WCDMA主要信令流程.docx
《WCDMA主要信令流程.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《WCDMA主要信令流程.docx(49页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
![WCDMA主要信令流程.docx](https://file1.bdocx.com/fileroot1/2023-3/31/7a6fd7d7-2445-4ef8-8230-4c67b98ed49a/7a6fd7d7-2445-4ef8-8230-4c67b98ed49a1.gif)
WCDMA主要信令流程
WCDMA主要信令流程
华为技术有限公司
2019年9月
WCDMA主要信令流程
1终端开机、搜索网络、选择网络、驻留
流程:
PLMN选择
协议编号
协议名称
参考章节
备注
3GPPTS25.304
UEProceduresinIdleModeandProceduresforCellReselectioninConnectedMode(Release1999)
4GeneraldescriptionofIdlemode
5.1PLMNselectionandreselection
5.2Cellselectionandreselectioninidlemode
1.1概述
终端(UE)开机,UE就停留在空闲模式下,通过非接入层标识如IMSI、TMSI或P-TMSI等标志来区分,它的首要任务就是找到网络PLMN并和网络取得联系。
只有这样,才能获得网络的服务。
UE在选定的PLMN中搜索一个合适的小区,选择该小区以提供服务,并监测该小区的控制信道,这个过程称为小区驻留。
UE在空闲模式下的行为可以细分为PLMN选择和重选,小区的选择和重选和位置登记。
这三个过程之间的关系如下图1所示。
图1空闲模式下的UE
当UE开机后,首先应该选择一个PLMN。
当选中了一个PLMN后,就开始选择属于这个PLMN的小区。
当找到这样的一个小区后,从系统信息(广播)中就可以知道临近小区(neighboringcell)的信息,这样,UE就可以在所有这些小区中选择一个信号最好的小区,驻留下来。
紧接着,UE就会发起位置登记过程(attachorlocationupdate)。
成功后,UE就驻留在这个小区中了。
驻留的作用有4个:
•使UE可以接收PLMN广播的系统信息。
•可以在小区内发起随机接入过程。
•可以接收网络的寻呼。
•可以接收小区广播业务。
当UE驻留在小区中,并登记成功后,随着UE的移动,当前小区和临近小区的信号强度都在不断变化。
UE就要选择一个最合适的小区,这就是小区重选过程。
当UE重选小区,选择了另外一个小区后,发现这个小区属于另外一个LA或者RA,UE就要发起位置更新过程,使网络获得最新的UE的位置信息。
UE通过系统广播信息中的SIB1发现LA或者RA的变化。
如果位置登记或者更新不成功,比如当网络拒绝UE时。
或者当前的PLMN出了覆盖区,UE可以进行PLMN重选,以选择另外一个可用的PLMN。
1.2PLMN选择和重选
PLMN选择和重选的目的是选择一个可用的(就是能提供正常业务的),最好的PLMN。
UE通过什么来达到这一目的呢?
