WCDMA呼叫建立和释放流程分析.docx
《WCDMA呼叫建立和释放流程分析.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《WCDMA呼叫建立和释放流程分析.docx(53页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
WCDMA呼叫建立和释放流程分析
第5章呼叫建立和释放流程分析
5.1概述
当UE搜索到小区并且读取到到小区的系统消息后,可以知道系统的参数配置情况,具备接入网络的条件。
呼叫建立包括UE主叫和UE被叫两种类型。
两者区别在于UE被叫情况下,呼叫建立之前系统需要通过寻呼流程在指定区域寻呼UE。
无论UE主叫和UE被叫,呼叫建立和释放包含以下过程:
(1)UE和UTRAN建立RRC连接。
(2)通过直传消息,UE和CN建立连接。
(3)UE能力信息流程
(4)RAB建立流程。
(5)RAB释放和Iu释放流程。
(6)RRC连接释放流程。
5.2寻呼流程
5.2.1概述
寻呼分为CN发起的寻呼和UTRAN发起的寻呼。
CN发起的寻呼用于建立一条信令连接,CN发起的寻呼分为协作寻呼和非协作寻呼。
CN在RANAPPAGING消息中指示RNC是否需要进行UTRAN的协作寻呼。
●协作寻呼是由RNC检查UE是否存在寻呼域之外的其它CN域信令连接,如果存在其它的CN域信令连接,且UE处于CELL_DCH或者CELL_FACH状态,则在无线接口上,寻呼消息通过已经存在的连接的DCCH信道下发;如果存在其它的CN域信令连接,且UE处于CELL_PCH或者URA_PCH状态,则在无线接口上,寻呼消息通过PCCH信道下发;如果不存在其它的CN域信令连接,寻呼消息通过PCCH信道下发。
●非协作寻呼是指RNC不需要检查UE是否存在寻呼域之外的其它CN域信令连接,直接在CN指定的寻呼区域中通过PCCH信道下发寻呼消息。
UTRAN发起的寻呼可以寻呼处于CELL_PCH或URA_PCH状态的UE,UE通过寻呼相应发起小区更新过程将用户从CELL_PCH或URA_PCH状态迁移到CELL_FACH,或者在系统信息改变的时候UTRAN通过寻呼消息触发UE(处于空闲模式、CELL_PCH或URA_PCH)重新读取更新后的系统信息。
如果UE处于空闲模式或CELL_PCH、URA_PCH状态,RNC通过PCCH信道,使用寻呼类型1消息(PAGINGTYPE1)寻呼UE。
如果UE处于CELL_FACH或者CELL_DCH状态,RNC通过DCCH信道,使用寻呼类型2消息(PAGINGTYPE2)寻呼UE。
5.2.2寻呼空闲模式或PCH状态的UE
UTRAN通常通过PCCH信道,使用寻呼类型1消息寻呼处于空闲模式、CELL_PCH或URA_PCH状态下的UE。
这一类型的寻呼一般发生在以下几种情况:
●为了建立一次呼叫或一条信令连接,由网络侧高层发起的寻呼;
●为了将UE的状态从CELL_PCH或URA_PCH状态迁移到CELL_FACH状态,由UTRAN发起触发UE状态迁移的寻呼;
●当系统信息发生改变时,由UTRAN发起触发UE读取更新后系统信息的寻呼。
此时,主消息块(MIB)的值标签包括在寻呼类型1消息PAGINGTYPE1中的"BCCHmodificationinfo"中。
寻呼流程如图5-1所示。
图5-1寻呼空闲模式或PCH状态UE
UTRAN通过PCCH信道,在适当的寻呼时机发送寻呼类型1消息PAGINGTYPE1,启动寻呼过程。
UTRAN可以选择在几个寻呼时机重复寻呼一个UE,以增加UE正确接收寻呼消息的可能性。
处于空闲模式和PCH状态的UE,监视适当的寻呼时机,接收来自网络层的寻呼消息。
5.2.3寻呼CELL_DCH或CELL_FACH状态的UE
UTRAN通常通过DCCH信道,使用寻呼类型2消息寻呼处于CELL_DCH或CELL_FACH状态下的UE。
寻呼流程如图5-2所示。
图5-1寻呼CELL_DCH或CELL_FACH状态UE
UTRAN通过DCCH信道发送寻呼类型2消息PAGINGTYPE2,发起寻呼过程。
这一类型的寻呼也叫做专用寻呼过程。
UE接收并读取寻呼类型2消息PAGINGTYPE2中的内容,并把寻呼原因及寻呼记录种类标识等信息上报给本侧非接入层。
寻呼过程结束。
本进程不影响UE侧正在进行的其它RRC进程。
若UE发现接收到的寻呼类型2消息PAGINGTYPE2存在协议错误,丢弃该寻呼消息,并通过上行DCCH采用AMRLC方式,向UTRAN发送RRC状态消息RRCSTATUS。
5.2.4PagingType1消息
1.消息结构
信元
存在
说明
MessageType
MP
-
UEInformationelements
-
Pagingrecordlist
OP
寻呼记录列表
>Pagingrecord
MP
寻呼记录
Otherinformationelements
-
BCCHmodificationinfo
OP
系统消息修改信息
2.消息实例
5.2.5PagingType2消息
1.消息结构
信元
存在
说明
MessageType
MP
-
UEinformationelements
-
RRCtransactionidentifier
MP
-
Integritycheckinfo
CH
-
Pagingcause
MP
-
