5G信令分析指导书

文档版本01(2019-08-02) 版权所有©华为技术有限公司 文档版本01(2019-08-02) 版权所有©华为技术有限公司 5G信令分析指导书目录1概述12开机入网32.1小区搜索与选择2.2系统消息广播2.2.1系统消息获取2.2.2系统消息更新2.2.3ODOSI过程2.2.4关键消息解读2.2.4.1MIB2.2.4.2SIB12.2.4.3SI2.3随机接入2.3.1基于竞争的随机接入2.3.2基于非竞争的随机接入2.4RRC连接建立2.4.1RRC建立流程2.4.2RRC拒绝过程2.4.3RRC重发处理2.4.4关键消息解读2.4.4.1RRCSetupRequest2.4.4.2RRCSetup2.4.4.3RRCSetupComplete2.4.4.4RRCReject2.5注册流程3上下文管理383.1初始上下文建立过程3.1.1安全模式过程3.1.2UE能力查询过程3.1.3关键消息解读3.1.3.1NGAPINITIALCONTEXTSETUPREQUEST3.1.3.2NGAPINITIALCONTEXTSETUPRESPONSE3.1.3.3RRCSecurityModeCommand3.1.3.4RRCSecurityModeComplete3.1.3.5RRCUECapabilityEnquiry3.1.3.6RRCUECapabilityInformation3.2UE上下文修改过程3.3UE上下文释放过程4会话管理494.15GQoSArchitecture4.1.1概述4.1.2QoSFlow4.1.3QoSParameters4.1.4QoSFlow到DRB的映射4.2PDU会话建立过程4.3PDU会话修改过程4.4PDU会话释放过程4.5关键消息解读4.5.1NGAPPDUSESSIONRESOURCESETUPREQUEST4.5.2NGAPPDUSESSIONRESOURCESETUPRESPONSE4.5.3NGAPPDUSESSIONRESOURCEMODIFYREQUEST4.5.4NGAPPDUSESSIONRESOURCEMODIFYRESPONSE4.5.5RRCReconfiguration4.5.6RRCReconfigurationComplete5寻呼流程675.15GC寻呼5.1.1信令流程5.1.2关键消息解读5.1.2.1NGAPPAGING5.1.2.2RRCPAGING5.2RAN寻呼5.2.1信令流程5.2.2关键消息解读5.2.2.1RANPAGING5.3寻呼消息发送6切换流程776.1站内切换6.2Xn切换6.3N2切换6.4LNR切换6.5LNR重定向7NAS流程877.1注册7.2去注册（终端发起）7.3去注册（网络发起）7.4业务请求（主叫）7.5业务请求（被叫）文档版本01(2019-08-02) 版权所有©华为技术有限公司 5G5G信令分析指导书5G信令分析指导书1概述1概述信令过程是电信通信网络中一个十分重要的概念，在呼叫建立和呼叫拆除过程中，UE与gNB之间、gNB与5GC、以及gNB与gNB之间都要交互一些控制信息，以创建对等的协议实体并协调相互的动作，这些控制信息称为信令，这个交互过程就是信令过程。遵循3GPP协议规范，通信双方先交互信息，创建控制面对等的协议实体；然后，通过控制面实体，进一步交互信息，创建用户面对等的协议实体；后续，通过用户面实体进行数据传输。图1.控制面&用户面过程图2.E2E信令流程概览5G5G信令分析指导书5G信令分析指导书1概述本文主要介绍5GSA信令流程。2开机入网UE入网过程包括几个子过程：小区搜索与选择UE开机选网，小区搜索并完成下行同步。系统消息广播UE读取广播信息，选择合适小区进行驻留。随机接入UE与gNB建立上行同步。RRC连接建立UE与gNB建立RRC连接。注册过程UE注册到5G网络，网络侧开始维护该UE的上下文。2.1小区搜索与选择2.2系统消息广播2.3随机接入2.4RRC连接建立2.5注册流程2.1小区搜索与选择 小区搜索过程是UE和小区取得时间和频率同步，并检测小区ID的过程。其基本过程描述如下：UE开机后按照3GPPTS38.104定义的SynchronizationRaster搜索特定频点；UE尝试检测PSS/SSS，取得下行时钟同步，并获取小区的PCI；如果失败则转步骤1搜索下一个频点；否则继续后续步骤；UE尝试读取MIB，获取SSB波束信息、系统帧号和广播SIB1的时频域信息；文档版本01(2019-08-02) 版权所有©华为技术有限公司 文档版本01(2019-08-02) 版权所有©华为技术有限公司 文档版本01(2019-08-02) 版权所有©华为技术有限公司 4.4.UE读取SIB1，获取上行初始BWP信息，初始BWP中的信道配置，TDD小区的半静态配比以及其它UE接入网络的必要信息等，同时获取广播OSI的搜索空间信息；5.UE读取OSI，获取小区的其它信息（主要是移动性相关的信息）。图2-1小区搜索流程图2.2系统消息广播系统消息广播是UE获得网络基本服务信息的第一步，通过系统消息广播过程，UE可以获得基本的AS层和NAS层信息：AS层信息包括公共信道信息、一些UE所需的定时器、小区选择/重选信息以及邻区信息等；NAS层信息包括运营商信息等。UE通过系统消息获得的这些信息，决定了UE在小区中进行驻留、重选以及发起呼叫的行为方式。UE在如下场景会读取系统消息：小区选择（如开机）、小区重选、系统内切换完成、从其他RAT系统进入5GRAT、以及从非覆盖区返回覆盖区时，UE都会主动读取系统消息。当UE在上述场景中正确获取了系统消息后，不会反复读取系统消息，只会在满足以下任一条件时重新读取系统消息：收到gNB寻呼，指示系统消息有变化。收到gNB寻呼，指示有ETWS或CMAS消息广播。距离上次正确接收系统消息3小时后（参见3GPP38331.5.2.2.2.1SIBvalidity:TheUEdeleteanystoredversionofSIafter3hoursfromthemomentitwassuccessfullyconfirmedasvalid）。系统消息分类参见38.300.7.3.1按照内容分类，系统消息可以分为 MSI（MinimumSystemInformation）和OSI（OtherSystemInformation）两大类。MSI：包括MIB和SIB1（SIB1也叫RMSI）OSI：包括SIB2~SIBn，支持ODOSI模式。各类系统消息承载信道、下发方式和承载的内容，如下表所示：大类大类子类承载信道下发方式承载内容MSIMIBPBCH周期广播，周期通过NRDUCell.SsbPeriod配置为UE提供初始接入信息和SIB1的捕获信息SIB1PDSCH周期广播，周期通过NRDUCell.Sib1Period配置为UE提供OSI的捕获信息：OSI的发送机制包括ODOSI（Msg1方式和MSg3方式）都在SIB1通知所有用户。