TD-SCDMA无线网络信令流程简介无线网络信令流程简介MCG/MRD/RNE TD-SCDMA2002006/1Page -2RNE TDSCDMA目录目录第一章UTRAN接口协议结构第二章传输网络流程分析第三章小区相关流程分析第四章系统信息流程分析第五章呼叫建立和释放流程分析第六章移动性管理流程分析Page -3RNE TDSCDMA第一章第一章 UTRANUTRAN接口协议结构接口协议结构lUuUu口口lIubIub口口lIuIu口口lIurIur口口Page -4RNE TDSCDMAUuUu接口接口Uu接口可分为三个协议层：物理层（L1）、数据链路层（L2）和网络层（L3）L1主要用于为高层业务提供传输的无线物理通道。该层由NodeB实现。L2包括MAC（Medium Access Control）、RLC（Radio Link Control）、BMC（Broadcast/Multicast Control）和PDCP（Packet Data Convergence Protocol）四个子层。L3包括接入层中的RRC子层和非接入层的MM（Mobility Management，移动性管理）和CC（Call Control，呼叫控制）。L2和L3的RRC子层由RNC实现。Page -5RNE TDSCDMAUu接口协议结构接口协议结构Page -6RNE TDSCDMAIubIub口口Page -7RNE TDSCDMANBAP的基本功能的基本功能NBAP是Iub接口无线网络层控制面信令协议，提供以下主要功能：l小区配置管理：CRNC管理NodeB中的小区配置信息；l公共传输信道管理：CRNC管理NodeB中的公共传输信道的配置信息；l系统信息管理：CRNC调度广播的系统信息；l资源事件管理：NodeB通知CRNC有关NodeB的资源状态；l配置调整：CRNC和NodeB验证两个节点在无线资源的配置上有同样的信息；l公共资源测量：CRNC启动NodeB中公共信道的测量，允许NodeB报告公共信道测量结果；l无线链路管理：CRNC管理使用NodeB专用资源的无线链路；l无线链路监控：CRNC报告一个无线链路的故障和恢复信息；Page -8RNE TDSCDMAIub FP的基本功能的基本功能l ll在在在NodeBNodeBNodeB与与与RNCRNCRNC之间传输之间传输之间传输TBSTBSTBS（Transport Block SetTransport Block SetTransport Block Set）支持传输信道同步机制支持传输信道同步机制支持传输信道同步机制支持节点同步机制支持节点同步机制支持节点同步机制l llRNCRNCRNC向向向NodeBNodeBNodeB发送无线接口参数，以及传输功控信息发送无线接口参数，以及传输功控信息发送无线接口参数，以及传输功控信息Page -9RNE TDSCDMAIu-CS口口Page -10RNE TDSCDMAIu-PS口Page -11RNE TDSCDMARANAP的基本功能的基本功能SRNS的迁移：完成RNC之间功能、相关资源以及信令连接的转换；RAB的管理：包括RAB的建立、修改和释放；RAB建立请求排队：将一些RAB请求消息放进一个队列中，并指示队列的对等实体；RAB释放请求：RNC向CN请求RAB的释放；所有Iu连接资源的释放：释放与一个Iu连接相关的所有资源；所有Iu连接资源释放请求：RNC向CN请求释放与一个Iu连接相关的所有资源；位置报告控制：允许CN执行UTRAN上报的UE位置模式；位置报告：用于将实际的位置信息从RNC传输到CN；数据流量报告：负责报告特定RAB在UTRAN上发送失败的的下行数据流量；Page -12RNE TDSCDMAIu UPIu UP协议是Iu接口的无线网络层用户面的应用协议，用于传输与RAB相关的用户数据。一个Iu UP协议实例同且只同一个RAB相关。如果对于一个给定UE，建立了几个RAB，那么这些RAB使用的Iu UP实例数与RAB数相同。Iu UP实例存在于Iu接入点中，如CN、UTRAN。当RAB需要在Iu UP中传输用户数据时，一个Iu UP实例就存在于每个Iu接口接入点。这些Iu UP实例同相关的RAB一起建立、迁移及释放。Page -13RNE TDSCDMAGTP-U基本功能GTP-U（GPRS Tunnel Protocol User Plane）的功能是利用隧道协议传输Iu-PS用户数据。另外，还包括数据传输出错指示、握手消息、支持的扩展头列表等用户面传输辅助信令。Page -14RNE TDSCDMA第二章第二章传输网络层流程分析传输网络层流程分析UTRAN中传输网络层就是采用一定的适配和消息传递机制为无线网络层消息提供传输服务，从而为无线网络层屏蔽具体的传输方式。