UE会维护一个PLMN列表,这些列表将PLMN按照优先级排列,然后从高优先级向下搜索,找到的自然是最高优先级的PLMN。
另外,PLMN选择和重选的模式有两种,自动和手动。
简而言之,自动选网就是UE按照PLMN的优先级顺序自动的选择一个PLMN,手动选网就是将当前的所有可用网络呈现给用户,将权利给用户,由用户选择一个PLMN。
1.3小区选择和重选
当PLMN选定之后,就要进行小区选择,目的是选择一个属于这个PLMN的信号最好的小区。
首先,如果UE存有这个PLMN的一些相关信息,比如频率,扰码等。
UE就会首先使用这些信息进行小区搜索(Storedinformationcellselection)。
这样就可以较快的找到网络。
因为,大多数情况,UE都是在同一个地点关机和开机,比如晚上关机,早晨开机等等。
这些信息保存在SIM卡中或者在手机的non-volatilememory中。
1.小区选择
小区选择的过程大致如下:
1)小区搜索
小区搜索的目的是找到一个小区,尽管它可能不属于选择的PLMN的。
小区搜索的步骤如下(当然,首先要锁定一个频率):
通过primarySCH,UE获得时隙同步。
时隙同步后,就要进行帧同步。
帧同步是使用secondarySCH的同步码实现的。
这一过程同时也确定了这个小区的扰码组。
然后,UE通过对扰码组中的每一个扰码在CPICH上相关,直到找到相关结果最大的一个。
这就确定了主扰码。
显然,如果UE已经知道这个小区的一些信息,比如使用哪个频率,甚至主扰码,上述步骤就可以大大加速。
2)读广播信道
UE从上述1)的步骤中获得了PCCPCH的扰码,而PCCPCH的信道码是已知的,在整个UTRAN中是唯一的。
UE就可以读广播信道的信息了。
读到MIB后,UE就可以判断当前找到的PLMN是否就是要找的PLMN,因为在MIB中有PLMNidentity域,如果是,UE就根据MIB中包含的其他SIB的调度信息(schedulinginformation),找到其他的SIB并获得其内容。
如果不是,UE只好再找下一个频率,又要从头开始这个过程(从小区搜索开始)。
如果当前PLMN是UE要找的PLMN,UE读SIB3,取得“Cellselectionandre-selectioninfo”,通过获取这些信息,UE计算是否满足小区驻留标准。
如果满足,则UE认为此小区即为一个suitablecell。
驻留下来,并读其他所需要的系统信息,随后UE将发起位置登记过程。
如果不满足上述条件,UE读SIB11,获取邻区消息,这样UE就可以算出并判断邻区是否满足小区选择驻留标准。
如果UE发现了任何一个邻区满足小区驻留标准,UE就驻留在此小区中,并读其他所需要的系统信息,随后UE将发起位置登记过程。
如果UE发现没有一个小区满足小区驻留标准。
UE就认为没有覆盖,就会继续PLMN选择和重选过程。
2.小区重选
UE在空闲模式下,要随时监测当前小区和邻区的信号质量,以选择一个最好的小区提供服务。
这就是小区重选过程(cellreselection)。
如果在Treselection时间内,小区重选条件得到满足,UE就选择这个小区,驻留下来,读它的广播消息。
小区重选结束。
3.离开连接模式的小区选择
当UE从连接模式回到空闲模式时,要做小区选择,以找一个合适的小区(suitablecell)。
这个选择过程和普通的小区选择过程是一样的。
不过此时候选小区就是连接模式时用到的小区。
如果在这些小区中找不到合适的小区,应该使用storedinformationcellselection。
2
电路域基本业务流程
流程:
UE主被叫流程
协议编号
协议名称
参考章节
备注
3GPPTS25.413
RANAP
ITU-TQ.76X
ISUP
3GPPTS29.002
MAP
3GPPTS23.018
Basiccallhandling;
Technicalrealization
5.1InformationflowforanMOcall13
5.2InformationflowforretrievalofrouteinginformationforanMTcall16
5.3InformationflowforanMTcall
3GPPTS23.108
Mobileradiointerfacelayer3specification,
CoreNetworkProtocols-Stage2
7.3.2Mobileoriginatingcallestablishment
7.3.3Mobileterminatingcallestablishment
3GPPTS24.008
Mobileradiointerfacelayer3specification;
CoreNetworkProtocols-Stage3