OSISIB2~SIBnPDSCH通过MOgNBSibConfig和NRDUCell.SibConfigId定制的发送策略，包括发送方式和发送周期。发送方式区分为如下两类：周期广播：gNB按固定周期进行广播订阅广播:由UE发起订阅请求，然后gNB按需广播(称作ODOSI)其他信息系统消息信道模型系统消息广播功能信道映射模型如下图所示：2.2.1系统消息获取gNB下发系统消息可以是周期广播，也可以是按需订阅后广播。因此，UE获取系统消息过程也有如下两种方式：1.搜索小区，解析MIB，检查小区状态a.如果CellBarred=barred，则停止系统消息获取过程；b.否则继续后续步骤；2.使用MIB里面携带的参数，尝试解析SIB1；a.如果SIB1解析成功，则存储相关信息，并继续后续步骤；b.否则停止系统消息获取过程； 文档版本01(2019-08-02) 版权所有©华为技术有限公司 文档版本01(2019-08-02) 版权所有©华为技术有限公司 文档版本01(2019-08-02) 版权所有©华为技术有限公司 息。息。UE在距离上次正确读取系统消息3小时后会重新读取系统消息，这时无论valueTag是否变化，UE都会读取全部的系统消息。2.2.3ODOSI过程参考3GPP38.331，ODOSI信令过程由gNB和UE协作完成：基站广播SIB1，指示某个OSI是以广播（broadcasting）方式下发还是订阅（notBroadcasting）方式下发：针对订阅方式的OSI，基站可以分配专用的PRACH资源，并在SIB1中进行广播，供UE请求OSI时使用：当基站以订阅方式下发OSI时，UE在接收OSI之前必须先解析SIB1，获得自己所需要的OSI的si-BroadcastStatus状态，如果当前状态是broadcasting，则在该OSI对应的SI-window上收听即可；否则，发起ODOSI订阅流程。UE发起ODOSI请求有MSG1和MSG3两种方式：−MSG3请求方式：当SIB1中未包含ODOSIPRACH资源时，UE通过MSG3请求OSI；gNB通过MSG4确认收到请求（避免UE反复发送请求），立即广播被请求的ODOSI，持续广播2个SI-Period后，在对应的BCCHMP边界结束。此种方式下，gNB不分配ODOSI专用的PRACH资源，适用于PRACH资源紧张的场景。−MSG1请求方式：当SIB1中包含ODOSIPRACH资源时，UE通过MSG1请求OSI；gNB通过MSG2确认收到请求（避免UE反复发送请求），立即广播被请求的ODOSI，持续广播2个SI-Period后，在对应的BCCHMP边界结束。此种方式下，gNB需要分配ODOSI专用的PRACH资源，适用于PRACH资源充足的场景。1、连接态UE无需获取OSI，ODOSI流程仅涉及空闲态和非活动态UE；2、ODOSI过程从20A版本后开始支持。2.2.4关键消息解读2.2.4.1MIB消息定义参见3GPP38.331。MIB（MasterInformationBlock）主要作用是获取用户接入网络中的必要信息，具体包括：IEPresence取值范围含义说明备注systemFrameNumberMBITSTRING(SIZE(6))系统帧号高6位subCarrierSpacingCommonMENUMERATED{scs15or60,scs30or120}RMSI/MSG2/MSG4使用的子载波间隔，低频只能是15k或30k，高频只能IEIEPresence取值范围含义说明备注是60k或120kssb-SubcarrierOffsetMINTEGER(0..15)SS/PBCHRB边界和CRB边界之间的偏差dmrs-TypeA-PositionMENUMERATED{pos2,pos3}PDSCHDMRS的符号位置pdcch-ConfigSIB1MINTEGER(0..255)RMSI所在的初始BWP的时频域位置，带宽大小等信息cellBarredMENUMERATED{barred,notBarred}小区是否禁止用户驻留intraFreqReselectionMENUMERATED{allowed,notAllowed}BAR小区后是否允许用户重选到同频邻区关键信元解读：1.systemFrameNumber系统帧号，共10bit，低4bit直接编码PBCHpayload中。2.ssb-SubcarrierOffset携带KSSB(参见38.213）信息，指示SSB相对于CRB（CommonResourceBlock）的频域偏移。示意如下：3.pdcch-ConfigSIB1指示RMSI所在的CORESET的时频域位置和周期，其中MSB（4bit）用于指示RMSI的CORESET时频域位置，LSB（4bit）用于指示CORSET的周期，该参数间接指示了初始BWP的相关信息。示意如下：4.cellBarred指示是否BAR小区，填写方法如下：场景编号场景描述NSA小区SA小区NSA&SA小区1激活小区BarrednotBarrednotBarred2高优先级闭塞小区---3中低优先级闭塞小区BarredBarredBarred4解闭塞小区BarrednotBarrednotBarred5NG-C故障BarredBarredBarred6NG-C恢复BarrednotBarrednotBarred2.2.4.2SIB1消息定义参见3GPP38.331。SIB1消息定义参见38.331.6.2.2，具体包括：IEPresence取值范围含义说明版本支持情况cellSelectionInfoO小区选择信息>q-RxLevMinOQ-RxLevMin19B文档版本01(2019-08-02) 版权所有©华为技术有限公司 文档版本01(2019-08-02) 版权所有©华为技术有限公司 文档版本01(2019-08-02) 版权所有©华为技术有限公司 IEIEPresence取值范围含义说明版本支持情况>q-RxLevMinOffsetOINTEGER(1..8)19B>q-RxLevMinSULOQ-RxLevMin19B>q-QualMinOQ-RxLevMin暂不支持>q-QualMinOffsetOINTEGER(1..8)暂不支持cellAccessRelatedInfoMCellAccessRelatedInfo小区接入相关信息19BconnectionEstablishmentFailureControlOConnEstFailureControl19Bsi-SchedulingInfoOSI-SchedulingInfoSI调度信息20AservingCellConfigCommonOServingCellConfigCommonSIB19Bims-EmergencySupportOENUMERATED{true}暂不支持eCallOverIMS-SupportOENUMERATED{true}暂不支持ue-TimersAndConstantsOUE-TimersAndConstants19Buac-BarringInfoO20AlateNonCriticalExtensionOOCTETSTRING20A关键信元解读：1.cellAccessRelatedInfo小区接入相关信息，具体包括：IEIEPresence取值范围含义说明版本支持情况cellAccessRelatedInfo>plmn-IdentityListMSEQUENCE(SIZE..maxPLMN(1))OFPLMN-IdentityInfo小区服务的PLMN列表19BIEIEPresence取值范围含义说明版本支持情况>>PLMN-IdentityInfo19B>>>plmn-IdentityListMSEQUENCE(SIZE(1..maxPLMN))OFPLMN-Identity19B>>>trackingAreaCodeOTrackingAreaCode如果该PLMN是SA组网模式，则携带；否则不携带。