WCDMA非常详细的信令流程.ppt

1、RRC连接建立流程 UE处于空闲模式下，当UE的非接入层请求建立信令连接时，UE将发起RRC连接建立过程。每个UE最多只有一个RRC连接。 当SRNC接收到UE的RRC CONNECTION REQUEST消息，由其无线资源管理模块（RRM）根据特定的算法确定是接受还是决绝该RRC连接建立请求，如果接受，则再判决是建立在专用信道还是公共信道。对于RRC连接建立使用不同的信道，则RRC连接建立流程也不一样。,1. RRC连接建立在专用信道上,信令流程说明： 1）UE在上行CCCH上发送一个RRC Connection Request消息，请求建立一条RRC连接； 2）SRNC根据RRC连接请求的

2、原因以及系统资源状态，决定UE建立在专用信道上，并分配RNTI和L1、L2资源； 3）SRNC向Node B发送Radio Link Setup Request消息，请求Node B分配RRC连接所需的特定无线链路资源； 4）Node B资源准备成功后，向SRNC应答Radio Link Setup Response消息； 5）SRNC使用ALCAP协议发起Iub接口用户面传输承载的建立，并完成RNC于NodeB之间的同步过程； 6）SRNC在下行CCCH向UE发送RRC Connection Setup消息； 7）UE 在上行DCCH向SRNC发送RRC Connection Setup C

3、omplete消息。 至此，RRC连接建立过程结束。,2. RRC连接建立在公共信道上 当RRC连接建立在公共信道上时，因为用的是已经建立好的小区公共资源，所以这里无需建立无线链路和用户面的数据传输承载，其余过程与RRC连接建立在专用信道相似。,3.信令建立流程 信令建立流程是在UE与UTRAN之间的RRC连接建立成功后，UE通过RNC建立与CN的信令连接，也叫“NAS信令建立流程”，用于UE与CN的信令交互NAS信息，如鉴权、业务请求、连接建立等。 UE与CN的交互的信令，对于RNC而言，都是直传消息。RNC在收到第一条直传消息时，即：初始直传消息（Initial Direct Transf

4、er），将建立与CN之间的信令连接，该连接建立SCCP之上。,具体流程如下： 1）RRC连接建立后，UE通过RRC连接向RNC发送初始直传消息（Initial Direct Transfer），消息中携带UE发送到CN的NAS信息内容。 2）RNC接收到UE的初始直传消息，通过Iu接口向CN发送SCCP连接请求消息（CR），消息数据为RNC向CN发送的初始UE消息（Inital UE Message），该消息带有UE发送到CN的消息内容。 3）如果CN准备接受连接请求，则向RNC回SCCP连接证实消息（CC），SCCP连接建立成功。RNC接收到该消息，确认信令连接建立成功。 4）如果CN不能接

5、受连接请求，则向RNC回SCCP连接拒绝消息（CJ），SCCP连接建立失败。RNC接收到该消息，确认信令连接建立失败，则发起RRC释放过程。 信令连接建立成功后，UE发送到CN的消息，通过上行直传消息（Uplink Direct Transfer）发送到RNC，RNC将其转换为直传消息（Direct Transfer）发送到CN；CN发送到UE的消息，通过直传消息（Direct Transfer）发送到RNC，RNC将其转换为下行直传消息（Downlink Direct Transfer）发送到UE。,4.RAB建立流程 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。

6、UE首先要完成RRC连接建立，然后才能建立RAB。 RAB建立是由CN发起，UTRAN执行的功能，基本流程为： 首先由CN向UTRAN发送RAB指配请求消息，请求UTRAN建立RAB； UTRAN中的SRNC发起建立Iu接口与Iub接口（Iur接口）的数据传输承载； SRNC向UE发起RB建立请求； UE完成RB建立，向SRNC回应RB建立完成消息； SRNC向CN应答RAB指配响应消息，结束RAB建立流程。 当RAB建立成功以后，一个基本的呼叫即建立，UE进入通话过程。,根据无线资源使用情况（RRC连接建立时的无线资源状态与RAB建立时的无线资源状态），可以将RAB的建立流程分成以下三种情况