流程:
SMS流程(MO/MT)
3GPPTS23.040
TechnicalrealizationoftheShortMessageService(SMS);
3GPPTS24.011
Point-to-Point(PP)ShortMessageService(SMS)SupportonMobileRadioInterface
AnnexA(informative):
Arrowdiagrams
流程:
可视电话回落流程
华为专利
电路域多媒体业务回退到语音业务的实现方法
华为专利
通话当中的多媒体业务回退到语音业务的实现方法
2.1UE主叫流程
当UE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,即Iu接口上的SETUP消息。
CN将建立一个到该UE的通信信道,并使用取到的被叫方UERN创建一个IAM/IAI消息发送到被叫方(值得注意的是本局内呼叫无IAM/IAI,该消息只存在于E接口)。
1)UE与RNC之间RRC连接建立;
2)UE向CN发初始服务请求消息CMSERVICEREQUEST。
3)网络将发起鉴权和加密过程。
4)在发送SECURITYMODECOMPLETE消息之后,UE通过发送SETUP消息给移动台而发起呼叫的建立过程。
5)网络将回CALLPROCEEDING消息。
6)对于早指配,在网络发起固定网络的呼叫建立之前要为UE分配一个通信信道。
7)当被叫振铃时,网络收到被叫的振玲消息ALERTING以后,则要向主叫UE发一个ALERTING消息,同时给主叫送回铃音。
8)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。
9)当从主叫UE回CONNECTACKNOWLEDGE消息之后即完成了呼叫建立的过程。
10)通话过程结束后,若PSTN被叫先挂机,VMSC收到PSTN的REL信令后,向UE发送DISCONNECT消息发起释放流程。
2.2
UE被叫
移动终止呼叫用于移动用户做被叫时的情况,此时由网络发起呼叫的建立过程。
若CN收到IAM/IAI消息或在本局内取到MSRN以后,如果允许该到来的呼叫建立,则CN要使用无线接口信令寻呼UE。
当UE以PAGINGRESPONSE消息回应,CN收到后即建立一个到UE的通信信道。
1)PSTN呼叫UE,呼叫从GMSC入口。
GMSC通过HLR查询UE当前VMSC号码;并将呼叫转接给VMSC;
2)VMSC向RNS发送一个PAGING消息,RNS在寻呼信道上广播该寻呼消息。
3)被叫UE监测到该寻呼,发起与RNS之间的RRC连接建立过程;
4)然后UE将在该信令信道(RRC连接)上发送一个寻呼响应消息,CN收到UE的寻呼响应消息后,将发起鉴权和加密的安全过程(请注意这两个安全过程是可选的,可以由MAP功能流程进行配置)。
5)CN将发送SETUP消息给RNS,该消息中包含有该呼叫的承载能力及发起此次呼叫的主叫号码。
6)当UE从RNS接收到SETUP消息,它将回应一个CALLCONFIRMED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力信息。
7)当CN从RNS接收到CALLCONFIRMED消息时,CN将向RNS发送RABASSIGNMENTREQ消息要求进行无线信道的指配,RNS将通过向UE发指配消息命令UE调节到一个指定的通信信道上,UE调到指定的信道上之后,将向RNS发送指配完成消息。
8)RNS向CN发RABASSIGNMENTRESPONSE消息。
9)UE发送ALERTING消息指示被叫用户振铃。
10)当被叫用户应答时,被叫UE将发送一个CONNECT消息经过RNS到CN,
11)CN将给UE回应CONNECTACKNOWLEDGE消息,呼叫建立过程结束。
12)通话过程结束后,若PSTN主叫先挂机,VMSC收到PSTN的REL信令后,向UE发送DISCONNECT消息发起释放流程。
2.3
CS64K可视电话业务流程
2.3.1普通CS64K可视电话业务
参考语音呼叫流程。
2.3.2接入时对方手机不支持或所在网络不支持(通话建立过程中)
(1)WCDMA主叫用户发起呼叫请求,SETUP消息中携带两个承载能力参数(BC),BC1是多媒体承载,BC2是语音承载,表示多媒体业务优先;
(2)3GMSC向被叫HLR发送路由信息请求消息SRI,其中承载参数是多媒体;
(3)被叫HLR检查被叫用户的签约情况,如果用户已签约多媒体业务,HLR向被叫MSC发送漫游号码请求消息PRN,携带承载参数是多媒体;
