wcdma无线网络信令流程初级

WA210001WCDMA无线网络信令流程ISSUE1.0学习完此课程，您将会：了解UTRAN的网络结构了解UTRAN的一些基本概念了解无线网络的基本信令流程目标内容介绍第一章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UMTS体系结构IuUTRANUEUuCNUTRAN UMTSTerrestrialRadioAccessNetworkCN CoreNetworkUE UserEquipmentUTRAN体系结构RNSRNCRNSRNCCoreNetworkNodeBNodeBNodeBNodeBIuIuIurIubIubIubIubUu接口协议结构L3controlcontrolcontrolLogicalChannelsTransportChannelsC-planesignallingU-planeinformationPHYL2/MACL1RLCDCNtGCL2/RLCMACRLCRLCRLCRLCRLCRLCRLCDuplicationavoidanceUuSboundaryBMCL2/BMCcontrolPDCPPDCPL2/PDCPDCNtGCRadioBearersRRCcontrolUTRAN地面接口的一般协议模型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。TransportNetworkUserPlaneDataStream(s)TransportNetworkLayerTransportNetworkUserPlaneControlPlaneUserPlaneTransportNetworkUserPlaneTransportNetworkControlPlaneRadioNetworkLayerDataBearer(s)SignallingBearer(s)PhysicalLayerATMALCAP(s)ALCAP(s)Bearer(s)RNC无线网络控制面处理协议NodeBRNCCNUERANAPNBAPRNSAPRRCNBAP：NodeBApplicationPartRANAP：RadioAccessNetworkApplicationPartRNSAP：RadioNetworkSubsystemApplicationPartRRC：RadioResourceControlRNCIu-CS接口协议栈结构控制面传输网络层控制面用户面无线网络层传输网络层用户面传输网络层

传输网络层用户面ABCRANAPAAL2PATH物理层SAALNNISCCPMTP3-BA

IuUPSAALNNIMTP3-BBATM

ALCAPIu-PS接口协议栈结构控制面传输网络层控制面用户面无线网络层传输网络层用户面传输网络层

传输网络层用户面ACRANAPATMSAALUNISCCPMTP3-BA

IuUPBAALType5IPUDPGTP-U物理层ATM物理层Iur接口协议栈结构控制面传输网络层控制面用户面无线网络层传输网络层用户面传输网络层

传输网络层用户面ABCRNSAPAAL2PATH物理层SAALUNISCCPMTP3-BA

Iur数据流SAALUNIMTP3-BBATM

ALCAPIub接口协议栈结构控制面传输网络层控制面用户面无线网络层传输网络层用户面传输网络层传输网络层用户面NCPCCPABCCCPNBAPSAALUNIAAL2PATH物理层SAALUNIDCHFPRACHFPFACHFPPCHFPATM

ALCAP本章主要介绍了UTRAN网络的结构和协议栈。小结内容介绍第一章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几个概念几个概念：UTRAN,RAB，RB，RLUTRAN：为非接入层（NAS）提供无线接入承载RAB的建立，维护、释放等服务，以屏蔽NAS对于无线接入层特性的关注RABRBRLNodeBRNCCNUEUTRAN几个概念RAB：Theservicethattheaccessstratumprovidestothenon-accessstratumfortransferofuserdatabetweenUserEquipmentandCN。RB：Theserviceprovidedbythelayer2fortransferofuserdatabetweenUserEquipmentandServingRNCRL：A"radiolink"isalogicalassociationbetweensingleUserEquipmentandasingleUTRANaccesspoint.ItsphysicalrealizationcomprisesoneormoreradiobearertransmissionsUE的工作模式UE有两种基本的运行模式：空闲模式和连接模式空闲模式：UE处于待机状态，没有业务的存在，UE和UTRAN之间没有连接，UTRAN内没有任何有关此UE的信息；通过非接入层标识如IMSI、TMSI或P-TMSI等标志来区分UE；连接模式：当UE完成RRC连接建立时，UE才从空闲模式转移到连接模式；

