中兴集团呼叫流程培训

1、主讲人：主讲人：呼叫流程培训呼叫流程培训网络协议结构L2/L3通讯协议包括接入层（Access Stratum）与非接入层（Non Access Stratum）两大部分。接入层的通讯协议都与无线接入相关，AS层存在于UE和RNC中。相对地，与无线接入无关的高层协议就是非接入层协议，NAS层存在于UE和CN中，主要处理与业务相关的功能。AS层：包括 RRC、RLC、MAC、PDCP、BMC 等层，其主要的服务为：无线资源管理、QoS 控制、无线信道传输格式设置、业务数据分割组装、安全处理等。NAS层：包括 MM、GMM、CC、SM、SMS、SS等层，其主要的服务为：用户身份注册与认证管理、移动

2、性管理、CS/PS 呼叫服务管理、以及 CS/PS 呼叫参数设置等。网络协议结构非接入层协议模型 GMMSM-SAP MM-sublayer GMM GMM coord MNSMS-SAP GMMREG -SAP MMSMS-SAP MMCC-SAP MMSSSAP PMMSMS -SAP MNSS-SAP MNCC-SAP GMMSMS-SAP TI TI PDP TI CM CC SS GSMS TI PD MM MM coord PD SMREG-SAP RABMSM-SAP RABM RAB1-SAP RAB Entity 1 RAB Entity 2 RAB Entity n RAB

3、 Control RABn-SAP RAB2-SAP SM GMMRABM-SAP Access Stratum sublayer RABMAS-SAP GMMAS-SAP RRC PDCP PDCPn-SAP BMC PDCP2-SAP PDCP1-SAP RR-SAP GMMSSSAP TI GMMSS2SAP MM层协议 MM (Mobility Management) 层通讯协议：包括 CS 的 MM 与 PS 的 GMM，负责两种服务模式下的移动管理与注册服务，如通知网络UE目前的位置、提供用户身份确认、提供用户识别的保密机制、对连接管理层 (CM) 提供连接管理的服务等，其功能包括

4、用户身分认证与识别注册、手机移动位置上报、呼叫响应、MM 连接创建与消息交换等。MMMM：IMSI DETACH INDICATIONLOCATION UPDATING REQUESTAUTHENTICATION REQUESTGMMGMM：Attach request Detach request Routing area update requestP-TMSI reallocation command Authentication and ciphering reqCM层协议CM (Connection Management) 层通讯协议：包括 CS 的 CC 与 PS 的 SM，负责两

5、种服务模式下的连接管理。CC (Call Control) 通讯协议：用以创建、维护或释放 CS 连接。SM (Session Management) 通讯协议：用以设置 PS 传输服务，提供传输所需服务通道 (Radio Access Bearer) 的设置控制。PS 传输服务是由 PDP上下文参数来设置，其属性包括各种应用层地址（如 IP地址等）、网络访问节点信息、传输服务质量等，而此参数便是由 SM 来进行设置、更改与启用、终止。另外，CM 层通讯协议还包括提供来电转移、来话限制等附加服务的 SS (Supplementary Service)、提供短消息发送与接收服务的 GSMS (G

6、PRS Short Message Service)、以及提供基站广播消息接收处理服务的 CBS (Cell Broadcasting Service) 等通讯协议。CCCC：ALERTING(发信号）CALL CONFIRMED（呼叫确认）CALL PROCEEDING（进行呼叫）CONNECT（连接）CONNECT ACKNOWLEDGE（确认连接）SETUP（设置）DISCONNECT（断开）RELEASE（释放）RELEASE COMPLETE（完整释放）SMSM：Activate PDP context requestActivate PDP context acceptActiva

7、te PDP context rejectDeactivate PDP context request Deactivate PDP context acceptCC与SM消息举例几个概念在介绍呼叫处理流程之前，首先要了解几个概念。RRC连接。RRC连接是UE与UTRAN的RRC协议层之间建立的一种双向点到点的连接。对一个UE来说，至多存在一条RRC连接。RRC连接在UE与UTRAN之间传输无线网络信令，如进行无线资源的分配等等。RRC连接在呼叫建立之初建立，在通话结束后释放，并在期间一直维持。非接入层信令连接。如果说RRC连接建立了UE与UTRAN之间的信令通路，那么非接入层信令连接则是建立