参见下文notes说明。19B>>>ranacORAN-AreaCode19B>>>cellIdentityMCellIdentity19B>cellReservedForOperatorUseMNAtrackingAreaCode是可选信元，如果不携带，则表明该PLMN是NSA组网模式。38.331协议中相关描述如下：IndicatesTrackingAreaCodetowhichthecellindicatedbycellIdentityfieldbeloThepresenceofthefieldindicatesthatthecellsupportsatleaststandaloneoperation;theabsfieldindicatesthatthecellonlysupportsEN-DCfunctionality.2.si-SchedulingInfoIEPresence取值范围含义说明版本支持情况SI-SchedulingInfo>schedulingInfoListMSEQUENCE(SIZE..maxSI-(1Message))OFSchedulingInfo参见下文详细说明19B>>SchedulingInfo>>>si-BroadcastStatusMENUMERATED{broadcasting,notBroadcasting}SI发送方式，通过MOgNBSibConfig和NRDUCell.SibConfigId进行配置19B>>>si-MENUMERATEDrf8,rf16,rf32,{SI发送周期，通过MOgNBSibConfig和19BIEIEPresence取值范围含义说明版本支持情况Periodicityrf64,rf128,rf256,rf512}NRDUCell.SibConfigId进行配置>>>sib-MappingInfoMSIB-MappingSIB到SI的映射19B>si-WindowLengthMENUMERATEDs5,s10,s20,s40,{s80,s160,s320,s640,s1280}SI-Window窗长B19>si-RequestConfigOSI-RequestConfigODOSI请求资源配置，参见"2.2.3ODOSI过程"20A>si-RequestConfigSULOSI-RequestConfigODOSI请求资源配置，参见"2.2.3ODOSI过程"A20>systemInformationAreaIDORAN-AreaCode暂不支持该信元指明了各个SI的调度方式，其基本原理描述如下：基站广播哪些SI消息，由SIB1::schedulingInfoList指定了，每个SI消息在该列表中的顺序以n表示（从1开始）。假如schedulingInfoList中指定了4个SI消息，则会有4个连续的SI窗口用于发送这4个SI消息，而n表明了SI消息在第几个SI窗口。每个SI消息对应一个SI窗口，窗长由SIB1::si-WindowLength字段指定，其单位为slot；每个SI消息的发送周期，由SIB1::si-Periodicity字段指定，其单位为无线帧；每个SI消息装载哪些SIBx，由SIB1::SchedulingInfo::sib-MappingInfo字段指定。对于某个SI消息，对应的SchedulingInfo信元在SIB1->schedulingInfoList中对应的入口编号为n，可以确定整数x=(n–1)*w，其中w是SI-window的长度；对于某个SI消息，通过如下公式确定调度时域：SI-window无线帧需要满足SFNmodT=FLOOR(x/N)；SI-window起始slot#a需要满足a=xmodN；在其中T是关注的SI消息的周期，N是一个无线帧中的slot个数。图1.SIB-SI映射及时域调度示例3.servingCellConfigCommonIEPresence取值范围含义说明版本支持情况ServingCellConfigCommonSIB>downlinkConfigCommonMDownlinkConfigCommonSIB下行公共参数配置，包括下行频点配置、初始下行BWP、BCCH和PCCH配置19B>uplinkConfigCommonOUplinkConfigCommonSIB上行公共参数配置，包括上行频点配置、初始上行BWP和TA19B>supplementaryUplinkOUplinkConfigCommonSIBSUL小区上行公共参数配置，包括上行频点配置、初始上行BWP和TAB19>n-TimingAdvanceOffsetOENUMERATEDn0,n25600,{n39936}B19>ssb-PositionsInBurstM19B>ssb-PeriodicityServingCellMENUMERATED{ms5,ms10,ms20,ms40,ms80,ms160}SSB周期，通过MML配置19B>tdd-UL-DL-ConfigurationCOTDD-UL-DL-19B文档版本01(2019-08-02) 版权所有©华为技术有限公司 文档版本01(2019-08-02) 版权所有©华为技术有限公司 文档版本01(2019-08-02) 版权所有©华为技术有限公司 IEIEPresence取值范围含义说明版本支持情况ommonConfigCommon>ss-PBCH-BlockPowerOINTEGER(-60..50)19B4.uac-BarringInfogNB基于MONRDUCELLUACBAR配置信息广播UAC，UE根据UAC信息进行accessbarcheck(详见38331第5.3.14.5节Accessbarringcheck部分)如果UE发现SIB1中没有UAC信息，则认为接入不受控制，所有的业务都可以发起接入。2.2.4.32.2.4.3SI消息定义参见3GPP38.331。