在连接模式下，UE有4种状态：Cell-DCH,Cell-FACH,Cell-PCH,URA-PCHUE在连接模式下的状态Cell-DCH：

UE处于激活状态，正在利用自己专用的信道进行通信，上下行都具有专用信道，UTRAN准确的知道UE所位于的小区中Cell-FACH

UE处于激活状态，但是上下行都只有少量的数据需要传输，不需要为此UE分配专用的信道，下行的数据在FACH上传输，上行在RACH上传输，下行需要随时监听FACH上是否有自己的信息，UTRAN准确的知道UE所位于的小区，保留了UE所使用的资源，所处的状态等信息。UE在连接模式下的状态Cell-PCH

UE上下行都没有数据传送，需要监听PICH，以便收听寻呼，因此UE此时进入非连续接收，可有效的节电。

UTRAN准确的知道UE所位于的小区，这样，UE所位于的小区变化后，UTRAN需要更新UE的小区信息。URA-PCH

UE上下行都没有数据传送，需要监听PICH，进入非连续接收，UTRAN只知道UE所位于的URA（UTRANRegistrationArea，一个URA包含多个小区），也就是说，UTRAN只在UE位于的URA发生变化后才更新其位置信息，这样更加节约了资源，减少了信令。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状态示意图ServingRNC与DriftRNC在WCDMA系统中，由于Iur接口的引入而产生了SRNC/DRNC的概念。SRNC和DRNC都是对于某一个具体的UE来说的,是逻辑上的一个概念。简单的说，对于某一个UE来说，其与CN之间的连接中，直接与CN相连，并对UE的所有资源进行控制的RNC叫该UE的SRNC。UE与CN之间的连接中，与CN没有连接，仅为UE提供资源的RNC叫该UE的DRNC。处于连接状态的UE必须而且只能有一个SRNC，可以有0个或者多个DRNCCNSRNCDRNCIuIurCRNCCRNC是对于某一个NodeB(或者Cell)来说的直接和某NodeB相连接，对该NodeB资源的使用进行控制的RNC叫该NodeB的ControlRNC一个NodeB有且只能有一个CRNCCRNC对其控制的所有NodeB的资源进行合理的分配和使用IubNodeBCellCellCellNodeB...IuCRNCCN本章重点介绍了UTRAN的一些基本概念。小结内容介绍第一章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内容介绍第三章基本信令流程3.1呼叫总体流程3.2网络启动流程3.3UE登记流程3.4呼叫流程3.5连接移动性管理流程呼叫总体流程网络侧启动1.初始化设备2.进行系统广播第一步手机开机1.PLMN选择2.小区驻留3.位置登记4.等待呼叫第二步被呼第三步RRC连接建立第四步NAS信令连接建立第五步RAB建立第六步软/硬切换第六步RAB/RB重配置第六步物理信道重配置第六步传输信道重配置第六步URA更新第六步小区更新第六步与GSM之间切换第七步RRC连接释放第八步重新待机1.小区选择2.等待呼叫内容介绍第三章基本信令流程3.1呼叫总体流程3.2网络启动流程3.3UE登记流程3.4呼叫流程3.5连接移动性管理流程.3.BCCH:SystemInformation1.SystemInformationUpdateRequestUENodeBRNCCNNBAPNBAPRRCRRC.4.BCCH:SystemInformationRRCRRC5.BCCH:SystemInformationRRCRRC.2.SystemInformationUpdateResponseNBAPNBAP系统信息广播流程内容介绍第三章基本信令流程3.1呼叫总体流程3.2网络启动流程3.3UE登记流程3.4呼叫流程3.5连接移动性管理流程UE为登记发起RRC连接建立，SRNC决定在公共信道上建立RRC连接，并且使用已经配置好的公共信道资源。RRC建立流程(CCH)UE与CN之间交换DT消息，如鉴权、连接建立、位置登记等。NAS信令建立流程UE在登记过程中，没有使用专用的用户面资源，直接释放信令链路。登记过程结束。RRC释放流程(CCH)内容介绍第三章基本信令流程3.1呼叫总体流程3.2网络启动流程3.3UE登记流程3.4呼叫流程3.5连接移动性管理流程UE在CCCH信道发送RRC建立请求消息，带有UE标志、能力、原因；SRNC如果条件满足，首先根据需求配置好NodeB，并建立与NodeB的通路；然后在CCCH信道发送RRC连接建立消息，并等候UE从DCCH的响应。