如下图所示：图2.1 TD-SCDMA接口关系图图中，Iu接口为开放接口，Uu接口为开放接口，Iu接口3GPP建议为开放接口。1.3 3、接口的协议结构Uu接口是UE和UTRAN的接口，是无线接口，一般称为空中接口。Uu接口上协议栈的结构关系如下图所示：图3.1 Uu接口协议栈的层次结构在Uu接口中，协议栈按其功能和任务，被

3、分为物理层（L1， Layer 1）、数据链路层（L2，layer 2）和网络层（L3，layer 3）等三层。其中L2又分为媒体接入控制（MAC，Media Access Control）、无线链路控制（RLC，Radio Link Control）、分组数据汇聚协议（PDCP，Packer Data Convergence Protocol）和广播/多播控制（BMC，Broadcast/Multicast Control）等4个子层。L3和RLC按其功能又分为控制平面（C平面）和用户平面（U 平面）。L2的PDCP和BMC只存在于U平面中。在C平面上，L3又分为无线资源控制（RRC，Rad

4、io Resource Control）、移动性管理（MM，Mobility Management）和连接控制（CM，Connection Management）等3个子层。其中CM还可按其任务进一步进行划分（如呼叫控制、补充业务、短消息等功能模块）。Iu-CS接口是UTRAN和CN CS域之间的接口，是地面接口。Iu-CS接口上的接口协议结构如下图所示：图3.2Iu-PS是UTRAN和CN PS域之间的接口，是地面接口，Iu-PS接口协议的协议栈结构如下图所示：图3.3 Iu-Ps协议栈的结构1.4 4、RRC连接建立过程RRC连接建立过程如下图所示：图4.1详细解释如下（读者也可参考2）：

5、1、开始，UE没有专用信道资源，于是在CCCH（RACH，随机接入信道）上发送RRC连接建立请求消息。2、RNC给UE分配RNTI（公共信道上的无线网络临时标识）和可用的资源等，决定给UE分配专用信道（DCH），并通过NBAP消息“Radio Link Setup Request”指示Node B给UE分配专用信道。3、Node B给UE分配资源、开始接收（接收什么？），并给RNC回“Radio Link Setup Response”。4、这时，Iub接口上还没有传输网络层的资源分配给DCH，于是SRNC的ALCAP模块就发出“ERQ（Establish Request）”消息，这条消息内包

6、含AAL2绑定标识，通过这个标识Node B可以绑定Iub口的数据传输承载和DCH，并且向RNC回“ECF（Establish Confirm）”消息。5、Node B和SRNC通过DCH帧协议中的“Downlink Synchronization”和“Uplink. Synchronization”进行帧同步，然后开始下行发射。6、虽然Iub上DCH的资源都准备好了，但是此时UE并不知道，所以SRNC在CCCH（FACH，前向接入信道）上发送“RRC Connection Setup”给UE，告知UE相关参数。7、UE根据“RRC Connection Setup”中的相关参数配置物理层，N

7、ode B成功建立DCH链路，于是在DCH上回给SRNC“RRC Connection Setup Complete”。（在这个地方，Iub上为DCH准备的DCH资源应该是Iub传输网络上，为传输UE的DCH数据而建立的Node B到RNC的连接，Node B到RNC的连接应该是七号信令）注：第七步和第八步之间应该有个NodeB向RNC回应RL恢复或者RL建立完成的消息。1.5 5、注册网络过程UE在发起呼叫之前，应该先注册到网络。UE注册到网络分为UE注册到CS域的注册和UE注册PS域的注册。注册到CS的注册流程如下图所示：图5.1 详细解释如下：1、UE完成了RRC连接后，已经建立了专用信

8、道DCH。接下去UE需要与CN交互信息（这就是非接入层的信令交互，非接入层信令读者可以参考3），也就是发起位置更新（Location Update），这条消息封装在RRC消息Initial Direct Transfer内，由UE发送到RNC。2、RNC的RRC实体收到Initial Direct Transfer后，将其中的高层消息解出来，转给RANAP实体，RANAP实体将Location Update这条消息封装在Initial UE Message消息中，通过SCCP实体发往CN。但此时RNC和CN并无信令连接，所以Initial UE Message这条RANAP的消息又封装在SCC