其他SIB简称OSI（OtherSIBs，除SIB1之外的其他SIB），包括除MSI之外的所有内容，具体包括：SIB2,3,4:cellreselection相关参数；SIB5:inter-RATcellre-selection(E-UTRA)；SIB6:ETWSprimarynotificationSIB7:ETWSsecondarynotificationSIB8:CMASnotificationSIB9:GPStimeandUTCOSI既可通过周期广播方式下发，也可通过订阅方式下发，具体哪种方式由SIB1指示。本章给出OSI周期广播机制的信令流程设计，特征如下：通过DL-SCH信道发送；OSI被封装成SI消息，在对应的SI窗口内下发，示意图如下：2.3随机接入 通信双方要实现相互通信，最重要的先决条件是建立通信双方之间的时间同步，对于NR也是如此。NR下行同步(Transmitter=gNB,Reciever=UE通过广播同步信号实)现，NR上行同步（Transmitter=UE,Reciever=gNB）则是通过随机接入过程实现的。随机接入简称RA（RandomAccess），是UE和网络之间建立无线链路的必经过程。随机接入可以实现两个基本的功能：实现UE与gNB之间的上行同步（TA）gNB为UE分配上行资源（UL_GRANT）随机接入（MSG1方式）还可实现订阅OSI的功能。RA是UE接入网络和建立业务承载的重要环节，是5G网络的基础功能。根据业务场景不同，随机接入可以分为基于竞争的随机接入（Contentionbasedrandomaccessprocedure）和基于非竞争的随机接入（Non-Contentionbasedrandomaccessprocedure）。基于竞争的随机接入：由UE自行选择Preamble进行接入，因此不同的UE之间可能存在冲突，需要通过竞争解决。−UEinRRC_IDLE/RRC_INACTIVE：总是使用基于竞争的方式进行初始接入，因为此时网络侧和UE还没有RRC信令连接，UE只能基于SIB1广播的RACH配置选择Preamble，所以只能是竞争方式。−UEinRRC_CONNECTED：gNB无法通过RRC信令或者PDCCHORDER方式给UE分配专用Preamble时，采用竞争方式接入。基于非竞争的随机接入：特定的RACH/PRACH 资源被保留起来，在某一个时刻分配给某个UE专用。对于非竞争方式，一定是UE和gNB已经有了RRC连接了，gNB可以通过RRC信令或者PDCCHORDER方式给UE分配专用Preamble时，才可以采用非竞争方式接入。RA流程由PDCCHorder、UEMAC层、UEPHY层波束恢复指示或RRC事件触发，参考3GPPTS38.321.5和3GPPTS38.300.9.2.6，具体包括以下场景：Therandomaccessprocedureistriggeredbyanumberofevents,forinstance:InitialaccessfromRRC_IDLE;RRCConnectionRe-establishmentprocedure;Handover;DLorULdataarrivalduringRRC_CONNECTEDwhenULsynchronisationstatusis"nonsynchronised";TransitionfromRRC_INACTIVE;RequestforOtherSI;-Beamfailurerecovery.表1.随机接入的场景和竞争机制 文档版本01(2019-08-02) 版权所有©华为技术有限公司 文档版本01(2019-08-02) 版权所有©华为技术有限公司 文档版本01(2019-08-02) 版权所有©华为技术有限公司 序序号触发场景场景描述竞争机制触发主体版本规划RAMSG3方式：基于竞争的RA8波束失败恢复UE物理层检测到波束失败恢复基于非竞争的RA，但是在gNB专用前导用完时，会使用基于竞争的RA。UE协议不完善，B19暂不支持2.3.1基于竞争的随机接入原理说明基于竞争的RA过程中，接入的结果具有随机性，并不能保证100%成功；接入前导由UE选择，不同UE产生前导可能冲突，gNB需要通过竞争机制解决不同UE的接入。竞争冲突过程示意图如下：信令过程基于竞争的随机接入过程，消息交互过程如下图所示：UE-->NW:PRACHPreamble(RA-RNTI,indicationforL2/L3messagesize)UE<--NW:RandomAccessResponse(TimingAdvance,T_C-RNTI,ULgrantforL2/L3message)UE-->NW:L2/L3messageUE<--NW:Messageforcontentionresolution场景说明2.3.2基于非竞争的随机接入原理说明在基于非竞争的在基于非竞争的RA过程中，gNB为UE分配专用的RACH（RandomAccessChannel）资源进行接入，但当专用的RACH资源不足时，gNB会指示UE发起基于竞争的RA。信令过程UE<--NW:RACHPreamble(PRACH)AssignmentUE-->NW:RACHPreamble(RA-RNTI,indicationforL2/L3messagesize)UE<--NW:RandomAccessResponse(TimingAdvance,C-RNTI,ULgrantforL2/L3message)场景说明

2.4RRC连接建立参考3GPP38.300，UE的RRC状态区分为如下三种：RRC空闲态RRC连接态RRC非活动态处于空闲态的处于空闲态的UE需要发起业务(语音业务或数据业务)时，第一步就是发起RRC建立请求，触发空闲态到连接态的状态迁移过程，这个过程就是RRC建立过程。2.4.1RRC建立流程RRC连接建立过程就是建立SRB1的过程。步骤1UE-->NW：UE发起竞争性随机接入；步骤2UE<--NW：gNB回复MSG2（RAR）；步骤步骤3UE-->NW：UE向gNB发送RRCSetupRequest消息，携带UE的InitialUE-Identity和EstablishmentCause，请求建立RRC连接，该消息对应于随机接入过程的Msg3；步骤4UE<--NW：gNB为UE分配并建立SRB1承载，并向UE发送RRCSetup消息；步骤5UE-->NW：UE向gNB发送RRCSetupComplete消息，RRC连接建立成功；结束RRC建立过程由UE触发，RRC连接建立成后，gNB侧和UE侧分别完成SRB1承载(PDCP/RLC)、MAC和L1的对等协议实体的建立。双方建立的对等协议实体和消息交互过程如下图所示：2.4.2RRC拒绝过程gNB由于资源受限无法接纳本次RRC请求时，通过CCCH在SRB0上给UE回复RRC拒绝消息，消息中携带waitTime，该时间窗内禁止UE重新接入；UE收到RRC拒绝消息后，停止T300定时器，复位MAC并释放MAC配置，通知上层RRC连接建立失败；然后按照RRC拒绝消息中携带waitTime启动T302定时器。