7、： 1）DCH-DCH：RRC使用DCH，RAB准备使用DCH； 2）RACH/FACH-RACH/FACH：RRC使用CCH，RAB准备使用CCH； 3）RACH/FACH-DCH：RRC使用CCH，而RAB准备使用DCH。 下面给出以上不同情况下的RAB建立流程的具体过程描述,4.1DCH-DCH UE当前的RRC状态为专用传输信道（DCH）时，指配的RAB只能建立在专用传输信道上。根据无线链路（RL）重配置情况，RAB建立流程可分为同步重配置RL（DCH-DCH）与异步重配置RL（DCH-DCH）两种情况，二者的区别在于Node B与UE接收到SRNC下发的配置消息后，能否立即启用新的配

8、置参数： 同步情况下，Node B与UE在接收到SRNC下发的配置消息后，不能立即启用新的配置参数，而是从消息中获取SRNC规定的同步时间，在同步时刻，同时启用新的配置参数； 异步情况下，Node B与UE在接收到SRNC下发的配置消息后，将立即启用新的配置参数。,4.1.1同步重配置RL 在DCH-DCH同步情况下，需要SRNC 、Node B与UE之间同步重配置RL： Node B在接收到SRNC下发的重配置RL消息后，不能立即启用新的配置参数，而是准备好相应的无线资源，等待接收到SRNC下发的重配置执行消息，从消息中获取SRNC规定的同步时间； UE在接收到SRNC下发的配置消息后，也不

9、能立即启用新的配置参数，而是从消息中获取SRNC规定的同步时间； 在SRNC规定的同步时刻，Node B与UE同时启用新的配置参数。,下面给出RAB建立流程中DCH-DCH同步重配置RL的过程,信令流程说明： 1）CN向UTRAN发送RANAP协议的RAB指配消息Radio Access Bearer Assignment Request，发起RAB建立请求； 2）SRNC接收到RAB建立请求后，将RAB的QoS参数映射为AAL2链路特性参数与无线资源特性参数，Iu接口的ALCAP根据其中的AAL2链路特性参数发起Iu接口的用户面传输承载建立过程； 3）SRNC向属下的Node B发送NBAP

10、协议的无线链路重配置准备Radio Link Reconfiguration Prepare消息，请求属下的Node B准备在已有的无线链路上增加一条（或多条）承载RAB的专用传输信道（DCH）； 4）Node B分配相应的资源，然后向所属的SRNC发送Radio Link Reconfiguration Ready消息，通知SRNC无线链路重配置准备完成； 5）SRNC中Iub接口的ALCAP发起Iub接口的用户面传输承载建立过程， Node B与SRNC通过交换DCH帧协议的上下行同步帧建立同步； 6）SRNC向属下的Node B发送无线链路重配置执行消息Radio Link Reconf

11、iguration Commit； 7）SRNC向UE发送RRC协议的RB建立消息Radio Bearer Setup； 8）UE执行RB建立后，向SRNC发送无线承载建立完成消息Radio Bearer Setup Complete； 9）SRNC接收到无线承载建立完成的消息后，向CN回应RAB指配响应消息Radio Access Bearer Assignment Response，结束RAB建立流程。,4.1.2异步重配置RL 在DCH-DCH异步情况下，不要求SRNC 、Node B与UE之间同步重配置RL：Node B与UE在接收到SRNC下发的配置消息后，将立即起用新的配置参数。,

12、信令流程说明： 1）CN向UTRAN发送RANAP协议的RAB指配消息Radio Access Bearer Assignment Request，发起RAB建立请求； 2）SRNC接收到RAB建立请求后，将RAB的QoS参数映射为AAL2链路特性参数与无线资源特性参数，Iu接口的ALCAP根据其中的AAL2链路特性参数发起Iu接口的用户面传输承载建立过程； 3）在异步情况下，无线重配置无需同步，SRNC向属下的Node B发送NBAP协议的无线链路重配置请求Radio Link Reconfiguration Request消息，请求属下的Node B在已有的无线链路上建立新的专用传输信道（