CNInformationelements
-
CNdomainidentity
MP
-
PagingRecordTypeIdentifier
MP
-
2.消息实例
5.3RRC连接建立流程
5.3.1概述
UE处于空闲模式时,如果UE的NAS(非接入层)请求建立信令连接,UE将发起RRC连接建立请求过程。
当RNC接收到UE的RRC连接请求消息,根据特定的算法确定是接受还是拒绝该RRC连接建立请求。
如果接受,则再根据特定无线资源算法判决是建立在专用信道还是公共信道。
RRC连接建立信道不同,RRC连接建立流程也不同。
如果RRC连接不能建立,则RNC拒绝本次RRC连接建立。
说明:
RRC连接总是由UE发起,RRC释放由RNC发起;每个UE最多只能有一个RRC连接。
5.3.2在专用信道上建立RRC连接
若RRC连接建立在专用信道上,RNC需要为UE分配专用无线资源、建立无线链路、并且为无线链路建立Iub接口的ALCAP用户面承载。
信令流程如图5-3所示。
图5-1RRC连接建立(专用信道)
信令流程描述:
(2)UE通过上行CCCH发送RRC连接请求消息RRCCONNECTIONREQUEST,请求建立一个RRC连接。
(3)RNC根据RRC连接请求的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、无线资源和其它资源(L1、L2资源)。
(4)RNC向NodeB发送无线链路建立请求消息RADIOLINKSETUPREQUEST,请求NodeB分配RRC连接所需的特定无线链路资源。
(5)NodeB资源准备成功后,向RNC应答无线链路建立响应消息RADIOLINKSETUPRESPONSE。
(6)RNC使用ALCAP协议建立Iub接口用户面传输承载,并完成RNC与NodeB之间的同步过程。
(7)RNC通过下行CCCH信道向UE发送RRC连接建立消息RRCCONNECTIONSETUP,消息包含RNC分配的专用信道信息。
(8)UE确认RRC连接建立成功后,在刚刚建立的上行DCCH信道向RNC发送RRC连接建立完成消息RRCCONNECTIONSETUPCOMPLETE。
RRC连接建立过程结束。
5.3.3在公用信道上建立RRC连接
当RRC连接建立在公共信道上时,因为使用已经建立好的小区公共资源,所以不用建立无线链路和用户面的数据传输承载,只需将UE使用的逻辑信道映射在小区公共信道上,其余过程与RRC连接建立在专用信道的情况相似。
信令流程如图5-4所示。
图5-1RRC连接建立(公用信道)
5.3.4RRC连接拒绝
如果RNC判决本次RRC连接请求不能建立(比如资源不足),则RNC直接给UE发送连接拒绝消息RRCCONNECTIONREJECT,在该消息中指明RRC连接拒绝的原因。
图5-1RRC连接拒绝
5.3.5RRCCONNECTIONREQUEST消息
1.消息结构
信元
存在
说明
MessageType
MP
-
UEinformationelements
-
InitialUEidentity
MP
初始UE标识,如IMSI(P-TMSI),LAI、RAI
Establishmentcause
MP
RRC建立原因,包括:
OriginatingConversationalCall,
OriginatingStreamingCall,
OriginatingInteractiveCall,
OriginatingBackgroundCall,
OriginatingSubscribedtrafficCall,
TerminatingConversationalCall,
TerminatingStreamingCall,
TerminatingInteractiveCall,
TerminatingBackgroundCall,
EmergencyCall,
Inter-RATcellre-selection,
Inter-RATcellchangeorder,
Registration,Detach,
OriginatingHighPrioritySignalling,
OriginatingLowPrioritySignalling,
Callre-establishment,
TerminatingHighPrioritySignalling,
TerminatingLowPrioritySignalling,
Terminating–causeunknown
Protocolerrorindicator
MD
-
Measurementinformationelements
-
MeasuredresultsonRACH
OP
-
2.消息实例
5.3.6RRCCONNECTIONSETUP消息
1.消息结构
信元
存在
说明
MessageType
MP
-
UEInformationElements
-
InitialUEidentity
MP
初始UE标识,如IMSI(P-TMSI),LAI、RAI
RRCtransactionidentifier
MP
Activationtime
MD
激活时间定义了该消息所导致的操作发生的确切时间点。
范围是:
0~255(CFN号)
NewU-RNTI
MP
-
NewC-RNTI
OP
-
RRCStateIndicator
MP
RRC状态指示:
