WCDMA主要信令流程.docx

1、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3GPP TS 25.304UE Procedures in Idle Mode and Procedures for Cell Reselection in Connected Mode（Release 1999）4 General description of Idle mode5.1 PLMN selection and reselection5.2 Cell selection and reselect

2、ion in idle mode1.1 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

3、，从系统信息（广播）中就可以知道临近小区（neighboring cell）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（attach or location update）。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

4、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。1.2 PLMN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

5、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（Stored information cell selection）。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-volatile memo

6、ry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primary SCH，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secondary SCH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

7、，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PLMN identity域，如果是， UE就根据MIB中包含的其他SIB的调度信息（scheduling information），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“Cell selection and re-selection info”，通过获取这些信息，UE计算是否满足小区驻留标准。

8、如果满足，则UE认为此小区即为一个suitable cell。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（cell reselection）。

9、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（suitable cell）。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stored information cell selection。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3GPP TS25.413RANAP ITU-T Q.76XISUP3GPP TS 2

10、9.002MAP3GPP TS23.018Basic call handling;Technical realization5.1 Information flow for an MO call 135.2 Information flow for retrieval of routeing information for an MT call 165.3 Information flow for an MT call3GPP TS23.108Mobile radio interface layer 3 specification,Core Network Protocols - Stage

11、27.3.2 Mobile originating call establishment7.3.3 Mobile terminating call establishment3GPP TS 24.008Mobile radio interface layer 3 specification;Core Network Protocols - Stage 3流程：SMS 流程(MO/MT) 3GPP TS23.040Technical realization of the Short Message Service (SMS);3GPP TS24.011Point-to-Point (PP) Sh

12、ort Message Service (SMS) Support on Mobile Radio InterfaceAnnex A (informative):Arrow diagrams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2.1 UE 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/IA

13、I，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CM SERVICE REQUEST。3) 网络将发起鉴权和加密过程。4) 在发送SECURITY MODE COMPLETE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CALL PROCEEDING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CONNE

14、CT消息给网络，网络再将其传给主叫侧。9) 当从主叫UE回CONNECT ACKNOWLEDGE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PAGING RESPONSE消息回应，CN收到后即建立一个到UE的通信信道。1) PSTN 呼叫

15、 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

16、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力信息。7) 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RAB ASSIGNMENT RESPONSE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)

17、CN将给UE回应CONNECT ACKNOWLEDGE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）3G MSC向被叫HLR发送路由信息请求消息SR

18、I，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2G MSC，则不能识别消息中的多媒体参数，如果MSC已升级成3G/2G MSC，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(Bearer Service Not Provisioned)，或者功能不支持(Facility Not Supported)；（5）HLR向主叫MSC返回路由信息失败响应

19、，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U

20、E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。3G MSC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

21、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 MO SMS 流程: Operation invocation or message transfer: Successful operation invocation or message transfer including reportNOTE 1): Described in 12 and 3G TS 29.002 15.NOTE 2): This operation is not used by the SGSN.2.5 MT SMS 业务流程NOTE

22、1): This operation is not used by the SGSN.3 PS基本业务流程流程：PS PDP 激活、去活流程协议编号协议名称参考章节备注3GPP TS25.413RANAP 3GPP TS 24.008Mobile radio interface layer 3 specification;Core Network Protocols - Stage 33GPP TS23.060General Packet Radio Service (GPRS) Service description; Stage 29.2 PDP Context Activation, M

23、odification, Deactivation, and Preservation Functions3GPP TS29.060General Packet Radio Service (GPRS); GPRS Tunnelling Protocol (GTP) across the Gn and Gp interfacePS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。3.1 UE 发起的PDP 激活/去活流

24、程Figure1: PDP Context Activation Procedure for UMTSFigure2: PDP Context Deactivation Initiated by MS Procedure for UMTS1. 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 RAB ID ， 则释放 Iu 连接； 否则，只需要通过 RAB 指配流程释放与该

25、 PDP 相关的 RAB ID 即可；3.2 WAPWAP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。3.3 JAVA手机JAVA业务主要基于J2ME(Java 2 M

26、icro Edition)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Application Descriptor的URL，End-User选择其中一项后，就得到一个Application Descriptor文件。根据Application Descriptor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

27、是否执行下载。（3）用户确认要下载后，Download-Agent使用Application Descriptor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。3.4 MMSMMS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

28、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（MMS User Agent）：即用户设备上的MMS功能部分。MMS 中继（ MMS Relay）：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（MMS Server）：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-Mail Server，SMS Server，FAX Se

29、rver等。 MMS用户数据库：由MMS签约信息库（MMS Subscription Database）、MMS描述信息库（MMS Profile Database）、归属位置寄存器（HLR）组成。媒体类型转换器（Media Type Converters）：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3.5 STREAMING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.

30、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

31、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：H225 RAS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