UTRAN中涉及的传输网络逻辑实体包括SAAL、MTP3-B、ALCAP 和SCCP等，本章介绍各个实体的结构和功能Page -15RNE TDSCDMASAAL介绍介绍为了能够在ATM网中传送信令信息，需要在信令和ATM传输之间进行信令的适配，即将各种消息形式的信令信息转换成在ATM网中传送信元，并为信令建立AAL连接。完成这一功能的是SAAL层。SAAL： Signalling ATM Adaptation LayerlSAAL主要部件组成：SSCS（Service Specification Coverage Sublayer），SSCS包括SSCF（Service Specific Coordination Function）、SSCOP（Service Specific Connection Oriented Protocol）。CP（Common Part），采用AAL5 适配规范，由公共部分会聚子层（CPCS）和拆装子层（SAR）两部分组成。LM（Layer Management）。Page -16RNE TDSCDMAMTP3-B介绍MTP3-B是在MTP3的基础上针对ATM的特性设计的协议规范。MTP3-B采用SAAL提供的服务来进行消息交换。l从SAAL传送来的信令消息进入MTP3-B，首先经过消息识别功能，确定消息的下一步去向。如果本信令点是消息的目的地点，则把消息交给消息分配功能处理；如果本信令点不是消息的目的地点，且具有转接功能的话，则接通消息路由功能，经编路处理转发出去；如果本信令点无转接能力，则要通知信令网管理功能作为非法消息处理。l还包括路由分配，查找等功能l信令链路管理Page -17RNE TDSCDMAALCAP介绍ALCAP（Access Link Control Application Part），又称为协议处于Iub/Iur/Iu-CS传输网络层的控制面，信令承载类型为SAAL UNI和MTP3-B。ALCAP的基本功能是在两个信令点之间建立、释放AAL2连接。同时，对该信令系统内微信元的通道、通路等资源进行必要的维护和管理。Page -18RNE TDSCDMASCCP介绍SCCP（Signaling Connection Control Part）的目的是加强消息传递部分（MTP）的功能。MTP的寻址功能仅限于向节点传递消息，只能提供无连接的消息传递功能，而SCCP则利用DPC（Destination Point Code）和SSN（Subsystem Number）来提供寻址能力，用来识别节点中的每一个SCCP用户。目前大部分厂家的设备，此部分都集成在设备单板程序内，不需要特殊配置Page -19RNE TDSCDMA第三章第三章 小区相关流程分析小区相关流程分析l通过操作维护台建立小区一般由RNC直接发起，由小区建立、公共传输信道建立、Iub数据传输承载建立、系统消息更新、公共测量初始化等过程组成。lNode审计响应触发小区建立 RNC向NodeB发起资源审计过程。NodeB向RNC回审计响应后，由RNC发起小区建立过程，此后的过程与通过操作维护台建立小区过程类似。l目前大唐设备采用前一种方式建小区Page -20RNE TDSCDMA典型流程典型流程Page -21RNE TDSCDMA第四章第四章 系统消息流程分析系统消息流程分析l概述系统信息在小区或者PLMN范围内的所有UE进行广播，目的是用于告诉UE网络接入层和非接入层的公共信息，以便用户在发起呼叫之前了解网络的配置情况，从而采取适当的方式发起呼叫。非接入层的信息包括运营商信息、CN域信息等；接入层信息包括位置登记区信息、小区信息、信道信息、小区选择/重选信息等。Page -22RNE TDSCDMA系统消息结构系统消息结构系统信息包含MIB（Master Information Block，主信息块）、SB（Scheduling Block，调度块）、SIB（System Information Block，系统信息块）三种。Page -23RNE TDSCDMA系统信息的读取机制系统信息的读取机制包含动态参数的SIB（SIB7、SIB8、SIB9、SIB14、SIB17），它们的调度时机信息在MIB或SB的调度信息中描述。在每个重复的调度时机，UE都将有规律地读取包含这些动态参数的SIB。包含静态参数的SIB（SIB1-SIB6、SIB10-SIB3、SIB15、SIB16、SIB18），以值标签作为标识。值标签作为调度信息的一部分，包含在MIB或SB中。UE将某类型SIB值标签与最近一次读取的同类型值标签进行比较，若值发生改变，UE将重读该SIB。因此，对于包含静态参数的SIB，UE通过监视MIB，便可以了解这些SIB是否发生了更新。