CELL_DCH,CELL_FACH,CELL_PCH,URA_PCH
UTRANDRXcyclelengthcoefficient
MP
-
Capabilityupdaterequirement
MD
-
RBInformationElements
-
SignallingRBinformationtosetuplist
MP
-
>SignallingRBinformationtosetup
MP
SRB信息,包括SRB标识、RB映射信息等。
TrCHInformationElements
-
Uplinktransportchannels
-
ULTransportchannelinformationcommonforalltransportchannels
OP
包括TFC等消息
AddedorReconfiguredTrCHinformationlist
MP
-
>AddedorReconfiguredULTrCHinformation
MP
-
Downlinktransportchannels
-
DLTransportchannelinformationcommonforalltransportchannels
OP
-
AddedorReconfiguredTrCH
informationlist
MP
-
>AddedorReconfiguredDLTrCHinformation
MP
-
PhyCHinformationelements
-
Frequencyinfo
MD
-
Uplinkradioresources
-
MaximumallowedULTXpower
MD
-
CHOICEchannelrequirement
OP
-
>UplinkDPCHinfo
-
>CPCHSETInfo
-
Downlinkradioresources
-
Downlinkinformationcommonforallradiolinks
OP
-
Downlinkinformationperradiolinklist
OP
-
>Downlinkinformationforeachradiolink
MP
-
2.消息实例
5.3.7RRCCONNECTIONREJECT消息
1.消息结构
信元
存在
说明
MessageType
MP
-
UEinformationelements
-
RRCtransactionidentifier
MP
-
InitialUEidentity
MP
-
Rejectioncause
MP
RRC连接拒绝的原因,包括congestion或者unspecified
Waittime
MP
指示UE需要再次发送RRC连接请求的等候时间
Redirectioninfo
OP
指示UE在其他频点或者异系统发起连接请求。
2.消息实例
无
5.3.8RADIOLINKSETUPREQUEST消息
1.消息结构
信元
存在
说明
MessageDiscriminator
M
-
MessageType
M
-
CRNCCommunicationContextID
M
CRNC通信上下文标识
TransactionID
M
-
ULDPCHInformation
-
>ULScramblingCode
M
UE上行扰码
>MinULChannelisationCodelength
M
UE最小上行信道化码长度
>MaxNumberofULDPDCHs
C–
CodeLen
-
>punctureLimit
M
-
>TFCS
M
-
>ULDPCCHSlotFormat
M
-
>ULSIRTarget
M
-
>Diversitymode
M
-
>SSDTcellIDLength
O
-
>SFieldLength
C-FBI
-
DLDPCHInformation
-
>TFCS
M
-
>DLDPCHSlotFormat
M
-
>TFCIsignallingmode
M
-
>TFCIpresence
C-SlotFormat
-
>MultiplexingPosition
M
-
>PDSCHRLID
C-DSCH
-
>PDSCHcodemapping
C-DSCH
-
>PowerOffsetInformation
―
>>PO1
M
―
>>PO2
M
-
>>PO3
M
-
>FDDTPCDLStepSize
M
-
>LimitedPowerIncrease
M
―
>InnerLoopDLPCStatus
M
-
DCHInformation
M
-
DSCHInformation
O
-
TFCI2bearerinformation
―
>ToAWS
M
-
>ToAWE
M
-
RLInformation
-
>RLID
M
―
>C-ID
M
-
>FirstRLSIndicator
M
-
>FrameOffset
M
-
>ChipOffset
M
―
>PropagationDelay
O
-
>DiversityControlField
C–
NotFirstRL
-
>DLCodeInformation
M
-
>InitialDLtransmissionPower
M
―
>MaximumDLpower
M
-
>MinimumDLpower
M
-
>SSDTCellIdentity
O
-
>TransmitDiversityIndicator
