WA210001 WCDMA无线网络信令流程,ISSUE 1.0,学习完此课程，您将会： 了解UTRAN的网络结构 了解UTRAN的一些基本概念 了解无线网络的基本信令流程,目 标,内容介绍,第一章 UTRAN网络结构和协议栈 第二章 UTRAN基本概念 第三章 基本信令流程,UMTS体系结构,Iu,UTRAN,UE,Uu,CN,UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network CN Core Network UE User Equipment,UTRAN体系结构,RNS,RNC,RNS,RNC,Core Network,Node B,Node B,Node B,Node B,Iu,Iu,Iur,Iub,Iub,Iub,Iub,Uu接口协议结构,UTRAN地面接口的一般协议模型,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。,RNC无线网络控制面处理协议,Node B,RNC,CN,UE,RANAP,NBAP,RNSAP,RRC,NBAP ：Node B Application Part RANAP：Radio Access Network Application Part RNSAP：Radio Network Subsystem Application Part RRC ：Radio Resource Control,RNC,Iu-CS接口协议栈结构,Iu-PS接口协议栈结构,Iur接口协议栈结构,Iub接口协议栈结构,本章主要介绍了UTRAN网络的结构和协议栈。,小结,内容介绍,第一章 UTRAN网络结构和协议栈 第二章 UTRAN基本概念 第三章 基本信令流程,几个概念,几个概念：UTRAN, RAB，RB，RL UTRAN：为非接入层（NAS）提供无线接入承载RAB的建立，维护、释放等服务，以屏蔽NAS对于无线接入层特性的关注,几个概念,RAB：The service that the access stratum provides to the non-access stratum for transfer of user data between User Equipment and CN。 RB：The service provided by the layer2 for transfer of user data between User Equipment and Serving RNC RL：A “radio link“ is a logical association between single User Equipment and a single UTRAN access point. Its physical realization comprises one or more radio bearer transmissions,UE的工作模式,UE有两种基本的运行模式：空闲模式和连接模式 空闲模式：UE处于待机状态，没有业务的存在，UE和UTRAN之间没有连接，UTRAN内没有任何有关此UE的信息；通过非接入层标识如IMSI、TMSI或P-TMSI等标志来区分UE； 连接模式：当UE完成RRC连接建立时，UE才从空闲模式转移到连接模式； 在连接模式下，UE有4种状态： Cell-DCH, Cell-FACH, Cell-PCH, URA-PCH,UE在连接模式下的状态,Cell-DCH： UE处于激活状态，正在利用自己专用的信道进行通信，上下行都具有专用信道，UTRAN准确的知道UE所位于的小区中 Cell-FACH UE处于激活状态，但是上下行都只有少量的数据需要传输，不需要为此UE分配专用的信道，下行的数据在FACH上传输，上行在RACH上传输，下行需要随时监听FACH上是否有自己的信息，UTRAN准确的知道UE所位于的小区，保留了UE所使用的资源，所处的状态等信息。,UE在连接模式下的状态,Cell-PCH UE上下行都没有数据传送，需要监听PICH，以便收听寻呼，因此UE此时进入非连续接收，可有效的节电。 UTRAN准确的知道UE所位于的小区，这样， UE所位于的小区变化后，UTRAN需要更新UE的小区信息。 URA-PCH UE上下行都没有数据传送，需要监听PICH，进入非连续接收， UTRAN只知道UE所位于的URA（UTRAN Registration Area，一个URA包含多个小区），也就是说，UTRAN只在UE位于的URA发生变化后才更新其位置信息，这样更加节约了资源，减少了信令。,CELL_DCH 语音情况,CELL_FACH 数据模式，少量数据传送的状态,CELL_PCH 无任何数据状态下,URA_PCH,IDLE,DEAD,- 搜索网络(PLMN) - “驻扎”小区(camp on),侦听paging channel 小区重选,- 专用信道 - Radio bearers传输业务,- 高层信令触发 (CN),- 减少活动，DRX，节电,RRC connection,这些状态只用与UTRAN与UE，对CN来说，这些状态是透明的,UE状态示意图,Serving RNC与Drift RNC,在WCDMA系统中，由于Iur接口的引入而产生了SRNC/DRNC的概念。 SRNC和DRNC都是对于某一个具体的UE来说的,是逻辑上的一个概念。 简单的说，对于某一个UE来说，其与CN之间的连接中，直接与CN相连，并对UE的所有资源进行控制的RNC叫该UE的SRNC。 UE与CN之间的连接中，与CN没有连接，仅为UE提供资源的RNC叫该UE的DRNC。 