根据RRC连接请求的原因及系统资源的状态决定RRC是建立在DCH还是CCHUESRNCRRC:RRCCONNECTIONREQUESTRRC:RRCCONNECTIONSETUPRRC:RRCCONNECTIONSETUPCOMPLETENodeBRLSETUPREQUESTRLSETUPRESPONSEALCAP建立RRC建立流程(DCH)UE与CN之间交换DT消息，如鉴权、业务请求、连接建立等。NAS信令建立流程Iu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建立流程(DCH-DCH,同步)内容介绍第三章基本信令流程3.1呼叫总体流程3.2网络启动流程3.3UE登记流程3.4呼叫流程3.5连接移动性管理流程软切换相关概念软切换宏分集：“Macrodiversity”isaoperationstateinwhichaUserEquipmentsimultaneouslyhasradiolinkswithtwoormoreUTRANaccesspointsforthesoleaimofimprovingqualityoftheradioconnectionorprovidingseamless（宏分集这里我们就可以将它理解成软切换）活动集：“ActiveSet”SetofradiolinkssimultaneouslyinvolvedinaspecificcommunicationservicebetweenanUserEquipmentandaUTRANaccesspoint（用于表示同时为处于软切换的用户提供通信服务的几个小区）软切换流程示意图NodeBRNCAirBridgeAirBridgeAirBridgeCN软切换流程示意图同频–不同码Rake接受/分集合并NodeBRNCAirBridgeAirBridgeAirBridgeCN软切换流程示意图同频–不同码RNC分集合并NodeBRNCAirBridgeAirBridgeAirBridgeCN软切换流程示意图(SRNC-DRNC)同频–不同码SRNC分集合并，DRNC透传NodeBAirBridgeAirBridgeAirBridgeServingRNCDriftRNCCN软切换流程示意图(SRNC迁移)NodeBAirBridgeAirBridgeAirBridgeServingRNCRNCCN软切换根据资源使用的不同情况：软切换可以分为三种类型：活动集中无线链路增加活动集中无线链路删除活动集中无线链路替换软切换的过程UE根据RNC的测量控制信息，对同频的邻近小区进行测量，并将测量结果上报给RNCRNC对上报的测量结果和设定的门限值进行比较，确定哪些小区应该增加，哪些小区应该删除如果有小区增加，先通知NodeB准备好RNC通过活动集更新来通知UE增加或删除小区在UE成功的进行了活动集更新后，如果删除了小区，则RNC还要通知NodeB释放相应的无线资源。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增加与删除CNSRNCRNCNodeBNodeBNodeBCNSRNCRNCNodeBNodeBNodeB软切换流程示意图（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够同时保存CNSRNCNodeBNodeBCNSRNCNodeBNodeB硬切换流程示意图（RNC内）UENodeBSourceNodeBTargetSRNC8.DCCH:PhysicalChannelReconfigurationComplete6.DCCH:PhysicalChannelReconfiguration1.RadioLinkSetupRequest2.RadioLinkSetupResponse9.RadioLinkDeletionRequest10.RadioLinkDeletionResponse3ALCAPubDataTransportBearerSetup7.RadioLinkFailureIndicationRRCRRCNBAPNBAPNBAPRRCRRCNBAPNBAPNBAPNBAPDecidetohandoverStartRx