T302定时器运行期间禁止发起新的RRC建立请求，超时后可以发起。2.4.3RRC重发处理RRC重发处理过程，主要围绕UE侧运行的两个关键定时器进行：竞争解决定时器（ra-ContentionResolutionTimer）T300文档版本01(2019-08-02) 版权所有©华为技术有限公司 文档版本01(2019-08-02) 版权所有©华为技术有限公司 文档版本01(2019-08-02) 版权所有©华为技术有限公司 竞争解决定时器：竞争解决定时器：1.该定时器时长由gNB通过SIB1广播，时长ms64，不可配置2.该定时器由UE使用：当UE发送RRCSetupRequest消息后在ContentionResolutionTimer时长内没收到RRCSetup消息，则重新发起一次RRCRequest消息UE侧竞争启动停止超时处理UE初始传递或者重传RRCSetupRequest后UE收到RRCSetupRequest的HARQACK反馈或者RRCSetup/RRCReject重新进行随机接入3.gNB进行RRC重发检测gNB收到同一用户从同一小区上重发的RRCSetupRequest消息后，重发RRCSetup消息，初传的RRC建立过程不算作失败。T300定时器：1.该定时器时长由gNB通过SIB1广播，默认2000ms，可通过NRDUCellUeTimerConst::T300配置2.该定时器由UE使用：在T300启动期间没有收到RRCSetup消息，会在竞争解决定时器超时后再次发送RRCSetupRequest消息（消息内容一样），直到T300超时；T300超时后会发送一个新的RRCSetupRequest消息。启动停止超时处理UE初始传递RRCSetupRequest后UE收到RRCSetup/RRCReject消息，或者UE发起重选，或者上层连接中断结束本次RRC接入过程，可以重新发起新的RRC连接请求2.4.42.4.4关键消息解读2.4.4.1RRCSetupRequest处于空闲态的UE需要做业务时，会发送建立RRC连接的请求。该消息由UL_CCCH信道发送上来，在SRB0上承载。RRCSetupRequest消息定义参见3GPP38.331，摘要如下：IEPresence取值范围含义说明备注ue-IdentityMInitialUE-IdentityUEIDestablishmentCauseMEstablishmentCauseRRC建立原因关键信元解读：1.ue-IdentityUE的标识，如果UE在当前小区所属的TA（TRACKAREA）中注册过，则UE提供网络分配的5G-S-TMSI作为UE的标识，如果高层没有提供标识，则UE在0-239-1之间选取一个随机数作为UE的临时标识。2.establishmentCause接入原因典型应用场景emergency紧急呼叫highPriorityAccessSIM卡接入等级AC为1511~的用户初始入网mt-Access被叫响应寻呼mo-SignallingTAU、初始入网mo-VoiceCallVoNR语音业务mo-VideoCall视频电话业务mo-SMS短信业务mps-PriorityAccessForFurtherStudymcs-PriorityAcceForFurtherStudy接入原因接入原因典型应用场景ss2.4.4.2RRCSetupRRC_CONN_SETUP的主要目的为建立SRB1，通过DL_CCCH信道发送，承载在SRB0上。建立的SRB1为AM模式。RRCSetup消息定义参见3GPP38.331，摘要如下：IEIEPresence取值范围含义说明备注radioBearerConfigMRadioBearerConfig无线承载参数配置>srb-ToAddModListOSRB-ToAddModList新增或修改SRB列表>srb3-ToReleaseOENUMERATED{true}释放SRB3指示，SRB3仅存在于EN-DC场景>drb-ToAddModListODRB-ToAddModList新增或修改DRB列表，RRC建立流程不涉及>drb-ToReleaseListODRB-ToReleaseList释放DRB列表，RRC建立流程不涉及>securityConfigOSecurityConfig安全参数配置masterCellGroupMOCTETSTRING(CONTAININGCellGroupConfig)>cellGroupIdMCellGroupId>rlc-BearerToAddModListOSEQUENCE(SIZE(1..maxLC-ID))OFRLC-BearerConfig新增或修改承载逻辑信道配置及RLC配置>rlc-BearerToReleaseListOSEQUENCE(SIZE..maxLC-ID))(1OFLogicalChannelIdentity释放承载RLC配置>mac-CellGroupConfigOMAC-CellGroupConfig>physicalCellOPhysicalCellGroupCoIEIEPresence取值范围含义说明备注GroupConfignfig...关键信元解读：1.SRB逻辑信道相关配置（srb-ToAddModList/rlc-BearerToAddModList）2.传输信道相关配置（mac-CellGroupConfig）包括SR、DRX、BSR等配置信息。3.物理信道相关配置（physicalCellGroupConfig）2.4.4.3RRCSetupComplete该消息指示RRC连接建立完成，通过UL_DCCH信道发送上来，承载在刚刚新建的SRB1上。RRC连接建立完成消息中带有NAS消息，gNB透传处理。RRCSetupComplete消息定义参见3GPP38.331，摘要如下：IEIEPresence取值范围含义说明备注selectedPLMN-IdentityMINTEGER(1..maxPLMN)UE从SIB1广播的PLMN列表中选择的合适的PLMN（TS24.501）registeredAMFORegisteredAMFUE推荐的注册AMF信息guami-TypeOENUMERATED{native,mapped}s-NSSAI-ListOSEQUENCE(SIZE(1..maxNrofS-NSSAI))OFS-NSSAIUE支持的切片列表dedicatedNAS-MessageMDedicatedNAS-MessageUE初始直传信息，gNB透传给AMFng-5G-S-TMSI-ValueMCHOICE{ng-5G-S-TMSI,ng-5G-S-TMSI-Part2}>ng-5G-S-TMSING-5G-S-TMSI>ng-5G-S-TMSI-Part2BITSTRING(SIZE(9))...