WCDMA基本信令流程.ppt

中讯邮电咨询设计院有限公司2019年12月6日,WCDMA基本信令流程,朱佳佳,2,一,二,信令基础,基本业务流程,内容提要,3,UMTS接口通用协议模型,物理层,信令承载,ALCAP,应用协议,无线网络层,传输网络层,控制面,传输网络控制面,用户面,数据流,数据承载,信令承载,传输网络用户面,传输网络用户面,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。,NBAP,RANAP,RNSAP,ATM,IP,IPOA,IuUP,FP,MACRLCPDCP,ATM,IPOA,ATM,IP,IPOA,4,NBAP,L1,L1,MAC,RLC,RRC,MM/GMM,CC,SM,NBAP,TransportLayer,TransportLayer,TransportLayer,MAC,RLC,RRC,RANAP,RANAP,MM/GMM,CC,SM,Uu,UE,NodeB,RNC,CN,Iub,Iu,TransportLayer,UMTS控制面协议栈,非接入层主要功能包括位置区/路由区更新、PDP上下文激活、鉴权加密等,接入层是RNC、NodeB需要处理的信令，主要功能包括RRC连接建立、UE和核心网之间的信令建立、RAB建立、呼叫释放、切换等,5,移动台工作模式,UE存在着两个基本的运行模式：空闲模式和连接模式。,空闲模式：UE与网络之间不存在RRC连接。连接模式：UE与网络之间存在RRC连接,判别UE处于空闲模式或是连接模式的标准：UE与网络之间是否存在RRC连接。,6,UE工作模式,CELL_DCH状态,连接模式：UE与UMTS之间存在RRC连接。,在上下行给UE分配了一个专用物理信道；根据UE当前的激活集可以知道UE所在的小区；,CELL_FACH状态,网络没有给UE分配专用信道资源UE连续监听一个下行FACH信道；上行方向上UE分配一个公共信道进行数据传输(一般是随机接入信道)；网络知道UE所在的具体小区,7,UE工作模式,CELL_PCH状态,网络没有为UE分配专用信道，不能有任何上行的活动。UE使用非连续接收(DRX)技术来省电网络知道UE所在的小区,URA_PCH状态,没有为UE分配专用信道，不能有任何上行的活动。UE使用非连续接收(DRX)技术来省电网络知道UE所在URA区域，其中URA区域是一个或者多个小区组合的逻辑概念,8,UE的业务状态转换,RRC连接建立,RRC连接释放,UE在空闲模式下，通过RRC连接，能直接进入CELL_DCH或者Cell_FACH状态，不能直接进入URA_PCH和CELL_PCH状态CELL_DCH状态下，是可以直接进入CELL_FACH、CELL_PCH/URA_PCH状态URA_PCH状态和CELL_PCH状态不能直接迁移到CELL_DCH状态，必须通过CELL_FACH状态中转,9,一,二,信令基础,基本呼叫流程,内容提要,10,呼叫整体流程,开机搜索小区,位置更新,待机,RRC连接建立,NAS连接建立,切换,小区URA更新,状态转换,RBRAB修改,RAB建立,连接释放,主叫/被叫,11,UE在空闲模式的动作,进行小区的选择和重选，依据是什么？进行小区重选时，需要测量邻小区的信号，邻区信息从哪里得到？可能进行随机接入过程，随机接入过程的初始参数从哪里得到？空闲模式和连接模式的一些关键的定时器信息、DRX周期等参数从哪里得到？,12,系统广播消息流程,UE,SystemInformationBlockType1,SystemInformationBlockType3,-,SystemInformationBlockType11,SystemInformationBlockType5,13,呼叫整体流程,位置登记,待机,RRC连接建立,NAS连接建立,切换,小区URA更新,状态转换,RBRAB修改,RAB建立,连接释放,主叫/被叫,开机、小区搜索,14,RRC连接建立前的随机接入过程,消息内容？,UE以较小初始的发射功率向基站发送前导序列，如果基站没有回应的话，间隔一定时间，功率按一定步长增大发送，直到收到基站下行AICH确认,15,RRC建立流程,InitialUEidentity,Establishmentcause,1.RRCConnectionRequest,UE,Node-B,RRC,RRC,UL/DLSFcode,UL/DLscramblingcode,powercontrolinfo,6.RRCConnectionSetup,RRC,RRC,Integrityinformation,cipheringinformation,UECapability,7.RRCConnectionSetupComplete,RRC,RRC,2.AllocateRNTISelectL1andL2parameters,如果RRC连接建立在专