9、P连接建立消息（CR）中发向CN。3、CN的SCCP实体收到SCCP连接建立请求，回复RNC SCCP连接建立（CC），并把CR消息中携带的RANAP消息转给RANAP实体。RANAP实体解出NAS层消息Location Update消息，交给NAS层的相应模块进行处理。4、CN收到UE发来的Location Update后，发起鉴权过程。鉴权过程的信令是透明传输的，RNC和Node B在UE和CN之间只起到转发的作用，并不对消息进行任何处理。Authentication Request和Authentication Response消息也是NAS消息，封装在RANAP和RRC的Direct

10、Transfer消息内。5、CN对UE的鉴权通过后，又发起安全模式过程。安全模式的作用是对空中接口的数据和信令进行加密和保护。安全模式的消息不是透明传输的，中间经过RNC的处理。6、鉴权通过，安全模式启动后，CN向UE发送“Location Update Accept”消息告知UE登记成功。这条消息是透明传输的。可以这样认为，UE启动后先后经历两次注册，一次是到RNC的注册，注册结果是在UE和RNC之间建立了一条通信链路，在此期间包含两个链路的建立，即从UE到Node B的专用无线链路和从Node B到SRNC的传输链路。另一次注册是从UE到CN的注册，此注册需要UE和RNC之间的链路来承载，

11、注册的结果是CN验证了UE的合法性，并在UE和CN之间建立了一条安全的通信链路。1.6 6、连接释放过程连接释放过程如下图所示：图6.1详细解释如下：1、Location Update过程完成后，由CN发起释放Iu过程。2、SRNC向UE发送RRC连接释放消息。3、UE回复RNC RRC连接释放消息。4、RNC通知Node B删除无线链路，Node B删除无线链路后回复RNC。5、RNC通过RANAP协议回复CN Iu释放完毕。6、CN发起释放SCCP链路，RNC回复SCCP释放确认消息。7、RNC发起释放Iub口传输资源。1.7 7、呼叫流程1.7.1 7.1 语音业务呼叫流程7.1.1 主

12、叫流程（UE发起）UE发起语音呼叫主叫流程如下图所示：图7.1流程描述：1、UE的CC子层发起一个呼叫时，若此时UE处于Idle状态，将通过建立RRC连接，转换到CELL_DCH或CELL_FCH状态。2、RRC连接建立成功之后，UE发送初始直传消息，该消息在UE与RNC之间通过RRC传输。3、该消息到达RNC之后，触发RNC与MSC之间建立SCCP信令连接，之后通过RANAP以Initial UE消息的方式传输到MSC的CC实体。4、MSC通过直传消息对UE进行鉴权。5、CN向RNC作安全模式相关参数配置。6、RNC记录该配置，并把该配置参数下发到UE，用于无线侧用户面和控制面数据的安全传输

13、。7、CN根据来自UE的CC呼叫QoS参数，通过RANAP向RNC发起RAB建立请求。8、RNC通过NBAP向Node B发起无线链路建立请求，实现对Node B相关无线链路的配置。9、无线链路配置成功之后，RNC通过RRC建立与UE之间的无线承载。10、RNC向CN回RAB建立成功消息。11、CN通过直传消息，向UE的CC发送呼叫成功响应。12、CN发起呼叫释放，通过RANAP向RNC发送RAB释放请求。13、RNC通过RRC释放相关无线承载。14、RNC通过NBAP释放无线链路。15、RNC通过RANAP向CN发送RAB释放响应。16、若长时间没有消息发送，根据定时由CN或RNC发起IU连