关键信元解读：selectedPLMN-IdentityUE选择selectedPLMN过程：UE通过SIB1广播获得小区的PLMN列表信息，根据USIM(UniversalSubscriberIdentityModule)卡的配置信息和UE记录的历史信息，选择一个PLMN网络作为其服务PLMN网络；UE选择PLMNID后发起入网请求；registeredAMFUE选择registeredAMF过程：UE上次注册的AMF；首次开机不会携带AMF，由gNodeB在UE选择selectedPLMN范围内选择AMF注册；dedicatedNAS-MessageUE初始直传信息，gNB透传给AMF。2.4.4.42.4.4.4RRCRejectgNB可以通过RRCReject消息携带waittime，指示UE在此时间窗内不再重复发起RRC请求。RRCReject消息定义参见3GPP38.331，摘要如下：2.5注册流程参见本文"7NAS流程"章节。5G信令分析指导书5G信令分析指导书 3上下文管理3上下文管理3.1初始上下文建立过程3.2UE上下文修改过程3.3UE上下文释放过程3.1初始上下文建立过程 UE建立RRC成功后，通过INITIALUEMESSAGE触发初始上下文建立过程。

55G信令分析指导书5G信令分析指导书3上下文管理步骤1RRC建立成功后，UE向gNodeB发送RRCSetupComplete，携带selectedPLMN-Identity、registeredAMF、s-nssai-list和NAS消息。步骤2gNodeB为UE分配专用的RAN-UE-NGAP-ID，根据selectedPLMN-Identity、registeredAMF、s-nssai-list选择AMF节点，然后将RRCSetupComplete消息中携带的NAS消息通过InitialUeMessage发送给AMF。步骤3gNodeB透传UE和AMF之间的NAS直传消息，完成IDENTITY查询、鉴权、NAS安全模式和注册过程。详见本文"7NAS流程"章节。步骤4AMF向gNodeB发送InitialContextSetupReq消息，启动初始上下文建立过程。仅当InitialContextSetupReq消息中未携带UERadioCapabilityIE时，在安全模式过程完成后，gNodeB才会向UE发送UECapabilityEnquiry消息，发起UE能力查询过程，对应步骤7~步骤9。否则，后续流程跳过步骤7~步骤9。仅当InitialContextSetupReq消息中携带了PDUSessionResourceSetupRequestListIE时，在UE能力查询过程完成后，gNodeB才会向UE下发经过加密与完整性保护的RRCReconfiguration消息，指示UE建立SRB2和DRB，对应步骤10和步骤11。否则，后续流程跳过步骤10和步骤11。步骤5gNodeB向UE发送SecurityModeCommand消息，通知UE启动完整性保护和加密过程。 文档版本01(2019-08-02) 版权所有©华为技术有限公司 文档版本01(2019-08-02) 版权所有©华为技术有限公司 文档版本01(2019-08-02) 版权所有©华为技术有限公司 5G5G信令分析指导书G5信令分析指导书3上下文管理步骤6UE根据SecurityModeCommand消息指示的完整性保护和加密算法，派生出密钥，然后向gNodeB回复SecurityModeComplete消息。此后，启动上行加密。步骤5~步骤6更多处理细节详见本文“3.1.1安全模式过程”子章节步骤7gNodeB向UE发送UECapabilityEnquiry消息，发起UE能力查询过程。步骤8UE向gNodeB回复UECapabilityInformation消息，携带UE能力信息。步骤9gNodeB向AMF发送UECapabilityInfolnd消息，透传UE能力。步骤~7步骤9更多处理细节详见本文“3.1.2UE能力查询过程”子章节。步骤10gNodeB向UE下发RRCReconfiguration消息，指示建立SRB2和DRB（DataRadioBearer）。步骤11UE收到RRCReconfiguration消息后，开始建立SRB2和DRB无线承载。建立成功后向gNodeB回复RRCReconfigurationComplete消息。步骤10~步骤11更多处理细节详见本文“4会话管理”章节步骤12gNodeB向AMF回复InitialContextSetupRsp消息。结束3.1.1安全模式过程gNB收到来自AMF的InitialContextSetupReq消息后，启动UE初始上下文建立过程，第一步就是启动安全模式子过程。5G5G信令分析指导书5G信令分析指导书3上下文管理步骤1gNB按照如下方式协商UEAS层安全算法和密钥：输入：gNB侧支持的完保和加密算法通过MOgNBCipherCapb和MOgNBIntegrityCapb配置；AMF通过INITIALCONTEXTSETUPREQUEST携带UE支持的安全能力UE(SecurityCapabilitiesIE）;AMF通过INITIALCONTEXTSETUPREQUEST携带安全密钥信息(SecurityKeyIE）。处理：gNB基于UE支持的安全能力和基站安全能力，协商得到最高优先级安全算法；gNB基于AMF下发的安全密钥信息，派生出RRC和UP面使用的加密密钥和完整性保护算法密钥。输出：完整性保护算法及密钥（同时适用于RRC和UP面）加密算法及密钥（同时适用于RRC和UP面）5G信令分析指导书5G信令分析指导书 3上下文管理5G信令分析指导书5G信令分析指导书 3上下文管理文档版本01(2019-08-02) 版权所有©华为技术有限公司 文档版本01(2019-08-02) 版权所有©华为技术有限公司 5G信令分析指导书5G信令分析指导书 3上下文管理文档版本01(2019-08-02) 版权所有©华为技术有限公司 UE接入后，当AMF发起的初始上下文建立请求（INITIALCONTEXTSETUPREQUEST）但未携带UE能力时；UE接入后，当AMF发起的初始上下文建立请求（INITIALCONTEXTSETUPREQUEST）携带了UE能力，但是不包括接入小区及其邻区所属频段的能力时；UE重建成功后，当gNB保存的UE能力不包括重建目标小区及其邻区所属频段的能力时；UE恢复成功后，当gNB保存的UE能力不包括重建目标小区及其邻区所属频段的能力时；UE切换入成功后，当gNB保存的UE能力不包括重建目标小区及其邻区所属频段的能力时；AMF向gNB发起UE能力检查请求（UECAPABILITYCHECKREQUEST）未携带UE能力，且gNB当前也未保存UE能力时；3.1.3关键消息解读 3.1.3.1NGAPINITIALCONTEXTSETUPREQUEST INITIALCONTEXTSETUPREQUEST 消息定义参见3GPP38.413，关键IE摘录如下：IEIEPresence取值范围含义说明备注...UEAggregateMaximumBitRateOAMBR，非GBR类型的QoSFlow的上下行订阅参数，当PDUSessionResourceSetupRequestListIE存在时，该信元必带。