用信道上,16,呼叫整体流程,位置更新,待机,RRC连接建立,NAS连接建立,切换,小区URA更新,状态转换,RBRAB修改,RAB建立,连接释放,主叫/被叫,开机、小区搜索,17,直传消息流程,UE,SRNC,Node-B,RRC,RRC,2.DownlinkDirectTransfer,NASmessage,RRC,RRC,1.UplinkDirectTransfer,CNnodeindicator,NASmessage,RRC,RRC,InitialDirectTransfer,CNnodeindicator,NASmessage,初始化直传消息,下行直传,上行直传,18,4.SecurityModeComplete,3.SecurityModeControl,鉴权和安全模式,UE,RNS,CN,1.DownlinkDirectTransfer(AuthenticationRequest),2.UplinkDirectTransfer(AuthenticationResponse),RRC连接建立,初始化直传消息建立与CN的信令链路,呼叫建立,19,呼叫建立,UE,RNS,CN,2.DownlinkDirectTransfer(CallProceeding),RRC连接建立,1.UplinkDirectTransfer(Callsetup),3.RAB建立,4.DownlinkDirectTransfer(Alerting),5.DownlinkDirectTransfer(Connect),6.UplinkDirectTransfer(ConnectAcknowledge),开始通话,建立与CN的信令链路,鉴权加密,语音业务：无线和核心网控制面通道打通,20,呼叫整体流程,位置更新,待机,RRC连接建立,NAS连接建立,切换,小区URA更新,信道重配置,RBRAB修改,RAB建立,RRC连接释放,主叫/被叫,开机、小区搜索,21,RAB的建立流程,UE,RNC,Node-B,3.RadioLinkRecongrationprocedure,RRC,RRC,5.RadioBearerSetup,DLOVSFCode,ULSF,MaxULPower,BLERTargetforDLPowerControl,RRC,RRC,6.RadioBearerSetupComplete,-,IncaseofRBestablishmentonDCH,RAB指用户面的承载，用于UE和CN之间传送语音、数据、多媒体等业务信息。,22,根据RAB建立前RRC连接状态与RAB建立后RRC连接状态，可以将RAB的建立流程分成以下三种情况：DCH-DCH:RAB建立前RRC连接建立在DCH上，RAB建立后RRC连接还是建立在DCH上；CCH-DCH:RAB建立前RRC建立CCH，RAB建立后RRC连接建立在DCH；CCH-CCH:RAB建立前RRC使用CCH，RAB建立后RRC使用CCH。,RAB的建立流程,23,DCH-DCH的RAB建立,UE当前的RRC状态为DCH时，指配的RAB只能建立在DCH上。根据无线链路重配置情况，RAB建立流程又可分为两种情况：同步重配置无线链路异步重配置无线链路二者的区别在于NodeB与UE接收到SRNC下发的配置消息后，能否立即启用新的配置参数,24,同步DCH-DCH的RAB建立,在这种情况下，需要SRNC、NodeB与UE之间同步重配置无线链路。同步过程如下：NodeB在接收到SRNC下发的重配置无线链路消息后，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，NodeB与UE同时启用新的配置参数。,25,同步DCH-DCH的RAB建立信令,DCH-DCH同步重配置无线链路RAB建立流程如图,26,RAB建立流程(DCH-DCH,异步),NodeB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。,27,CCH-DCH,当RRC连接建立在CCH时，RNC根据RAB指配消息中的QoS参数，可以将指配的RAB建立在DCH上。此时需要将RRC连接状态从CCH改变为DCH。,28,CCH-CCH,29,呼叫建立-主叫,UE,RNS,CN,2.DownlinkDirectTransfer(CallProceeding),RRC连接建立,1.UplinkDirectTransfer(Callsetup),3.RAB建立,4.DownlinkDirectTransfer(Alerting),5.DownlinkDirectTransfer(Connect),6.UplinkDirectTransfer(ConnectAcknowledge),开始通话,初始化直传消息建立与CN的信令链路,鉴权加密,被叫摘机,30,UE被叫,UE,RNS,被叫MSC,3.RRC连接建立,6.RRCDT(Setup),4CN信令链路建立,5.