(4)被叫MSC检查PRN消息中的承载参数,如果MSC是2GMSC,则不能识别消息中的多媒体参数,如果MSC已升级成3G/2GMSC,则判断被叫用户所在网络是2G还是3G接入网,如果是2G接入网,则不支持多媒体业务,向HLR返回失败响应,原因值是承载业务不支持(BearerServiceNotProvisioned),或者功能不支持(FacilityNotSupported);
(5)HLR向主叫MSC返回路由信息失败响应,其原因值与被叫MSC返回的漫游号码失败响应PRN消息中的原因值一致;
(6)主叫MSC收到路由信息失败响应后,再次向被叫HLR发送路由信息请求消息SRI,其中承载参数是语音;
(5)被叫HLR检查被叫用户的签约情况,如果允许语音业务,HLR向被叫MSC发送漫游号码请求消息PRN,其中承载参数是语音;
(6)被叫MSC向HLR发送漫游号码响应消息,携带被叫用户的漫游号码;
(7)HLR向主叫MSC发送路由信息响应消息,携带被叫用户的漫游号码;
(8)主叫MSC收到被叫漫游号码后,向被叫MSC发起初始地址消息IAM,开始正常的ISUP局间语音呼叫流程,建立主叫和被叫之间的语音通讯。
(9)主叫MSC向主叫UE返回呼叫确认消息,携带承载参数是语音。
2.3.3通话过程中一方网络不支持,话音回落(通话过程中回落)
此种情况是在可视电话通话过程中,一方因为需要切换到GSM网络,导致可视电话向话音回落。
注意:
需要在系统间切换时出切换话单,便于精确计费——前半段按照可视电话收费,后半段按照语音电话收费。
1)终端会发起“系统间切换”请求消息。
3GMSC在收到此切换请求消息后,给通话双方都发送Modify指令;如果通话的另一端在它局MSC,则通过ISUP信令的Modify操作,对对端用户进行修改;
2)在Modify消息将多媒体可视电话回退到语音通话后,完全按照语音的系统间切换过程进行切换。
3)归纳成一句话:
检测到系统间切换请求后,先在WCDMA网络内把可视电话回落到语音;然后按照正常的语音的系统间切换流程进行系统间切换。
2.4
MOSMS流程
:
Operationinvocationormessagetransfer
:
Successfuloperationinvocationormessagetransferincludingreport
NOTE1):
Describedin[12]and3GTS29.002[15].
NOTE2):
ThisoperationisnotusedbytheSGSN.
2.5
MTSMS业务流程
NOTE1):
ThisoperationisnotusedbytheSGSN.
3PS基本业务流程
流程:
PSPDP激活、去活流程
协议编号
协议名称
参考章节
备注
3GPPTS25.413
RANAP
3GPPTS24.008
Mobileradiointerfacelayer3specification;
CoreNetworkProtocols-Stage3
3GPPTS23.060
GeneralPacketRadioService(GPRS)Servicedescription;Stage2
9.2PDPContextActivation,Modification,Deactivation,andPreservationFunctions
3GPPTS29.060
GeneralPacketRadioService(GPRS);GPRSTunnellingProtocol(GTP)acrosstheGnandGpinterface
PS域为WCDMA业务提供分组方式的承载,可以支撑应用层WAP/JAVA/MMS/STREAMING等各种业务。
因此这些业务在承载层上的处理流程是完全相同的,信令流程请参见基本流程部分的内容,QoS协商过程请参见本节后面的专门描述。
3.1UE发起的PDP激活/去活流程
Figure 1:
PDPContextActivationProcedureforUMTS
Figure 2:
PDPContextDeactivationInitiatedbyMSProcedureforUMTS
1.UE通过初始消息,与网络侧建立连接;
2.UE主动发起PDP激活流程,其中伴随着RAB指配(建立)流程;
3.PDP上下文激活之后,开始用户面的业务数据传递过程;
4.用户业务处理完毕,UE发起PDP去活流程;
5.如果该Iu信令连接上只有一个RABID,则释放Iu连接;
否则,只需要通过RAB指配流程释放与该PDP相关的RABID即可;
3.2WAP
WAP工作模型类似WEB的工作模型(如下图):
移动终端发出请求并且携带有各种参数(URL等),网关通过解析,发出相应的请求到Web服务器上,服务器通过检索参数生成相应的结果,返回给代理网关,网关进行解码、编码,把结果送回给移动终端,一个会话过程就结束了。
WAP工作模型示意图