8、了UE与CN之间的信令通路。非接入层信令连接主要传输UE与CN之间非接入层信令。在UTRAN中，非接入层信令是通过上下行直接传输信令透明传输的。无线接入承载（RAB）。RAB可以看作是UE与CN之间接入层向非接入层提供的业务，主要用于用户数据的传输。RAB直接与UE业务相关，它涉及接入层各个协议模块，在空中接口上，RAB反映为无线承载（RB）。无线承载（RB）。RB是UE与UTRAN之间L2向上层提供的业务。上面我们提到的RRC连接也可以看作是一种承载信令的RB(SRB)。无线链路（RL）。无线链路是指一个UE和一个UTRAN接入点之间的逻辑连接。其物理实现包含一个或多个RB。几个概念UE协议

9、状态 Establish RRC Connection Release RRC Connection UTRA RRC Connected Mode UTRA: Inter-RAT Handover UTRA: Inter-RAT Handover GSM: Handover Establish RRC Connection Release RRC Connection URA_PCH CELL_PCH GSM Connected Mode Establish RR Connection Release RR Connection Idle Mode Camping on a UTRAN ce

10、ll 1 Camping on a GSM / GPRS cell 1 GPRS Packet Idle Mode 1 GPRS Packet Transfer Mode Initiation of temporary block flow Release of temporary block flow Cell reselection CELL_DCH out of service in service CELL_FACH out of service in service out of service in service UTRA: Inter-RAT Handover GSM: PS

11、Handover UE有空闲、连接两种基本运行模式，在连接模式下有四种状态CELL-PCH statusURA-PCH statusCELL-FACH statusCELL-DCH statusIdle modeUE开机后，在一个小区中读取系统消息，监听寻呼信息，处于Idle状态。在Idle状态下，UE的所有连接在接入层都是关闭的，UE的识别通过非接入层标识（如IMSI、TMSI和P-TMSI）来区别。UTRAN中没有为处于空闲模式的UE建立上下文。如果要寻址一个特定的UE，只能在一个小区内向所有的UE或向监听同一寻呼时段的多个UE发送寻呼消息。CELL_DCH状态CELL_DCH状态的基本特

12、征是，UE被分配了专用的物理信道。在该状态下，除了上下行专用物理信道DPCH外，UE还可能被分配物理上下行共享信道PUSCH和/或PDSCH。根据UTRAN的分配情况，UE可以使用专用传输信道DCH、上行共享传输信道USCH、下行共享传输信道DSCH，以及这些传输信道的组合。UTRAN根据当前的激活信道集知道该UE已经处在小区识别等级上。UE和UTRAN建立RRC连接，并且RRC连接建立在DCH上。UE进入CELL_DCH状态。CELL_FACH状态CELL_FACH状态的基本特征是，UE与UTRAN之间不存在专用物理信道连接。UE在下行方向将连续监视FACH传输信道，而在上行方向可以使用公共

13、或共享传输信道（如RACH）。UE在任何时候都可以在相关传输信道上发起接入过程。根据UTRAN的分配情况，UE在此状态下可以使用USCH或DSCH传输信道。UTRAN也可以根据UE最后一次执行的小区更新过程，知道UE当前所处的小区。UE和UTRAN建立RRC连接，并且RRC连接建立在公共信道上。UE进入CELL_FACH状态。CELL_PCH状态CELL_PCH状态的基本特征是，UE与UTRAN之间不存在专用物理信道连接，而且UE也不可以使用任何上行物理信道。在该状态下，UE为节省功耗，可以使用DRX方式去监听PICH所指示的PCH信道。UTRAN根据UE上次在CELL_FACH状态下执行的最

14、后一次小区更新过程，知道UE当前所处的小区。如果UE需要发送上行数据（响应寻呼或者发起呼叫），必需先从CELL_PCH状态转移到CELL_FACH状态。在该状态下，RRC子层通过小区重选过程执行连接移动性管理。URA_PCH状态URA_PCH状态的基本特征是，UE与UTRAN之间不存在专用物理信道连接，而且UE也不可以使用任何上行物理信道。在该状态下，UE为节省功耗，可以使用DRX方式去监听PICH所指示的PCH信道。UTRAN根据UE上次在CELL_FACH状态下执行的最后一次URA更新过程，知道UE当前所处的URA。如果UE需要发送上行数据（响应寻呼或者发起呼叫），必需先从URA_PCH状

15、态转移到CELL_FACH状态。在该状态下，RRC子层通过小区重选过程执行连接移动性管理。寻呼流程Paging Type 1Paging Type 1Paging Type 1寻呼处于以下几种状态的UE。RRC Idle ModeRRC connected modeCELL_PCH stateURA_PCH stateUENode B1.1Node B2.1RNC1RNC2CNRANAPRANAP1. Paging2. PCCH : Paging Type 1RANAPRANAP1. Paging3. PCCH : Paging Type 1寻呼流程 Paging Type 2Paging T