13、DCH）； 4）Node B接收到无线链路重配置请求消息后，即分配相应的资源，然后向所属的SRNC发送Radio Link Reconfiguration Response消息，通知SRNC无线链路重配置完成； 5）SRNC中Iub接口的ALCAP发起Iub接口的用户面传输承载建立过程， Node B与SRNC通过交换DCH帧协议的上下行同步帧建立同步； 6）SRNC向UE发送RRC协议的无线承载建立消息Radio Bearer Setup； 7）UE执行RB建立后，向SRNC发送无线承载建立完成消息Radio Bearer Setup Complete； 8）SRNC接收到无线承载建立完成的

14、消息后，向CN回应RAB指配响应消息Radio Access Bearer Assignment Response，结束RAB建立流程。,4.2RACH/FACH-DCH 当UE的RRC状态在公共信道时，RNC根据RAB指配消息中的QoS参数，可以将指配的RAB建立在公共信道（RACH/FACH）或专用信道（DCH）上。下面的例子是将指配的RAB建立在专用信道上：,信令流程说明： 1）CN向UTRAN发送RANAP协议的RAB指配消息Radio Access Bearer Assignment Request，发起RAB建立请求； 2）SRNC接收到RAB建立请求后，将RAB的QoS参数映射为

15、AAL2链路特性参数与无线资源特性参数，Iu接口的ALCAP根据其中的AAL2链路特性参数发起Iu接口的用户面传输承载建立过程； 3）SRNC向属下的Node B发送无线链路建立请求消息Radio Link Setup Request，建立新的无线链路； 4）Node B分配相应的资源后，向所属的SRNC发送无线链路建立响应消息Radio Link Setup Response，通知SRNC无线链路建立完成； 5）SRNC中Iub接口的ALCAP发起Iub接口的用户面传输承载建立过程； Node B与SRNC通过交换DCH帧协议的上下行同步帧建立同步； 6）SRNC向UE发送RRC协议的无线承

16、载建立消息Radio Bearer Setup； 7）UE执行RB建立后，向SRNC发送无线承载建立完成消息Radio Bearer Setup Complete； 8）SRNC接收到无线承载建立完成的消息后，向CN回应RAB指配响应消息Radio Access Bearer Assignment Response，结束RAB建立流程。,4.3RACH/FACH-RACH/FACH,信令流程说明： 1）CN向UTRAN发送RANAP协议的RAB指配消息Radio Access Bearer Assignment Request，发起RAB建立请求； 2）SRNC接收到RAB建立请求后，将RAB

17、的QoS参数映射为AAL2链路特性参数与无线资源特性参数，Iu接口的ALCAP根据其中的AAL2链路特性参数发起Iu接口的用户面传输承载建立过程； 3）SRNC向UE发送RRC协议的无线承载建立消息Radio Bearer Setup； 4）UE执行RB建立后，向SRNC发送无线承载建立完成消息Radio Bearer Setup Complete； 5）SRNC接收到无线承载建立完成的消息后，向CN回应RAB指配响应消息Radio Access Bearer Assignment Response，结束RAB建立流程,5.RRC连接释放流程 呼叫释放流程也就是RRC连接释放流程。RRC连接释

18、放流程分为两种类型：UE发起的释放和CN发起的释放。两种释放类型的区别主要在于高层的呼叫释放请求消息由谁先发出，但最终的资源释放都是由CN发起的。 当CN决定释放呼叫后，将向SRNC发送IU RELEASE COMMAND消息。SRNC收到该释放命令后，有如下操作步骤： 1 ）向CN返回IU RELEASE COMPLETE消息； 2 ）发起IU接口用户面传输承载的释放； 3 ）释放RRC连接。 RRC释放就是释放UE和UTRAN之间的信令链路以及全部无线承载。根据RRC连接所占用的资源情况，可进一步划分为两类：释放建立在专用信道上的RRC连接和释放建立在公共信道上的RRC连接。,5.1. 释

