呼叫建立和释放流程分析.docx
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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
5.4.6UPLINKDIRECT
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