Page -24RNE TDSCDMA目前大唐OMC-R的配置Page -25RNE TDSCDMA系统信息广播和更新系统信息广播和更新处于空闲模式、处于空闲模式、处于空闲模式、CELL_PCHCELL_PCHCELL_PCH、CELL_FACHCELL_FACHCELL_FACH、URA_PCHURA_PCHURA_PCH状态的状态的状态的UEUEUE，读取，读取，读取BCHBCHBCH上广播上广播上广播的系统信息。在空闲模式和连接模式下，多种的系统信息。在空闲模式和连接模式下，多种的系统信息。在空闲模式和连接模式下，多种SIBSIBSIB的组合都是合法的，的组合都是合法的，的组合都是合法的，UEUEUE读读读取认为需要的取认为需要的取认为需要的SIBSIBSIB内容，并以小区或内容，并以小区或内容，并以小区或PLMNPLMNPLMN为单位储为单位储为单位储SIBSIBSIB，以备重回该小区或，以备重回该小区或，以备重回该小区或PLMNPLMNPLMN之用。之用。之用。l ll系统消息广播系统消息广播系统消息广播Page -26RNE TDSCDMA系统信息广播和更新系统信息广播和更新l系统消息更新Page -27RNE TDSCDMA系统消息修改l ll空闲模式、空闲模式、空闲模式、CELL_PCHCELL_PCHCELL_PCH或或或URA_PCHURA_PCHURA_PCH状态状态状态 l llCELL_FACHCELL_FACHCELL_FACH状态状态状态 Page -28RNE TDSCDMA第五章第五章 呼叫建立释放流程呼叫建立释放流程当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：UE和UTRAN建立RRC连接。通过直传消息，UE和CN建立连接。RAB建立流程。RAB释放和Iu释放流程。RRC连接释放流程。Page -29RNE TDSCDMAUE状态Page -30RNE TDSCDMA寻呼类型l寻呼处于IDLE,PCH状态下的UEl寻呼处于DCH,FACH状态下的UEPage -31RNE TDSCDMARRC连接建立流程连接建立流程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。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Page -32RNE TDSCDMARRC 连接建立在专用信道上连接建立在专用信道上Page -33RNE TDSCDMARRC建立在公共信道建立在公共信道当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。Page -34RNE TDSCDMARRC连接拒绝连接拒绝如果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RRC CONNECTION REJECT，在该消息中指明RRC连接拒绝的原因。Page -35RNE TDSCDMA直传消息流程直传消息流程直传消息指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。Page -36RNE TDSCDMA上行直传上行直传当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。Page -37RNE TDSCDMA下行直传消息当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。Page -38RNE TDSCDMAUE能力信息流程UE能力信息包括：安全能力、定位能力、测量能力、物理信道能力、传输信道能力等。由于UE的厂家和规格不同，能力也不一致，所以RRC连接建立之后，UE应当向UTRAN发送UE能力信息，以使网络侧按照UE支持的能力参数对其进行配置。Page -39RNE TDSCDMARAB建立流程建立流程RAB用于UE和CN之间传送语音、数据、多媒体等业务信息。UE和CN之间的信令连接建立完成后，才能建立RAB。RAB建立是由CN发起让UTRAN执行的功能。RAB建立基本过程如下：CN发起RAB指配请求消息RAB ASSIGNMENT REQUEST，RNC根据RAB指配请求中的QoS参数配置无线网络有关参数，然后通过RAB指配相应消息RAB ASSIGNMENT RESPONSE告诉CN该RAB成功建立还是失败。根据RAB建立前RRC连接状态与RAB建立后RRC连接状态，可以将RAB的建立流程分成以下三种情况：lDCH-DCH：RAB建立前RRC使用DCH，RAB建立后RRC使用DCH；lCCH-DCH：RAB建立前RRC使用CCH，RAB建立后RRC使用DCH；lCCH-CCH：RAB建立前RRC使用CCH，RAB建立后RRC使用CCH。