19、放建立在专用信道上的RRC连接,流程描述： RNC向UE发送RRC连接释放消息RRC Connection Release； UE向RNC返回释放完成消息RRC Connection Release Complete； RNC向NODEB发送无线链路删除消息Radio Link Deletion，删除NODEB中的无线链路资源； NODEB资源释放完成后，向RNC返回释放完成消息Radio Link Deletion Response； RNC使用ALCAP协议发起IUB接口用户面传输承载的释放。 最后RNC再发起本端L2资源的释放。至此，RRC释放过程结束。,5.2释放建立在公共信道上的RR

20、C连接 释放建立在公共信道上的RRC连接时，因为此时用的是小区公共资源，所以直接释放UE就可以了，无需释放NODEB的资源，当然也没有数据传输承载的释放过程。,6呼叫建立流程 6.1移动台主叫 当MS想发起一个呼叫时，UE要使用无线接口信令与网络建立通信，并发送一个包含有被叫用户号码的消息。CN将建立一个到该UE的通信信道，并使用被叫方地址创建一个IAM消息发送到被叫方。,1）UE在随机访问信道上发送CHANNEL REQUEST消息给网络。 2）网络回应IMMEDIATE ASSIGNMENT消息，使得MS可占用指定的专用信道。 3）MS向CN发初始服务请求消息CM SERVICE REQU

21、EST。 4）网络将发起鉴权和加密过程。 5）在发送SECURITY MODE COMPLETE消息之后，MS通过发送SETUP消息给移动台而发起呼叫的建立过程。 6）网络将回CALL PROCEEDING消息。 7）对于早指配，在网络发起固定网络的呼叫建立之前要为MS分配一个通信信道。 8）当被叫振铃时，网络则要向主叫MS发一个ALERTING消息。 9）当被叫方应答后，将发送一个CONNECT消息给网络，网络再将其传给主叫侧。 10）当从主叫MS回CONNECT ACKNOWLEDGE消息之后即完成了呼叫建立的过程。,6.2移动台被叫 若CN收到IAM消息后，若允许该到来的呼叫建立，则CN

22、要使用无线接口信令寻呼MS。当MS以PAGE ACK消息回应，CN收到后即建立一个到MS的通信信道。,1）CN向RNS发送一个PAGE消息，RNS在寻呼信道上广播该寻呼消息。 2）被叫MS监测到该寻呼，将向RNS发送一个信道请求，RNS回应立即指配命令，指示MS使用指定的信令信道。 3）然后MS将在该信令信道上发送一个寻呼响应消息，CN收到MS的寻呼响应消息后，将发起鉴权和加密过程。 4）CN将发送SETUP消息给RNS，该消息中包含有该呼叫的承载能力。 5）当MS从RNS接收到SETUP消息，它将回应一个CALL CONFIRMED消息。如果协商的承载能力参数有变化，则该消息中要包含有承载能

23、力信息。 6）当CN从RNS接收到CALL CONFIRMED消息时，CN将向RNS发送RAB ASSIGNMENT REQ消息要求进行无线信道的指配，RNS将通过向MS发指配消息命令MS调节到一个指定的通信信道上，MS调到指定的信道上之后，将向RNS发送指配完成消息。 7）RNS向CN发RAB ASSIGNMENT RESP消息。 8）MS发送ALERTING消息指示被叫用户振铃。 9）当被叫用户应答时，被叫MS将发送一个CONNECT消息经过RNS到CN， 10）CN将给MS回应CONNECT ACK消息，呼叫建立过程结束。,7.RAB流程 7.1RAB管理功能 RAB（Radio Acc

24、ess Bearer）定义在UE和CN之间建立，根据签约用户数据、CN业务能力和UE业务请求的QoS的不同而使用不同的RAB。 RAB ID与NAS绑定信息有关。例如，在电路域，RANAP 层的RAB ID与CC子层的SI在数值上相同。SI由UE来分配，CN在分配RAB ID时把SI和RAB ID一一对应起来。对一个UE来说，RAB ID在RB（Radio Bearer）和Iu承载上是全局的，而且一个RAB ID对应一个唯一的用户面连接的实例（一个Iu UP实例）。 CN控制RAB的建立、修改和释放。CN执行RAB建立、修改和释放等过程的发起功能；UTRAN实际执行RAB建立、修改和释放的等过