16、ype 2 Paging Type 2寻呼处于以下几种状态的UE。 RRC connected modeCELL_DCH stateCELL_FACH state 比如，当UE在进行PS业务的时候（处于CELL_DCH、CELL_FACH态），此时UE再并发一个CS被叫业务，用Paging Type 2寻呼UE。UEServingRNCCNRRCRRC2. DCCH : Paging Type 2RANAPRANAP1. Paging呼叫流程各阶段 RRC连接建立 5. Downlink Synchronisation UE Node B Serving RNS Serving RNC DCH

17、-FP DCH-FP Allocate RNTI Select L1 and L2 parameters RRC RRC 1. CCCH : RRC Connection Request NBAP NBAP 3. Radio Link Setup Response NBAP NBAP 2. Radio Link Setup Request RRC RRC 7. CCCH : RRC Connection Setup Start RX description Start TX description 4. ALCAP Iub Data Transport Bearer Setup RRC RRC

18、 9. DCCH : RRC Connection Setup Complete DCH-FP DCH-FP 6. Uplink Synchronisation NBAP NBAP 8. Radio Link Restore Indication RRCRRC连接建立在连接建立在DCHDCH上上Radio Link Restore IndicationRadio Link Restore IndicationNode B通知RNC，一条或多条无线链路或者一条无线链路中的CCTrCHs完成、重新完成Uu接口的上行同步。Node B可以初始化这一过程在无线链路建立以后的任何时间。上行同步上行同步此

19、上行同步是指DPCH上行同步。Node B的Layer 1要校验每一个无线帧的同步状态，针对无线链路的每一个UL CCTrCH。协议未规定指示“in-sync/out-of-sync”的明确标准，例如可以基于接收到的burst质量或者CRC校验。RRC连接建立在DCH上RRC连接建立在公共信道上 UE Node B Serving RNS Serving RNC RRC RRC 1. CCCH : RRC Connection Request RRC RRC 2. CCCH : RRC Connection Setup RRC RRC 3. DCCH : RRC Connection Setu

20、p Complete 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。RRC连接建立在公共信道上，UE从Idle模式进入CELL_FACH状态。非接入层信令连接建立UEServingRNCCN1. RRC Connection EstablishmentRRCRRC2. DCCH : Initial Direct TransferRANAPRANAP3. Initial UE MessageNAS信令建立流程是在UE与UTRAN之间的RRC连接建立成功之后，UE通过RNC建立与CN的信令连接

21、，用于UE与CN交互NAS信息，如鉴权，业务请求，连接建立等。UE与CN的交互信令，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 Transfer），将建立与CN之间的信令连接，该连接建立在SCCP之上。简单的说，RRC连接建立了UE和UTRAN之间的信令连接，通过Initial UE Message建立了IU口的信令连接。完成了UE和CN之间的NAS信令连接建立。鉴权（可选）鉴权流程鉴权流程鉴权AUCAUC鉴权参数五元组的产生鉴权参数五元组的产生鉴权鉴权请求鉴权UE对网络进行鉴权鉴权网络对UE进行鉴权接收到user authent

22、ication response消息后，VLR/SGSN对RES和XRES进行比较。如果XRES等于RES，签权通过。安全模式信令进行完整性保护、数据进行加密安全模式流程安全模式流程安全模式安全模式 网络发向UE的Security Mode Command消息是下行链路上的第一条受完整性保护的消息，这条和后面的所有下行链路上的信令消息都会用最新设置的安全上下文进行完整性保护安全模式 UE收到Security Mode Command消息之后，首先验证消息中的UE安全能力是否就是自己最初发到网络的那个值，然后基于消息中指定的UIA、存储的COUNT-I、消息中的FRESH算出XMAC-I，最后将

23、XMAC-I和MAC-I进行比较以验证消息的完整性。安全模式 Security mode complete(UE-RNC)UE发向SRNC的Security Mode Complete消息是上行链路上的第一条受完整性保护的消息，这条和后面的所有上行链路上的信令消息都会用最新设置的安全上下文进行完整性保护Security mode complete(RNC-CN)SRNC向VLR/SGSN发送RANAP消息Security Mode Complete，报告自己选择的UIA和UEA。安全模式下列消息并不实施完整性保护。下列消息并不实施完整性保护。HANDOVER TO UTRAN COMPLETE