Page -40RNE TDSCDMADCH-DCHPage -41RNE TDSCDMACCH-DCHPage -42RNE TDSCDMACCH-CCHPage -43RNE TDSCDMA业务释放流程对于一个UE，可能存在这样的情况：一条RRC连接对应多个RAB(例如同时进行VP业务和Web Browse业务)，CS域和PS域各自对应一条Iu信令连接。业务释放过程大体分几种情况。lCS域业务释放lPS域业务释放Page -44RNE TDSCDMACS域业务释放UE释放CS域业务时：l如果CS域只建立了一个RAB，则CN发起IU RELEASE COMMAND消息，RNC接收到此消息后，将自动释放Iu信令连接和RAB。业务释放完成后，SRNC将判断该RRC连接是否还有对应的Iu信令连接（PS域），若无，则发起RRC连接释放过程。l如果CS域建立了多个RAB，那么CN将只对需要释放的RAB发起RAB释放流程，不进行Iu信令连接的释放。Page -45RNE TDSCDMAPS域业务释放如果PS域只建立了一个RAB，那么CN首先对这条RAB发起RAB释放流程，结束后发送IU RELEASE COMMAND消息再释放Iu-PS接口的Iu信令连接。业务释放完成后，SRNC将判断该RRC连接是否还有对应的Iu信令连接（CS域），若无，则发起RRC连接释放过程。如果PS域建立了多个RAB，那么CN将只对需要释放的RAB发起RAB释放流程，不进行Iu信令连接的释放。Page -46RNE TDSCDMAIU信令释放流程信令释放流程RNCRNCRNC向向向CNCNCN域发送域发送域发送IuIuIu释放请求消息释放请求消息释放请求消息IU RELEASE REQUESTIU RELEASE REQUESTIU RELEASE REQUEST，发起，发起，发起IuIuIu接口的释放请求过程。消息表明接口的释放请求过程。消息表明接口的释放请求过程。消息表明请求请求请求IuIuIu连接释放的原因，由连接释放的原因，由连接释放的原因，由CNCNCN决定对决定对决定对IuIuIu释放请求如何反应，例如，如果释放请求如何反应，例如，如果释放请求如何反应，例如，如果CNCNCN决定释放决定释放决定释放IuIuIu连接，连接，连接，CNCNCN将发起将发起将发起IuIuIu释放过程。释放过程。释放过程。 Page -47RNE TDSCDMARAB释放流程释放流程l和RAB建立一样，可以将RAB的释放流程分成以下三种情况：DCH-DCH，释放RAB前RRC使用DCH，释放后RRC使用DCHCCH-CCH，释放RAB前RRC使用CCH，释放后RRC使用CCHDCH-CCH，释放RAB前RRC使用DCH，释放后RRC使用CCHl这里只介绍DCH-DCH RAB释放情况，其它情况可以类推Page -48RNE TDSCDMADCHDCH释放Page -49RNE TDSCDMACS域的联合释放域的联合释放Page -50RNE TDSCDMARRC释放流程释放流程RAB释放后，SRNC将判断系统中是否还存在由相同RRC承载的Iu信令连接。如果该UE对应的Iu信令连接已全部被释放，则释放该RRC连接。RRC连接释放就是释放UE和UTRAN之间的信令链路以及全部无线承载，经过RRC连接释放过程，无线接口上将释放所有与UE相关的信令连接。根据RRC连接所占用的资源情况，可进一步划分为两类：释放建立在专用信道上的RRC连接、释放建立在公共信道上的RRC连接。Page -51RNE TDSCDMA释放在专用信道上的释放在专用信道上的RRC连接连接Page -52RNE TDSCDMA释放在公共信道上的释放在公共信道上的RRC连接连接Page -53RNE TDSCDMA第六章第六章 移动性管理移动性管理l小区/URA更新1.小区更新2.URA更新3.切换4.硬切换5.接力切换Page -54RNE TDSCDMA小区更新触发条件小区更新触发条件1.上行数据传送若UE在URA_PCH或CELL_PCH状态下，RB1 或RB1以上的其它RB上有上行RLC数据块或控制块需要发送，则UE启动小区更新流程，设置原因值为“uplink data transmission”。2.寻呼响应若UE在URA_PCH或CELL_PCH状态下，收到针对该UE的PAGING TYPE 1消息，其中的“Used PAGING identity”为UTRAN identity，且不包含可选项“CN originated page to connected mode UE”，且触发条件1不满足，则UE启动小区更新流程，设置原因值为“PAGING response”。3.Radio link failure若UE在CELL_DCH状态下T313超时（物理层失步），且触发条件1、2不满足，则UE在释放专用物理信道资源后，启动小区更新流程，设置原因值为“Radio link failure”。