25、程。另外，RAB释放请求是由UTRAN发起（当UTRAN不能与UE保持RAB时触发该功能），CN根据请求消息回释放命令。 在RAB建立时，CN把RAB映射到Uu接口承载上；UTRAN把RAB映射到Uu接口传输承载和Iu接口传输承载上。 在CS域如果使用AAL2承载，UTRAN负责发起AAL2连接建立和释放。 RAB的优先级由CN根据签约信息、QoS信息等内容决定。CN在请求RAB建立、修改消息中指定优先级、预占能力和排队特性，UTRAN执行RAB排队和资源预占。,7.2RAB接入控制 当CN接收到请求建立或修改RAB时（在R99电路域规范中RAB QoS用BC IE来映射），CN验证是否该用户

26、允许使用请求参数的RAB，根据验证CN将接受或拒绝该请求。 当UTRAN从CN接收到建立或修改RAB的请求时，准入控制实体根据当时的无线资源条件的分析判断是否接受或拒绝 7.3RAB指配流程 7.4RAB建立流程 7.5RAB释放流程 7.6RAB修改流程,8.寻呼流程 寻呼过程是CN向被叫发起的寻呼过程，当CN需要向和被叫用户建立连接时，首先需要通过寻呼过程找到被叫，寻呼过程的作用就是使CN能够寻呼到被叫用户，寻呼过程通过无连接信令方式建立。 CN通过向被叫发起PAGING消息来开始寻呼程，PAGING消息应该包含足够的信息以使RNC能够找到被叫，如果一次寻呼不可及，CN负责通过lu接口重复

27、发寻呼的过程。,来自主叫的呼叫请求信息CN经过处理后，如果成功的得到了有关被叫用户的信息，寻呼过程就可以开始。CN需要知道被叫所在的位置区信息，并且取得足够的寻呼信息参数，这样，CN就可以向被叫发起寻呼。 如果CN没有得到被叫用户的位置区信息，需要通过广播过程向CN下的所有RNC发起寻呼消息。 CN下发PAGING消息是通过RANAP接口进行的， RANAP接口处理来自CN的PAGING消息，PAGING包含的参数包括寻呼是来自CS域还是PS域的，是何种原因引发的寻呼，以及被叫用户的位置区信息等。由RANAP向被叫所属位置区下RNC发寻呼消息。 当PAGING消息到达RNC后，RNC通过分析寻

28、呼消息的参数取得被叫所在的位置区信，RNC通过PCCH传送寻呼信息给位置区的UE，如果被叫UE检测到RNC来的寻呼消息， 开始执行NAS信令过程。 如果寻呼成功，CN会得到寻呼响应消息，否则，CN需要通过lu接口重复发送寻呼消息。 以下就两个例子UE在RRC 空闲状态和RRC连接状态下的寻呼过程,8.1UE在RRC空闲模式下的寻呼过程 当RRC处于空闲状态时候，UE 可能会收到来自CS或者PS的寻呼，因为此时UE处于空闲状态，CN可以知道该UE的位置区（LA)信息，因此，寻呼会通过该位置区来下发，这里列出了LA跨越两个RNC的情况。,1）CN通过发起的寻呼消息，跨过两个RNC到达被寻呼UE。

29、2）小区1 用 PaingType1发起寻呼。 3）小区2用 paging Type 发起寻呼。 PAGING 消息通过RANAP的到达RNC1，RNC2， RNC通过PCCH传送寻呼信息给位置区的UE， 如果被叫UE检测到RNC1或者RNC2来的寻呼消息， 开始执行NAS信令过程。,8.2UE在RRC连接状态下的寻呼过程 当RRC处于连接状态时候。这种情况在CN为CS域或者PS域两种情况，由于移动性管理的独立性，有两种可能的解决方案： 1）UTRAN来协调在已存在RRC连接上寻呼请求 2）UE来协调已存在RRC连接上的寻呼请求 以下例子说明在RRC连接状态（CELL_DCH 和 CELL_F