24、PAGING Type 1PUSCH CAPACITY REQUESTPHYSICAL SHARED CHANNEL ALLOCATIONRRC Connection RequestRRC Connection SetupRRC Connection Setup CompleteRRC Connection RejectRRC CONNECTION RELEASE (CCCH only)SYSTEM INFORMATION (BROADCAST INFORMATION)SYSTEM INFORMATION CHANGE INDICATIONTRANSPORT FORMAT COMBINATIO

25、N CONTROL (TM DCCH only)安全模式PLAINTEXTBLOCKf8COUNT-CDIRECTIONBEARERLENGTHCKKEYSTREAMBLOCKCIPHERTEXTBLOCKf8COUNT-CDIRECTIONBEARERLENGTHCKKEYSTREAMBLOCKPLAINTEXTBLOCKSenderUE or RNCReceiverRNC or UE加密算法RRC连接建立在DCH上，RAB建立在DCH上 6. D ow n lin k S yn ch ro nisa tion 7. U p lin k S ync h ron isa tio n U E N

26、 ode B S e rv in g R N S S e rving R N C C N R RC R RC 1 0. D C C H : R a dio Be a rer S etu p C o m p le te N B A P N BA P 4 . Ra dio L in k R ec on figu ra tion R ea d y D C H -F P N BA P N B A P 8. R a dio L in k R eco nfig ur ation C om m it R RC R RC 9 . D C C H : R a dio B ea r er S etu p A p

27、ply n e w tra n spor t form a t set S e le ct L 1 , L 2 a nd Iu D a ta T ra n sp ort B ea r er p a ra m ete rs RA N A P R A N A P 11 . RA B A ssign m en t R espo nse 5. A L C A P Iub D a ta T ra n spor t Be a rer S etup 2. A L C A P Iu D ata T ra n spor t B ea re r S etup N o t re qu ired to ward s

28、P S do m a in RA N A P R A N A P 1. R A B A ssig n m e n t R eq ue st E stab lish m e n t N BA P N B A P 3 . Ra d io L in k R ec on figu ra tio n P rep a re D C H A dd ition D C H -F P D C H -F P D C H -F P RRC连接建立在公共信道，RAB建立在DCH上 UE Nod e B Serving RNS Serving RNC CN RRC RRC 8. DCCH: Radio Bearer S

29、etup Com plete NBAP NBAP 3. Radio Link Setup Response RRC RRC 6. DCCH: Radio Bearer Setup RANAP RANA P 9. RAB A ssignment Response RANA P RANAP 1. RAB Assignment Request Establishment NBAP NBAP 2. Radio Lin k Set up Request 4. A LCA P Iub Data Transport Bearer Setup 5. A LCAP Iu Data Transport Beare

30、r Setup not required towards PS domain NBA P NBAP 7. Radio Link Restore Indication RRC连接建立在公共信道，RAB建立在公共信道上 U E N ode B Serving R N S Serving RN C C N RR C R R C 48. D CC H: Radio Bearer Setu p C om plete RR C R R C 3. DC C H: R adio Bearer Setup R AN AP RAN A P 5. R AB A ssignm ent R es pons e R AN

31、 AP RAN AP 1. R AB A ssignm ent R eq uest Establis hm ent 2. ALC AP Iu Data T rans port Bearer Setup not required tow ards PS dom ain RRC连接建立在公共信道，RAB建立在公共信道RRC连接释放DCH释放 7. Radio Link Deletion Response 6. Radio Link D eletion 5. RRC C onnection Release Complete 4. RRC C onnection Release UE N ode B

32、Serving RNS Serving RN C C N RRC RRC RRC N BAP N B AP RA NA P RAN AP 3. ALCA P Iu Bearer Release 8. ALCAP Iub Bearer Release 1. Iu Release Command 2. Iu Release Complete RRC RAN AP N B AP N BAP RA NA P 公共传输信道释放RRC连接释放 2. Iu Release Complete 1. Iu Release Command 5. RRC Connection Release Com plete 4

33、. RRC Connection Release U E Node B Serving RNS Serving RNC CN RRC RRC RA N A P RA NA P 3. A LCA P Iu Bearer Release RA NA P RA N A P RRC RRC 开机IMSI AttachIMSI AttachIMSI Attach的作用。简单的说，IMSI Attach的作用就是将UE开机信息通知CN（MSC/VLR）。IMSI attach是通过Location updating request过程完成的，location updating type是IMSI atta