若UE发送CAPABILITY INFORMATION消息时，连续N304发送失败（T304超时且V304N304），且触发条件1、2不满足，则UE启动小区更新流程，设置原因值为“Radio link failure”。Page -55RNE TDSCDMA4.Re-entering service area若UE在CELL_FACH或CELL_PCH状态下，进入无覆盖区后，又在T307或T317超时之前重新进入网络覆盖区，且触发条件1、2、3不满足，则UE启动小区更新流程，设置原因值为“re-entering service area”。5.RLC unrecoverable error若UE检测到其中的AM RLC实体发生了不可恢复的RLC错误，且触发条件1、2、3、4不满足，则启动小区更新流程，设置原因值为“RLC unrecoverable error”。6.Cell reselection若UE在CELL_FACH或CELL_PCH状态下进行小区重选，且触发条件1、2、3、4、5不满足，则启动小区更新流程，设置原因值为“Cell reselection”。若UE在CELL_FACH状态下，且C_RNTI为空，且触发条件1、2、3、4、5不满足，则启动小区更新流程，设置原因值为“Cell reselection”。Page -56RNE TDSCDMA7.Periodical cell update若UE在CELL_FACH或CELL_PCH状态下T305超时，且UE尚在配置了周期性更新的小区的覆盖范围内，且触发条件1、2、3、4、5、6不满足，则启动小区更新流程，设置原因值为“periodical cell update”。Page -57RNE TDSCDMA信令流程信令流程Page -58RNE TDSCDMAURA更新触发条件更新触发条件URA改变若UE 在URA_PCH状态下，检测到当前保存在“URA_IDENTITY”中的URA不包括在系统消息2的URA标识码列表中，或系统消息2的URA标识码列表为空，或没有收到系统消息2，则UE启动URA更新过程，设置原因值为“change of URA”。Periodic URA update若UE在URA_PCH状态下T305超时，且UE尚在配置了周期性更新的小区的覆盖范围内，则启动URA更新流程，设置原因值为“periodic URA update” Page -59RNE TDSCDMA信令流程信令流程Page -60RNE TDSCDMA切换流程切换流程l硬切换硬切换有两种算法：采用基于相对导频强度判决准则的切换流程；采用基于导频强度和信号质量相结合的判决准则的切换流程。总的来说，硬切换主要分为三个过程：测量过程、决策过程和执行过程。Page -61RNE TDSCDMA同一同一NODEB不同小区不同小区Page -62RNE TDSCDMA流程描述流程描述同一NB内不同小区间切换的执行过程：RNC判决进行切换后向NB发送无线链路增加请求，为目标小区建立无线链路；目标小区收到无线链路增加请求后，配置相应链路资源，配置完成后组织无线链路增加响应消息发往RNC；RNC收到目标小区的响应消息后，为目标小区建立Iub传输承载；RNC通过源小区的信道向UE发送PHYSICAL CHANNEL RECONFIGURATION消息，通知UE进行切换；UE收到PHYSICAL CHANNEL RECONFIGURATION消息后，做相应处理UE通过目标小区向RNC发送PHYSICAL CHANNEL RECONFIGURATION COMPLETE消息；RNC收到该消息后删除源小区的无线链路和Iub传输承载，切换完成Page -63RNE TDSCDMA接力切换接力切换Page -64RNE TDSCDMA重定位重定位若源小区和目标小区分属于不同RNC，则切换过程实际上是一SRNS重定位过程，切换的信令流程将涉及CN。TD-SCDMA RAN系统实现时将这种情况的切换以硬切换方式处理。Page -65RNE TDSCDMA重定位重定位Page -66RNE TDSCDMA电路域移动性管理电路域移动性管理位置更新过程是由HLR，MSC/VLR等实体之间逻辑配合完成。HLR记录移动用户当前位置信息和所有用户数据；VLR记录漫游到由该VLR控制位置区的移动用户的相关用户数据；MSC处理移动用户的位置登记进程，与移动用户对话并与HLR，VLR交互信息。位置更新包括正常位置更新，周期性位置更新，IMSI Attach。这三类更新的触发条件是不同的Page -67RNE TDSCDMA正常位置更新正常位置更新Page -68RNE TDSCDMA主叫流程Page -69RNE TDSCDMA主叫流程Page -70RNE TDSCDMA谢谢