30、ACH 状态)执行寻呼UE过程的，由UTRAN在RRC连接的状态下用DCCH协调寻呼请求的情况。,1） CN通过RANAP发送PAGING消息来对UE寻呼。 2）SRNC对RRC发送消息 Paging Tyep2.,9分组域会话管 9.1SM基本概念 会话管理（SM）位于移动性管理和用户面之间，使用PMM子层提供的无应答数据传送业务，向用户面提供连接管理服务。它一方面完成核心网络SGSN到GGSN之间的隧道建立、修改和释放的控制功能，另一方面完成SGSN和RNC/MS之间无线接入承载（Radio Access Bearer）建立、修改和释放的控制。SM流程涉及到以下术语： 1）PDP CONT

31、EXT PDP上下文保存了用户面进行隧道转发的所有信息，包括RNC/GGSN的用户面IP地址、隧道标识和QoS等。 2）NSAPI 在MS中NSAPI用于标识一个PDP服务访问点，在SGSN/GGSN中用于表示一个会话。 3）RAB ID 在接入层标识用户的一个RAB，它的取值等于NSAPI。 4）APN解析 Access Point Name，采用标准域名格式，用于标识一个指定的ISP，包括两部分：网络名和运营商名。SGSN可根据APN通过DNS解析得到与此APN对应的GGSN地址。 5）PDP地址匹配和APN选择 一个用户可以使用多个PDP地址和APN，在激活一个会话时，用户请求的PDP地

32、址和APN必须满足签约数据的要求。根据请求的地址和APN找到满足此要求的签约PDP CONTEXT数据的过程称为PDP地址匹配和APN选择。 6）QoS协商 会话管理在建立分组传输路由的同时，也必须指定此路由满足的QOS，会话管理过程在MS、RNC、SGSN、GGSN之间进行QoS协商，使各节点提供的服务质量保持一致。QoS协商的算法是在签约的QOS、SGSN能提供的最大QOS和其它节点满足的QOS之间取最小值。,9.2与SM相关的实体 9.2.1RAB管理 RABM（RAB Management）完成RAB的创建、修改、释放和重建的管理功能。 RAB由两部分组成：RNC和SGSN之间的GTP

33、隧道以及RNC与MS之间的无线承载（Radio Bearer）。RAB ID唯一标识用户的一个RAB。 RAB的建立、修改、释放和重建都是通过RAB ASSIGNMENT过程完成的。,流程说明： 1）SGSN向RNC发送RAB Assignment Request（SGSN ADDR，TEIDs，QOS）消息，请求建立、修改或释放RAB(s)，在指配参数中可指定RAB的无线优先级，是否允许抢占和排队； 2）RNC建立、修改或释放无线承载； 3）RNC向SGSN发送RAB Assignment Response，如果因为QoS的原因指配失败，则要降低QoS重发指配请求。 如果RAB重建时发生Qo

34、S改变，则执行SGSN发起的PDP CONTEXT修改流程，将QoS通知MS和GGSN。,9.2.2隧道管理 隧道管理的主要任务是创建SGSN到GGSN之间的GTP隧道。隧道管理包括创建隧道、修改隧道、删除隧道和网络侧发起PDP CONTEXT激活的管理,9.2.3PDPcontext管理 SM通过PDP CONTEXT的激活、修改、去激活信令流程实现会话管理。PDP CONTEXT激活流程建立用户面的分组传输路由；PDP CONTEXT修改流程修改激活的PDP CONTEXT的QOS和TFT，在发生RAU改变时，也用于修改SGSN到GGSN之间的隧道路由；PDP CONTEXT用于拆除激活的

35、PDP CONTEXT。,9.3PDP CONTEXT激活功能 PDP CONTEXT激活包括MS发起的，网络发起的PDP CONTEXT激活和二次激活。 MS发起的PDP Context激活,1）MS向SGSN发送激活请求Activate PDP Context Request (NSAPI，TI， PDP Type，PDP Address，Access Point Name，QoS Requested)。PDP Address指出是动态地址还是静态地址。如是动态地址，则设为空。 2）执行RAB指配过程； 3）SGSN通过使用PDP Type (optional)，DP Address (optional)， and Access Poin