34、ch。开机IMSI AttachIMSI Attach开机GPRS AttachGPRS Attach开机Combined GPRS/IMSI AttachCombined GPRS/IMSI Attach根据CN的SGSN和MSC/VLR之间是否配置Gs接口，网络分为两种操作模式。ModeNetwork configurationCombined procedure by MTIGs interface is presentYesIIGs interface is not presentNoSCCPSignallingbearerSignallingbearerSCCPGsSGSNMSC/V

35、LRBSSAP+BSSAP+开机Combined GPRS/IMSI Attach关机IMSI DetachIMSI Detach的作用。简单的说，IMSI Detach的作用就是将UE关机信息通知CN的CS域（MSC/VLR）。UE关机时，发起IMSI DETACH的流程，MSC/VLR置用户状态为IMSI Detach。若该UE被拨打，MSC会将用户关机情况直接通知主叫方，CN不对UE进行寻呼，主叫方听到“您拨打的用户已关机”之类提示音。关机GPRS Detach位置区更新IMSI Attach正常位置区更新周期性位置区更新位置区更新正常位置区更新位置区更新周期性位置区更新路由区更新路由区

36、更新包括以下几种类型路由区更新包括以下几种类型路由区更新：由路由区改变所引起。周期性路由区更新：由周期性路由区更新定时器超时引起。联合路由区更新：由RA和LA同时进行改变引起。联合路由区更新伴随IMSI附着：在RA和LA同时进行改变时进行IMSI附着。路由区更新路由区更新路由区更新周期性路由区更新CS域MOC流程CS域MTC流程PS业务未GPRS Attach的UE进行PS业务PS业务GPRS Attach的UE进行PS业务升降速下行升降速下行升降速(RBC)(RBC)下行升降速的调整是通过RNC对下行业务量测量的4A、4B事件来触发的（需要注意的是，此4A、4B事件不是信令跟踪窗口跟踪到的M

37、easurement Report消息里面的4A、4B事件）。备注：UE对上行业务量进行测量，事件4A、4B，在Measurement Report消息中上报给RNC。升降速下行升降速(RBC)通过Radio link reconfiguration prepare消息进行无线链路的重配升、降速的匹配速率和业务配置的传输格式有关系。以交互类128K业务为例。传输块个数配置为0、1、2、4、8。传输块大小336bit（payload=320bit），传输时间间隔20ms。升、降速的匹配速率为：32kbps-64kbps-128kpbs 、128kbps-64kbps-32kpbs。短信发送短信短

38、信发送短信发送短信注意从信令跟踪工具看到的几条直传消息是Unknown PD，用工具解开NAS消息，实际上是SMS消息。从信令流程看，发送短消息不需要建立RAB，是从SRB上发送的，如果RRC连接建立在DCH上，短消息是从DCH上发送的。是否RRC连接建立在公共信道上，则短消息是从公共信道发送，还需要验证？短信接收短信短信接收短信从RRC Connection Request消息中可以看到发送短信的RRC连接建立原因是terminatingLowPrioritySignalling。彩信发送彩信发送彩信用的是交互类PS128K业务。彩信接收彩信接收彩信接收彩信分为两步。UE首先收到短信通知；U

39、E然后下载彩信内容。彩信接收彩信UE如果要下载彩信，要发起一个交互类PS128K业务。HSDPAHSDPA业务和PS业务的信令流程类似。HSDPARRC连接建立原因是originatingHighPrioritySignallingUE能力等级并发业务Initial direct transfer、Initial UE message。通过这两条消息建立UE到CN PS域的信令连接。RAB建立过程。流程和单独的PS业务信令流程类似。CS+PS并发业务PS+CS使用Paging type2寻呼UE。Initial direct transfer、Initial UE message。通过这两条消

40、息建立UE到CN CS域的信令连接。RAB建立过程。流程和单独的CS业务信令流程类似。并发业务并发业务释放通过Radio link reconfiguration prepare请求Node B删除一条（或多条）承载RAB的专用传输信道（DCH）。通过Radio bearer release删除承载释放业务的RB切换同RNC切换切换跨跨RNCRNC切换（重定位）切换（重定位）2/3G互操作2G-3G Reselection In IDLE2G-3G Reselection In IDLE2/3G互操作CSCS业务业务3G-2G3G-2G切换切换 M AP/E M AP/E 2. Prepare Handover BSSM AP BSSM AP 4. Handover Request Ack RANAP RANAP 13. Iu Release Complete BSSM AP BSSM AP 3. Handover Request M AP/E M AP/E 5. Prepare Handover Response RANAP RANAP 6. Relocation Command BSSM AP BSSM AP 8. Handover Detect BSSM AP BSSM AP 10