>UEAggregateMaximumBitRateDownlinkMBitRate>UEAggregateMaximumBitRateUplinkMBitRatePDUSessionResourceSetupRequestListO可选信元，指示伴随初始上下文建立过程一起建立的PDU会话列表>PDUSessionResourceSetupRequestItem1..<maxnoofPDUSessions>允许建立的最大PDU会话个数：协议定义的规格是256，HUAWEI支持的规格是8>>PDUSessionIDM>>...>>PDUSessionResourceSetupRequestTransferMIEIEPresence取值范围含义说明备注UESecurityCapabilitiesMUE支持的加密和完保算法>NREncryptionAlgorithmsM>NRIntegrityProtectionAlgorithmsM>...SecurityKeyMBITSTRING(SIZE(256))安全密钥UERadioCapabilityOUE无线能力...3.1.3.2NGAPINITIALCONTEXTSETUPRESPONSEINITIALCONTEXTSETUPRESPONSE 消息定义参见3GPP38.413，关键IE摘录如下：IEIEPresence取值范围含义说明备注...PDUSessionResourceSetupResponseListO建立成功的PDU会话列表>PDUSessionResourceSetupResponseItem1..<maxnoofPDUSessions>>>PDUSessionIDMPDUSessionResource>>SetupResponseTransferMPDUSessionResourceFailedtoSetupListO建立失败的PDU会话列表>PDUSessionResourceFailedtoSetupItem1..<maxnoofPDUSessions>>>PDUSessionIDM>>PDUSessionResourceSetupUnsuccessfulMIEIEPresence取值范围含义说明备注Transfer...3.1.3.3RRCSecurityModeCommandIEIEPresence取值范围含义说明备注IEIEPresence取值范围含义说明备注securityConfigSMCMSecurityConfigSMC>securityAlgorithmConfigMSecurityAlgorithmConfig>>cipheringAlgorithmMENUMERATED{nea0,nea1,nea2,nea3,spare4,spare3,spare2,spare1,...}加密算法，适用于所有SRB和DRB>>integrityProtAlgorithmOENUMERATED{nia0,nia1,nia2,nia3,spare4,spare3,spare2,spare1,...}完保算法，适用于所有SRB和DRB...关键信元解读：cipheringAlgorithmgNB配置给UE的加密算法，取{UE所支持的加密能力，基站配置的加密算法}交集。integrityProtAlgorithmgNB配置给UE的完整性保护算法，取{UE所支持的完整性保护能力，基站配置的完整性保护算法}交集。3.1.3.4RRCSecurityModeCompleteSecurityModeComplete消息定义参见3GPP38.331。3.1.3.5RRCUECapabilityEnquiryUECapabilityEnquiry消息定义参见3GPP38.331，关键IE摘录如下：IEIEPresence取值范围含义说明备注ueCapabilityEnquiryMUECapabilityEnquiry-IEs>ue-CapabilityRAT-RequestListMSEQUENCE(SIZE(1..maxRAT-CapabilityContainers))OFUE-CapabilityRAT-Request>>UE-CapabilityRAT-Request>>>rat-TypeMENUMERATED{nr,eutra-nr,eutra,spare1,...}指示需要查询哪些制式的UE能力>>>capabilityRequestFilterOForrat-Typesettonr:theencodingofthecapabilityRequestFilterisdefinedinUE-CapabilityRequestFilterNR.指示需要查询特定制式下哪些频段组合能力3.1.3.6RRCUECapabilityInformationUECapabilityInformation消息定义参见3GPP38.331。3.2UE上下文修改过程5GC通过UE上下文修改过程来更新UE-AMBR、安全密钥、寻呼辅助信息和AMFUENGAPID更新等字段内容。 文档版本01(2019-08-02) 版权所有©华为技术有限公司 文档版本01(2019-08-02) 版权所有©华为技术有限公司 文档版本01(2019-08-02) 版权所有©华为技术有限公司 5G5G信令分析指导书5G信令分析指导书3上下文管理步骤1AMF向gNB发送UEContextModificationRequest消息，触发UE上下文修改过程；当UEContextModificationRequest消息中携带SecurityKeyIE时，gNB触发密钥更新过程，此时需要重配UE，对应步骤2~步骤3。否则，后续流程跳过步骤2~步骤3。步骤2gNB根据SecurityKeyIE信元派生出KgNB*，根据KgNB*进一步派生出KRRC-enc,KRRC-int,KUP-enc和KUP-int，向UE发送RRCReconfiguration消息，通知更新密钥；密钥派生过程请参考33.501。步骤3UE完成密钥更新后，向gNB回复RRCReconfigurationComplte消息；步骤4gNB向AMF回复UEContextModificationResponse消息，UE上下文修改完成。结束5G5G信令分析指导书5G信令分析指导书3上下文管理3.3UE上下文释放过程步骤1【可选】如果是gNB原因导致需要发起UE释放时，gNB向AMF发送UEContextReleaseRequest消息，触发UE上下文释放过程；步骤2AMF向gNB发送UEContextReleaseCommand消息，命令gNB释放UE上下文；步骤3gNB向UE发送RRCRelease消息，通知释放RRC连接；步骤4gNB向AMF回复UEContextReleaseComplete消息，同时释放本地资源。