鉴权和安全模式,7.RRCDT(CallConfirm),8.RAB建立,1.Paging,2.Paging,9.RRCDT(Alerting),10.RRCDT(Connected),12.通话过程,11.RRCDT(ConnectACK),31,CS呼叫端到端流程,32,PS呼叫流程,33,呼叫整体流程,位置更新,待机,RRC连接建立,NAS连接建立,切换,小区URA更新,状态转换,RBRAB修改,RAB建立,RAB/RRC连接释放,主叫/被叫,开机、小区搜索,34,RAB修改流程,当UE业务切换或速率调整时，CN将重配置业务信道以支持业务QoS的改变，RAB修改用于完成该过程。与RAB建立和释放过程对应，可以将RAB的修改流程分成以下四种情况：DCH-DCH，修改RAB前RRC使用DCH，修改后RRC使用DCH；CCH-CCH，修改RAB前RRC使用CCH，修改后RRC使用CCH；CCH-DCH，修改RAB前RRC使用CCH，修改后RRC使用DCH；DCH-CCH，修改RAB前RRC使用DCH，修改后RRC使用CCH。RAB的修改实际上是用户面业务的参数，如速率等发生改变。,35,RAB修改流程,这里只介绍DCH-DCHRAB修改情况，其它情况可以类推。与RAB建立过程类似，DCH-DCHRAB修改可以分为以下两种情况：同步重配置无线链路异步重配置无线链路这里只介绍同步配置无线链路RAB修改情况。DCH-DCH同步重配置无线链路RAB修改流程如图所示。,36,RAB修改流程,37,呼叫整体流程,位置更新,待机,RRC连接建立,NAS连接建立,切换,小区URA更新,状态转换,RBRAB修改,RAB建立,RAB/RRC连接释放,主叫/被叫,开机、小区搜索,38,呼叫释放,呼叫释放流程分为两种类型：UE主动发起的释放核心网发起的释放但最终的资源释放过程都是由CN发起的。CN决定进行呼叫释放后，向SRNC发送Iu释放命令消息IURELEASECOMMAND。SRNC收到该释放命令后，过程如下：进行Iu信令连接的释放；进行Iu接口用户面传输承载的释放；进行RRC连接的释放。,39,呼叫释放-RAB释放,RAB释放也是CN发起由UMTS完成的功能，同样，可以将RAB的释放流程分成以下三种情况：DCH-DCH，释放RAB前RRC使用DCH，释放后RRC使用DCH；CCH-CCH，释放RAB前RRC使用CCH，释放后RRC使用CCH；DCH-CCH，释放RAB前RRC使用DCH，释放后RRC使用CCH。这里只介绍DCH-DCHRAB释放情况，其它情况可以类推。与RAB建立过程类似，在无线接口上，DCH-DCHRAB释放可以分为以下两种情况：同步重配置无线链路异步重配置无线链路这里只介绍同步配置无线链路RAB释放情况，异步重配置无线链路RAB释放情况，可以根据Iub接口异步重配置无线链路过程类推。,40,呼叫释放-RAB释放,41,呼叫释放-RRC连接释放,RAB释放后，SRNC会判断系统中是否还存在由相同RRC承载的RAB。如果RRC承载的全部RAB已全部被释放，则释放RRC连接。RRC连接释放就是释放UE和UTRAN之间的信令链路以及全部无线承载，经过RRC连接释放过程，无线接口上将释放所有与UE相关的信令连接。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、释放建立在公共信道上的RRC连接,42,释放建立在专用信道上的RRC连接,释放建立在公共信道上的RRC连接无3、4、5,43,语音业务释放流程,44,呼叫整体流程,位置更新,待机,RRC连接建立,NAS连接建立,切换,小区URA更新,状态转换,RBRAB修改,RAB建立,RRC连接释放,主叫/被叫,开机、小区搜索,45,切换的分类,软切换：同一个NodeB不同扇区间的更软切换同一个RNC不同NodeB间的软切换有Iur接口的跨RNC间的的软切换硬切换不同载频间的硬切换同一载频下的硬切换（强制性硬切换）系统间硬切换（如与GSM之间）不同模式间硬切换（如FDD与TDD之间）,46,切换的基本流程,2.UE根据测量控制命令开启相应测量,4.UTRAN根据测量报告进行切换判决,6.UE根据切换命令执行切换,47,UE,Node-B,SRNC,3.DecisiontosetupnewRL,软切换无线链路增加,48,UE,Node-B,SRNC,3.DecisiontodeleteoldRL,软切换无线链路删除,49,UE,Node-B,SRNC,3.DecisiontosetupnewRLanddeleteoldRL,软切换无线链路替换,4.RadioLinkSetupprocedure,7.RadioLinkdeletionprocedure,50,呼叫整体流程,位置更新,待机,RRC连接建立,N