C–
Diversitymode
-
TransmissionGapPatternSequenceInformation
O
-
ActivePatternSequenceInformation
O
-
2.消息实例
5.4直传消息流程
5.4.1概述
直传消息指UE与CN之间的信令交互NAS信息,如鉴权、业务请求、连接建立等。
由于这些消息在RNC透明传输,所以称为直传消息。
RRC连接建立的只是UE与RNC之间的信令连接,因此为了传送直传消息,还需要继续建立UE与CN之间的信令连接。
RNC在收到第一条直传消息时(即初始直传消息INITIALDIRECTTRANSFER),将建立与CN之间的信令连接,该连接建立于SS7的SCCP之上。
UE和CN的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UPLINKDIRECTTRANSFER发送到RNC,RNC将其转换为直传消息DIRECTTRANSFER发送到CN;CN发送到UE的消息,通过直传消息DIRECTTRANSFER发送到RNC,RNC将其转换为下行直传消息DOWNLINKDIRECTTRANSFER发送到UE。
5.4.2初始直传
初始直传过程用于建立起RNC与CN之间的一条信令连接,同时承载一条初始NAS消息。
NAS消息的内容在RNC并不进行解释,而是转送给CN。
说明:
当UE处于CELL_PCH或URA_PCH状态时,为了进行初始直传,将首先进行小区更新,状态迁移入CELL_FACH状态,更新理由为"uplinkdatatransmission"。
小区更新成功结束后,UE将继续进行初始直传。
初始直传过程的基本流程如图5-6所示。
图5-1初始直传
信令流程描述:
(2)RRC连接建立后,UE通过RRC连接向RNC发送初始直传消息INITIALDIRECTTRANSFER,消息中携带UE发送到CN的初始NAS信息内容,及CN标识等内容。
(3)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CONNECTIONREQUEST,消息数据为RNC向CN发送的初始UE消息INITIALUEMESSAGE,该消息包含UE发送到CN的消息内容。
(4)如果CN准备接受连接请求,则向RNC回SCCP连接证实消息CONNECTIONCONFIRM,表明SCCP连接建立成功。
RNC接收到该消息,确认信令连接建立成功。
(5)如果CN不能接受连接请求,则向RNC回SCCP连接拒绝消息CONNECTIONREFUSE,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。
对于初始直传过程中携带的NAS内容,CN将通过下行直传过程把对这种服务的接受或拒绝信息发送给UE。
5.4.3上行直传
当UE需要在已存在的信令连接上向CN发送NAS消息时,将发起上行直传过程。
说明:
处于CELL_PCH或URA_PCH状态的UE,在进行上行直传之前,需要进行小区更新,状态迁移到CELL_FACH状态,更新原因为"uplinkdatatransmission"。
小区更新成功后,将继续进行上行直传。
上行直传的信令流程如图5-7所示。
图5-1上行直传
信令流程描述:
(2)UE向RNC发送上行直传消息UPLINKDIRECTTRANSFER,发起上行直传过程。
消息中包含NAS消息、CN标识等信息。
(3)RNC按照消息中包含的CN标识,进行路由,将其中包含的NAS信息内容,通过Iu接口的直传消息DIRECTTRANSFER,发送到CN。
上行直传过程结束。
说明:
如果上行直传消息UPLINKDIRECTTRANSFER中包含"MeasuredresultsonRACH"信息单元,表明消息中携带测量报告,此时UTRAN将解析相应消息内容并用于无线资源控制,消息其余部分仍旧向CN传输。
5.4.4下行直传
当CN需要在已存在的信令连接上向UE发送NAS消息时,发起下行直传过程。
下行直传的信令流程如图5-8所示。
图5-1下行直传
信令流程说明:
(2)CN向RNC发送直传消息DIRECTTRANSFER,发起下行直传过程。
消息中包含NAS消息。
(3)UTRAN通过下行DCCH信道采用AMRLC方式,发送下行直传消息DOWNLINKDIRECTTRANSFER,消息中携带CN发送到UE的NAS信息内容,以及CN标识。
UE接收并读取下行直传消息DOWNLINKDIRECTTRANSFER中携带的NAS消息内容。
若接收到的消息包含协议错误,UE将在上行DCCH上采用AMRLC方式发送RRC状态消息RRCSTATUS。
5.4.5INITIALDIRECTTRANSFER消息
1.消息结构
信元
存在
说明
MessageType
MP
-
UEinformationelements
-
Integritycheckinfo
CH
-
CNinformationelements
CNdomainidentity
MP
-
IntraDomainNASNodeSelector
MP
-
NASmessage
MP
-
Measurementinformationelements
MeasuredresultsonRACH
OP
-
2.消息实例
5.4.6UPLINKDI