结束5G5G信令分析指导书5G信令分析指导书4会话管理4会话管理4.15GQoSArchitecture4.2PDU会话建立过程4.3PDU会话修改过程4.4PDU会话释放过程4.5关键消息解读4.15GQoSArchitecture4.1.1概述QoS是业务网络传输质量的一种表述，更是业务传输质量保障的机制。QoS:QualityofService，isthedescriptionormeasurementoftheoverallperformanceofaservice,suchasatelephonyorcomputernetworkoracloudcomputingservice,particularlytheperformanceseenbytheusersofthenetwork.Toquantitativelymeasurequalityofseveralrelatedaspectsofthenetworkserviceareoftenconsidered,suchaspacketloss,bitrate,throughput,transmissiondelay,availability,jitter,etc.5GSA引入基于流（QoSFlow）的QoS管理机制3GPP23501Figure5.7.1.5-1:TheprincipleforclassificationandUserPlanemarkingfoQoSFlowsandmappingtoANResources5G5G信令分析指导书5G信令分析指导书4会话管理5GSAQoS架构主要特点：−基于QoSFlow进行端到端的QoS管理；−NG-U呈现PDUSession/QoSFlow，不是E-RAB；−每个PDUSession内存在一条缺省QoSFlow及对应缺省QoSRule贯穿整个生命周期−UE侧的QoSRule可通过配置或反射式自学习获取；5GSAQoS架构各角色分工：−SMF：控制QoSFlow策略；−UPF/UE：完成NAS层IPFlow到QoSFlow的映射（一级映射）−gNB：完成AS层QoSFlow到DRB的映射（二级映射）4.1.2QoSFlow基于流（QoSFlow）的QoS管理机制55G信令分析指导书5G信令分析指导书4会话管理定义QoSFlow是满足一组QoS质量配置（QoSprofile）的端到端数据流；QoSFlow是5G系统中最细的质量管理粒度；每个QoSFlow包含一个标识QoSFlowidentifier(QFI)，QFI取值（0~63）；QoS质量配置包括若干QoS质量参数（QoSparameters）；gNB进行QoSFlow到DRB的映射，可以是多对一的映射关系，也可以是1:1的映射关系；4.1.3QoSParameters5GQoS质量特征（QoScharacteristics）解读简称全称含义取值范围生效范围适用业务LTE类比5QI5GQoSIdentifier标量，用于表征一组质量特征0~255QoSFlowQCIARPAllocationandRetentionPriority包含优先级、抢占能力、可被抢占等信息；优先级定义了UE资源请求的重要性，在系统资源受限时，ARP参数PriorityLevel:1~15Pre-emptionCapability:Pre-emptionVulnerabilitQoSFlowARP5G信令分析指导书5G信令分析指导书 4会话管理5G信令分析指导书5G信令分析指导书 4会话管理文档版本01(2019-08-02) 版权所有©华为技术有限公司 文档版本01(2019-08-02) 版权所有©华为技术有限公司 5G信令分析指导书5G信令分析指导书 4会话管理文档版本01(2019-08-02) 版权所有©华为技术有限公司 简称简称全称含义取值范围生效范围适用业务LTE类比业务，属“softupperbound”，即使超限，仍需处理PERPacketErrorRate误包率。含义为发送端链路层（RLC）已处理，但未能提交给对端上层协议（PDCP）。用于指导配置合适的链路层参数（RLC和HARQ参数）。x*10^-k(x,k:0~9)AWAveragingWindowGFBR/MFBR的评估时长。0~4095(ms)Default:2000msGBRMDBVMaximumDataBurstVolume最大突发数据量。表示在PDB内需要传输的最大数据量0~4095ByteDelay-criticalGBR典型业务5QI质量属性定义参见3GPP.23.501.Table5.7.4-1：55QIValueResourceTypeDefaultPriorityLevelPacketDelayBudgetPacketErrorRateDefaultMaximumDataBurstVolume(NOTE2)DefaultAveragingWindowExampleServices1GBR(NOTE1)20100ms10-2N/A2000msConversationalVoice240150ms10-3N/A2000msConversationalVideo(LiveStreaming)33050ms10-3N/A2000msRealTimeGaming,V2XmessagesElectricitydistribution–mediumvoltage,5QReso DefaultPacketPac DefaultDefaultExampleServicesIurcePriorityDelayketMaximuAveragiVaTypeLevelBudgeErromDatanglu t r Burst Windowe Rat Volume e (NOTE2)MC-PTTsignalling)70 55 200ms10-6N/A N/A MissionCriticalData(e.g.exampleservicesarethesameasQCI6/8/9)65 50ms10-2N/A N/A V2Xmessages68 10ms10-6N/A N/A LowLatencyeMBBapplicationsAugmentedRealityDelay19 10ms10-4255bytes2000msDiscrete Critic (NOTE Automation(seeTS al 4) 22.261[2])GBR22 10ms10-41358 2000msDiscrete (NOTE bytes Automation(seeTS 4) (NOTE 22.261[2])3)24 30ms10-51354 2000msIntelligenttransport (NOTE bytes systems(seeTS 6) 22.261[2])21