WCDMA无线网络信令流程讲义

WCDMA无线网络信令流程课程目标了解UTRAN的网络结构了解UTRAN的一些基本概念了解无线侧的基本信令流程学习完本课程，您将能够：课程内容 T第一章UTRAN网络结构和协议栈第二章UTRAN基本概念第三章基本信令流程UTRAN UMTSTerrestrialRadioAccessNetworkCN CoreNetworkUE UserEquipmentIuUTRANUEUuCNUMTS体系结构RNSRNCRNSRNCCoreNetworkNodeBNodeBNodeBNodeBIuIuIurIubIubIubIubUTRAN体系结构UU协议结构Iu-CS域协议结构Iu-PS域协议结构Iub接口协议结构Iur接口协议结构思考题UTRAN网络络具有哪哪些接口口？本章小结结本章主要要介绍了了UTRAN网网络的结结构和协协议栈。。课程内容容T第一章UTRAN网网络结构构和协议议栈第二章UTRAN基本概概念第三章基基本本信令流流程UE的工工作模式式UE有两两种基本本的运行行模式：：空闲模模式和连连接模式式空闲模式式：UE处于待待机状态态，没有有业务的的存在，，UE和UTRAN之之间没有有连接，，UTRAN内内没有任任何有关关此UE的信息息；通过过非接入入层标识识如IMSI、、TMSI或P-TMSI等等标志来来区分UE；连接模式式：当UE完成成RRC连接建建立时，，UE才才从空闲闲模式转转移到连连接模式式；在在连接模模式下，，UE有有4种状状态：Cell-DCH,Cell-FACH,Cell-PCH,URA-PCHUE在连连接模式式下的状状态Cell-DCH：UE处于激激活状态态，正在在利用自自己专用用的信道道进行通通信，上上下行都都具有专专用信道道，UTRAN准确的的知道UE所位位于的小小区中Cell-FACHUE处于激激活状态态，但是是上下行行都只有有少量的的数据需需要传输输，不需需要为此此UE分分配专用用的信道道，下行行的数据据在FACH上上传输，，上行在在RACH上传传输，下下行需要要随时监监听FACH上上是否有有自己的的信息，，UTRAN准准确的知知道UE所位于于的小区区，保留留了UE所使用用的资源源，所处处的状态态等信息息。UE在连连接模式式下的状状态Cell-PCHUE上下下行都没没有数据据传送，，需要监监听PICH，，以便收收听寻呼呼，因此此UE此此时进入入非连续续接收，，可有效效的节电电。UTRAN准确确的知道道UE所所位于的的小区，，这样，，UE所位于于的小区区变化后后，UTRAN需要更更新UE的小区区信息。。URA-PCH

UE上下行行都没有有数据传传送，需需要监听听PICH，进进入非连连续接收收，UTRAN只知知道UE所位于于的URA（UTRANRegistrationArea，一一个URA包含含多个小小区），，也就是是说，UTRAN只在在UE位位于的URA发发生变化化后才更更新其位位置信息息，这样样更加节节约了资资源，减减少了信信令。CELL_DCHCELL_FACHCELL_PCHURA_PCHIDLEDEAD-搜索网络(PLMN)-“驻扎”小区(campon)-侦听pagingchannel-小区重选-专用信道-Radiobearers传输业务-高层信令触发(CN)-减少活动，DRX，节电RRCconnection这些状态只用与UTRAN与UE，对CN来说，这些状态是透明的UE状态态示意图图ServingRNC与DriftRNCCNSRNCDRNCIuIur在WCDMA系系统中，，由于Iur接口的引引入而产产生了SRNC/DRNC的的概念。。SRNC和DRNC都都是对于于某一个个具体的的UE来来说的,是逻辑辑上的一一个概念念。简单的说说，对于于某一个个UE来来说，其其与CN之间的的连接中中，直接接与CN相连，，并对UE的所所有资源源进行控控制的RNC叫叫该UE的SRNC。。UE与CN之间间的连接接中，与与CN没没有连接接，仅为为UE提提供资源源的RNC叫该该UE的的DRNC。处于连接接状态的的UE必必须而且且只能有有一个SRNC，可以以有0个个或者多多个DRNCCRNCCRNCIubNodeBCellCellCellNodeB...CNIuCRNC是对于某某一个NodeB(或者Cell)来说说的直接和某某NodeB相连接接，对该该NodeB资源的的使用进进行控制制的RNC叫该该NodeB的ControlRNC一个NodeB有且且只能有有一个CRNCCRNC对其控控制的所所有NodeB的资资源进行行合理的的分配和和使用SourceRNC与TargetRNCCNCNSourceRNCTargetRNCServingRNCIuIuIurRNCSRNSRelocation就就是将某某个UE的SRNC的的角色由由一个RNC转转到另外外一个RNC的过程程.SRNSRelocation前前，该UE的SRNC(ServingRNC)叫SourceRNC，即即将承承担SRNC角角色的目目标RNC叫TargetRNC.SourceRNC和TargetRNC是是在一次次SRNSRelocation过程中中对于不不同RNC的称称谓.