处于连接状态的UE必须而且只能有一个SRNC，可以有0个或者多个DRNC,CN,SRNC,DRNC,Iu,Iur,CRNC,CRNC是对于某一个Node B(或者Cell)来说的 直接和某Node B相连接，对该Node B资源的使用进行控制的RNC叫该Node B的Control RNC 一个Node B有且只能有一个CRNC CRNC对其控制的所有Node B的资源进行合理的分配和使用,Iub,Node B,Cell,Cell,Cell,Node B,.,Iu,CRNC,CN,本章重点介绍了UTRAN的一些基本概念。,小结,内容介绍,第一章 UTRAN网络结构和协议栈 第二章 UTRAN基本概念 第三章 基本信令流程,内容介绍,第三章 基本信令流程 3.1 呼叫总体流程 3.2 网络启动流程 3.3 UE登记流程 3.4 呼叫流程 3.5 连接移动性管理流程,呼叫总体流程,内容介绍,第三章 基本信令流程 3.1 呼叫总体流程 3.2 网络启动流程 3.3 UE登记流程 3.4 呼叫流程 3.5 连接移动性管理流程,.,3.BCCH:System Information,1.System Information Update Request,UE,Node B,RNC,CN,NBAP,NBAP,RRC,RRC,.,4.BCCH:System Information,RRC,RRC,5.BCCH:System Information,RRC,RRC,.,2.System Information Update Response,NBAP,NBAP,系统信息广播流程,内容介绍,第三章 基本信令流程 3.1 呼叫总体流程 3.2 网络启动流程 3.3 UE登记流程 3.4 呼叫流程 3.5 连接移动性管理流程,UE为登记发起RRC连接建立，SRNC决定在公共信道上建立RRC连接， 并且使用已经配置好的公共信道资源。,RRC建立流程(CCH),UE与CN之间交换DT消息，如鉴权、连接建立、位置登记等。,NAS信令建立流程,UE在登记过程中，没有使用专用的用户面资源，直接释放信令链路。 登记过程结束。,RRC释放流程(CCH),内容介绍,第三章 基本信令流程 3.1 呼叫总体流程 3.2 网络启动流程 3.3 UE登记流程 3.4 呼叫流程 3.5 连接移动性管理流程,UE在CCCH信道发送RRC建立请求消息，带有UE标志、能力、原因； SRNC如果条件满足，首先根据需求配置好NodeB，并建立与NodeB的通路； 然后在CCCH信道发送RRC连接建立消息，并等候UE从DCCH的响应。 根据RRC连接请求的原因及系统资源的状态决定RRC是建立在DCH还是CCH,RRC建立流程(DCH),UE与CN之间交换DT消息，如鉴权、业务请求、连接建立等。,NAS信令建立流程,Iu接口上的ALCAP建立过程有多次，允许同时建立多条用户面的RAB； 用户面建立完毕后，UE进入通话过程。,RAB建立流程 (DCH-DCH,同步),内容介绍,第三章 基本信令流程 3.1 呼叫总体流程 3.2 网络启动流程 3.3 UE登记流程 3.4 呼叫流程 3.5 连接移动性管理流程,软切换相关概念,软切换 宏分集：“Macro diversity” is a operation state in which a User Equipment simultaneously has radio links with two or more UTRAN access points for the sole aim of improving quality of the radio connection or providing seamless（宏分集这里我们就可以将它理解成软切换） 活动集：“Active Set” Set of radio links simultaneously involved in a specific communication service between an User Equipment and a UTRAN access point（用于表示同时为处于软切换的用户提供通信服务的几个小区）,软切换流程示意图,软切换流程示意图,软切换流程示意图,软切换流程示意图(SRNC-DRNC),软切换流程示意图(SRNC迁移),软切换,根据资源使用的不同情况：软切换可以分为三种类型： 活动集中无线链路增加 活动集中无线链路删除 活动集中无线链路替换,软切换的过程,UE根据RNC的测量控制信息，对同频的邻近小区进行测量，并将测量结果上报给RNC RNC对上报的测量结果和设定的门限值进行比较，确定哪些小区应该增加，哪些小区应该删除 如果有小区增加，先通知NodeB准备好 RNC通过活动集更新来通知UE增加或删除小区 在UE成功的进行了活动集更新后，如果删除了小区，则RNC还要通知NodeB释放相应的无线资源。,软切换流程（RNC内add branch）,软切换流程（RNC内del branch）,软切换前,软切换后,无线链路同时增加与删除,软切换流程示意图（跨RNC）,软切换流程（跨RNC）,硬切换前,硬切换后,无线链路不能够同时保存,硬切换流程示意图（RNC内）,硬切换流程（RNC内）,释放过程一般由CN发起；当然在UE异常情况下，SRNC也可以请求释放。 首先释放UE的连接，然后再释放与NodeB的连接。 RRC释放，就是呼叫的结束。,RRC释放流程（DCH）,前向切换,前向切换（Forward Handover）是UE发起的切换，包括CELL UPDATE和URA UPDATE过程。其中，URA UPDATE过程只用于处于URA_PCH状态的UE进行URA 重选，以及检查RRC连接是否正常。 对于CELL_FACH和CELL_PCH状态的UE 小区重选 处于SA(Ser