WAP网关是WAP系统中的关键设备,它位于无线网络和Internet/Intranet网络之间,需要实现WAP协议(WML、WSP、WTP和WDP)和WWW协议(HTML、HTTP和TCP/IP)之间的转换。
3.3JAVA
手机JAVA业务主要基于J2ME(Java2MicroEdition)协议。
J2ME平台的KJAVA下载过程如下图所示:
KJAVA应用的下载过程,是一个基于HTTP的信息交互过程:
(1)End-User使用Download-Agent访问Download-Server,得到可供下载的KJAVA应用包列表。
(2)Download-Agent得到的下载列表项是ApplicationDescriptor的URL,End-User选择其中一项后,就得到一个ApplicationDescriptor文件。
根据ApplicationDescriptor中的信息,Download-Agent决定是否可以安装该KJAVA应用软件,之后提示用户确认是否执行下载。
(3)用户确认要下载后,Download-Agent使用ApplicationDescriptor中包含的MIDlet-Jar-URL从网络中下载文件。
在收到下载JAR文件的请求时,Download-Server可以返回状态码,要求用户输入用户名和口令。
(4)Download-Agent下载文件成功后,对其进行校验,校验失败后需要返回失败报告,否则进行安装,安装成功后需要返回成功报告。
(5)Download-Server对Download-Agent有一个确认响应,以结束HTTP会话。
3.4MMS
MMS是非实时多媒体消息业务,属于第三代消息系统。
MMS业务环境(MMSE)包含所有必须的业务单元,如传送,存储,通知功能,这些业务单元可以在一个网络内,也可以分散在不同网络中,在图中为虚线所示范围。
MMS体系结构
如上图,MMS体系结构中的各个网元的介绍如下:
MMS用户代理(MMSUserAgent):
即用户设备上的MMS功能部分。
MMS中继(MMSRelay):
MMS中继在MMS用户代理和MMS服务器之间充当桥梁的作用,能够消除不同服务器、不同网络之间的差别。
MMS服务器(MMSServer):
MMS服务器负责存储、处理消息。
在一个MMSE中可以包含多个MMS服务器,比如:
MMS-Server,E-MailServer,SMSServer,FAXServer等。
MMS用户数据库:
由MMS签约信息库(MMSSubscriptionDatabase)、MMS描述信息库(MMSProfileDatabase)、归属位置寄存器(HLR)组成。
媒体类型转换器(MediaTypeConverters):
负责各种媒体之间的信息类型的转换,此种实体可以根据情况选择。
MMS流程如下图所示:
MMS流程示意图
3.5STREAMING
流媒体业务主要有三种协议来支持:
H.324协议、H.323协议和SIP协议。
H.324用于电路域,属于CSD范畴;H.323和SIP是以分组域为承载实现流媒体业务的技术标准。
3.5.1基于H.324的流媒体业务
H.324是ITU-T定义的一种通讯协议,用于描述承载在低速率条件下的多媒体终端(支持音频、视频以及承载数据)如何进行通讯,适用于普通电路交换网络。
H.324规定了视频和语音编解码的标准、复用和控制等一整套协议,具体包括H.223,H.245,H.261/H.263和G.723.1等五个相关标准:
负责控制系统的运行,对语音和图象数据压缩和解压缩,进行数据复接--将语音数据、视频数据和其他数据合在一起实时发送出去;在接收端再对这些数据进行分开并解码处理。
H.324协议实现示意图如下所示:
H.324协议实现模型(以终端为例)
3.5.2基于H.323的流媒体业务
H.323协议是ITU-T定义的适用于分组网络的多媒体通信协议。
H.323协议假设基于的分组网络不确保业务的QOS。
H.323协议包括:
H225RAS协议、H.225呼叫信令、H.245多媒体控制协议、H.261和H.263音视编码协议。
H.323协议实现的示意图如下所示:
支持H.323的网络需具备以下几个网元:
网守(GateKeeper):
网守是H.323系统的一个可选组件,其功能是向H.323端点提供呼叫控制服务,主要由软件来完成有关的管理功能,由软件实现。
H.323网守在系统中必须提供4种基本服务:
1)用户名与地址的翻译;2)会议域的定义与管理;3)许可控制,会议终端的注册、注册和状态显示(RAS消息);4)带宽控制;5)H.323呼叫的代理。
H.323系统中网守并不是必需的。
多点控制单元(MCU):
多点控制单元用于支持三个以上端点设备的会议。
在H.323系统中,一个多点控制单元由一个多点控制器(MC)和几个多点处理器(MP)组成,但也可以不包含MP。
MC的主要功