本章小结结本章重点点介绍了了UTRAN的的一些基基本概念念。课程内容容T第一章UTRAN网网络结构构和协议议栈第二章UTRAN基基本概念念第三章基基本信信令流程程第三章基基本信信令流程程呼叫总体体流程网络启动动流程UE登记记流程呼叫流程程及软、、硬切换换流程连接移动动性管理理流程呼叫总体体流程第三章基基本信信令流程程呼叫总体体流程网络启动动流程UE登记记流程呼叫流程程及软、、硬切换换流程连接移动动性管理理流程.3.BCCH:SystemInformation1.SystemInformationUpdateRequestUENodeBRNCCNNBAPNBAPRRCRRC.4.BCCH:SystemInformationRRCRRC5.BCCH:SystemInformationRRCRRC.2.SystemInformationUpdateResponseNBAPNBAP系统信息息广播流流程第三章基基本信信令流程程呼叫总体体流程网络启动动流程UE登记记流程呼叫流程程及软、、硬切换换流程连接移动动性管理理流程UE为登登记发起起RRC连接建建立，SRNC决定在在公共信信道上建建立RRC连接接，并且使用用已经配配置好的的公共信信道资源源。RRC建立流流程(CCH)UE与CN之之间交换DT消息，如鉴鉴权、连接建建立、位置登登记等。NAS信令建建立流程UE在登记过过程中，没有有使用专用的的用户面资源源，直接释放放信令链路。。登记过程结束束。RRC释放流流程(CCH)第三章基本本信令流程呼叫总体流程程网络启动流程程UE登记流程程呼叫流程及软软、硬切换流流程连接移动性管管理流程CN发送寻呼呼消息，指定定UE与寻呼呼区（CN负负责寻呼消息息的重发）。。SRNC根据据UE的状态态发送相应的的寻呼消息。。寻呼流程(空空闲状态)CN发送寻呼呼消息，指定定UE与寻呼呼区（CN负负责寻呼消息息的重发）。。SRNC根据据UE的状态态发送相应的的寻呼消息。。寻呼流程(连连接模式)UE在CCCH信道发送送RRC建立立请求消息，，带有UE标标志、能力、、原因；SRNC如果果条件满足，，首先根据需需求配置好NodeB，，并建立与NodeB的的通路；然后在CCCH信道发送送RRC连接接建立消息，，并等候UE从DCCH的响应。RRC建立流流程(DCH)当SRNC决决定在公共信信道上建立RRC连接的的时候，就不不需要再配置置NodeB并建立SRNC与NodeB之间间的数据承载载了，因为都都已经建立好好了。RRC建立流流程(CCCH)UE与CN之之间交换DT消息，如鉴鉴权、业务请请求、连接建建立等。NAS信令建建立流程Iu接口上的的ALCAP建立过程有有多次，允许许同时建立多多条用户面的的RAB；用户面建立完完毕后，UE进入通话过过程。RAB建立流流程(DCH-DCH,同步)RAB建立流流程(DCH-DCH,异步)RAB建立流流程(RA/FA-RA/FA)RAB建立流流程(RA/FA-DCH)RAB修改流流程传输信道重配配置流程物理信道重配配置流程软切换宏分集："Macrodiversity"isaoperationstateinwhichaUserEquipmentsimultaneouslyhasradiolinkswithtwoormoreUTRANaccesspointsforthesoleaimofimprovingqualityoftheradioconnectionorprovidingseamless活动集：“ActiveSet””SetofradiolinkssimultaneouslyinvolvedinaspecificcommunicationservicebetweenanUserEquipmentandaUTRANaccesspoint软切换相关概概念NodeBRNCAirBridgeAirBridgeAirBridge软切换流程示示意图同频–不同码Rake接受/分集合并NodeBRNCAirBridgeAirBridgeAirBridge软切换流程示示意图同频–不同码RNC分集合并NodeBRNCAirBridgeAirBridgeAirBridge软切换流程示示意图同频–不同码SRNC分集合并，DRNC透传NodeBAirBridgeAirBridgeAirBridgeServingRNCDriftRNC软切换流程示示意图(SRNC-DRNC)NodeBAirBridgeAirBridgeAirBridgeServingRNCRNC软切换流程示示意图(SRN迁移)软切换前软切换后软切换示意图CNSRNCNodeBNodeBCNSRNCNodeBNodeBCNSRNCNodeBNodeB软切换中软切换流程示示意图（RNC内）DecisiontosetupnewRL7.DCCH:ActiveSetUpdateComplete6.DCCH:ActiveSetUpdateCommandUENodeB(new)SRNCNBAP1.RadioLinkSetupRequestNBAPNBAP2.RadioLinkSetupResponseNBAP3ALCAPIubDataTransportBearerSetupStartRXdescriptionDCH-FP4.DownlinkSynchronisationDCH-FPDCH-FP5.UplinkSynchronisationDCH-FPStartRXdescriptionRRCRRCRRCRRC软切换流程（（RNC内addbranch））DecisiontodeleteaRL2.DCCH:ActiveSetUpdateComplete1.DCCH:ActiveSetUpdateCommandUENodeB(old)SRNCNBAP3.RadioLinkDeletionRequestNBAPNBAP4.RadioLinkDeletionResponseNBAPRRCRRCRRCRRCStopRXandTx5ALCAPIubTransportBearerrelease软切换流程（（RNC内delbranch））软切换前软切换后无线链路同时时增加与删除除CNSRNCRNCNodeBNodeBNodeBCNSRNCRNCNodeBNodeBNodeB软切换流程示示意图（跨RNC）7.UplinkSynchronisationRNSAPRNSAP1.RadioLinkSetupRequestStartTXdescriptionRNSAPRNSAP4.RadioLinkSetupResponseNBAPNBAP2.RadioLinkSetupRequestNBAPNBAP3.RadioLinkSetupResponseStartRXdescriptionDecisiontosetupnewRLandreleaseoldRLNBAP10.RadioLinkDeletionRequestNBAPNBAP11.RadioLinkReleaseResponseStopRXandTX12.ALCAPIubDataTransportBearerReleaseRRCRRC9.DCCH:ActiveSetUpdateCompleteRRCRRC8.DCCH:ActiveSetUpdateCommand[RadioLinkAddition&Deletion]NBAPUENodeBDriftRNSNodeBServingRNSDriftRNCServingRNCALCAPIurBearerSetup5.ALCAPIubDataTransportBearerSetupDCH-FPDCH-FPDCH-FPDCH-FP6.DownlinkSynchronisation软切换流程（（跨RNC））硬切换前硬切换后无线链路不能能够同时保存存CNSRNCNodeBNodeBCNSRNCNodeBNodeB硬切换流程示示意图（RNC内）UENodeBSourceNodeBTargetSRNC8.DCCH:PhysicalChannelReconfigurationComplete6.DCCH:PhysicalChannelReconfiguration1.RadioLinkSetupRequest2.RadioLinkSetupResponse9.RadioLinkDeletionRequest10.RadioLinkDeletionResponse3ALCAPubDataTransportBearerSetup7.RadioLinkFailureIndicationRRCRRCNBAPNBAPNBAPRRCRRCNBAPNBAPNBAPNBAPDecidetohandoverStartRxStartTxDCH-FP4.DownlinkSynchronisationDCH-FPDCH-FP5.UplinkSynchronisationDCH-FPNBAPNBAPNBAP11.ALCAPIubDataTransportBearerRelease硬切换流程（（RNC内））硬切换前硬切换后无线链路不不能够同时时保存CNSRNCRNCNodeBNodeBCNSRNCRNCNodeBNodeB硬切换流程程示意图（（跨RNC）RNSAPRNSAP1.RadioLinkSetupRequestUENodeBSourceNodeBTargetRNCSourceRNCTargetSRNCRRCRRC10.DCCH:PhysicalChannelReconfigurationCompleteRRC7.DCCH:PhysicalChannelReconfigurationRRC6.ALCAPIurDataTransportBearerSetupNBAPNBAP2.RadioLinkSetupRequestNBAPNBAP3.RadioLinkSetupResponseNBAPNBAP12.RadioLinkDeletionRequestNBAPNBAP13.RadioLinkDeletionResponse4.ALCAPubDataTransportBearerSetup14.ALCAPIubDataTransportBearerReleaseRNSAPRNSAP15.RadioLinkDeletionResponse16.ALCAPIurDataTransportBearerReleaseRNSAP5.RLSetupResponseRNSAPRNSAP11.RadioLinkDeletionRequestRNSAPNBAPNBAP8.RadioLinkFailureIndicationRNSAPRNSAP9.RadioLinkFailureIndication硬切换流程程（跨RNC通过Iur接接口）释放过程一一般由CN发起；当当然在UE异常情况况下，SRNC也可可以请求释释放。首先释放UE的连接接，然后再再释放与NodeB的连接。。RRC释放放，就是呼呼叫的结束束。RRC释放放流程（DCH）当释放使用用公共信道道的UE时时，可以发发现SRNC只要直直接释放UE就可以以了，而无无需释放NodeB的资源，，当然也没没有数据承承载释放。。RRC释放放流程（CCCH））第三章基基本信令流流程呼叫总体流流程网络启动流流程UE登记流流程呼叫流程及及软、硬切切换流程连接移动性性管理流程程小区更新流流程URA更新新流程系统间切换换流程SRNCRelocation流程连接移动性性管理流程程前向切换（ForwardHandover）是UE发起的切切换，包括括CELLUPDATE和和URAUPDATE过程程。其中，，URAUPDATE过程程只用于处处于URA_PCH状态的UE进行URA重重选，以及及检查RRC连接是是否正常。。对于CELL_FACH和CELL_PCH状状态的UE小区重选处于SA(ServiceArea)，定时时器T305超时（（此定时器器在广播的的系统信息息中定义））对于CELL_PCH和URA_PCH状态的的UE需要上传数数据时（进进入CELL_FACH状态态）当在PCCH上接收收到寻呼消消息时，发发起小区更更新CELLUPDATE过程程还可用来来重建RLC实体不不可恢复的的错误（丢丢失连接）），以及监监视RRC连接的状状态。前向切换UEDRNCSourceDRNCTargetSRNCRNSAPRNSAP8.CommonTransp.ChannelResourcesReleaseRNSAPRNSAP2.UplinkSignallingTransferIndicationRNSAP3.CommonTransp.ChannelResourcesInitializationRequestRNSAPRRC1.CCCH:CellUpdateRRC-relayRRC6.DCCH:CellUpdateConfirmRRCRRC7.DCCH:RNTIRelocationCompleteRRCRNSAPRNSAP4.CommonTransp.ChannelResourcesinitializationResponse5.ALCAPIurbearersetup小区更新流流程UETargetRNC5.CCCH:URAUpdateConfirmSourceRNC2.UplinkSignallingTransferIndicationServingRNC[newC-RNTI,D-RNTI,ULmessage]1.CCCH:URAUpdate[U-RNTI,URAupdatecause]RRC-relayRRC3.DecisionNottoperformSRNSrelocationRRCRRC-relayRNSAPRNSAP4.DownlinkSignallingTransferRequestRNSAPRNSAPURA更新新流程MAP/EMAP/E2.PrepareHandoverBSSMAPBSSMAP4.HandoverReuqestAckRANAPRANAP13.IuReleaseCompleteBSSMAPBSSMAP3.HandoverRequestMAP/EMAP/E5.PrepareHandoverResponseRANAPRANAP6.RelocationCommandBSSMAPBSSMAP8.HandoverDetectBSSMAPBSSMAP10.HandoverCompleteMAP/EMAP/E11.SendEndSignalRequestMAP/EMAP/E14.SendEndSignal