14、接的删除操作。17、若长时间没有消息在空中接口发送，根据定时，由RNC或UE发起RRC连接的删除。7.1.2 被叫流程（CN发起）语音业务的被叫流程，由CN收到主叫的请求后发起，其具体流程如下图所示：图7.2 语音业务的被叫流程实现流程描述如下：1、CN上的CC向UE发起呼叫，则首先通过RANAP向该UE所在LA对应的RNC发起寻呼。2、RNC发现该UE处于RRC Idle状态，将通过PCCH发送Paging Type 1的寻呼消息。3、UE收到该寻呼消息，将触发其与RNC之间建立RRC连接4、RRC连接建立成功之后，UE将发送初始直传消息到RNC，在该初始直传消息中包含来自UE MM的Ser

15、vice Request (PTMSI, RAI, CKSN, Service Type)，在Service Type中标识为Paging Response。5、RNC收到该消息，将触发建立IU信令连接。之后将以Initial UE消息发送该NAS PDU到MSC的MM实体。6、CN收到该请求消息后，将通过直传消息对该UE作鉴权操作。7、CN向RNC作安全模式相关参数配置。8、RNC记录该配置，并把该配置参数下发到UE，用于无线侧用户面和控制面数据的安全传输。9、CN根据来自UE的CC呼叫QoS参数，通过RANAP向RNC发起RAB建立请求。10、RNC通过NBAP向Node B发起无线链路建

16、立请求，实现对Node B相关无线链路的配置。11、无线链路配置成功之后，RNC将通过RRC建立与UE之间的无线承载。12、RNC向CN回RAB建立成功消息。13、后续NAS消息直传消息在UE与MSC之间的交互。14、CN发起呼叫释放，通过RANAP向RNC发送RAB释放请求。15、RNC通过RRC释放相关无线承载。16、RNC通过NBAP释放无线链路。17、RNC通过RANAP向CN发送RAB释放响应。18、若长时间没有消息发送，根据定时，由CN或RNC发起IU连接的删除操作。19、若长时间没有消息在空中接口发送，根据定时，由RNC或UE发起RRC连接的删除。1.7.2 7.2 分组业务的呼

17、叫流程7.2.1 主叫流程分组业务的主叫流程如下图所示：图7.3流程描述如下：1、UE上的SM向SGSN发送PDP上下文激活请求，该激活请求在RNC以直传消息的方式通过RANAP发送到SGSN。2、SGSN上的SM收到该消息，通过MAP协议从HLR获取用户的签约信息，对用户的业务QoS等级进行分析，如果允许该业务等级接入，进一步做接纳控制，进行QoS等级协商，向RNC发送RAB建立请求。3、RNC收到该RAB建立请求，通过RRC协议，向UE发起RAB建立请求。4、UE向RNC发送RAB建立完成消息。5、RNC与SGSN之间通过RANAP建立GTPU隧道，向SGSN回RAB建立成功消息。6、SG

18、SN的SM向UE回PDP上下文激活接受消息。7、UE向SGSN发送PDP上下文去激活请求。8、SGSN收到该消息，向RNC发送RAB释放消息。9、RNC收到该请求，通过RRC协议，向UE发起RB释放请求。10、UE向RNC发送RB释放完成消息。11、RNC通过RANAP完成GTP-U隧道的释放，向SGSN发送RAB释放完成消息。12、SGSN的SM子层向UE发送PDP上下文去激活接受响应。7.2.2 被叫流程分组业务的被叫流程如下图所示：图7.4 分组业务的被叫流程流程描述如下：1、GGSN收到来自PDN网络侧的PDP PDU，发现需要启动反向PDP激活过程。2、GGSN通过Gr接口，向HLR发送路由信息请求（IMSI），HLR向GGSN返回路由信息响应（IMSI，SGSN Address，Mobile Station Not Reachable Reason）消息。3、若SGSN可达，则GGSN向SGSN发送PDU Notification请求。SGSN向GGSN回响应，表明正在向UE发起PDP激活请求。4、SGSN通过RANAP向RNC发送寻呼消息。5、RNC发现该UE处于Cell_PCH或URA_PCH状态，通过PCCH发送Paging Type 1的寻呼消息。6、UE收到该寻呼消息，启动小区更新过程。7、UE发送初始直传消息到RNC，在该初始直传消息中包含来自UE M