TDSCDMA 话音呼叫流程信令浅析Word文档下载推荐.docx

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1.1RRC连接建立流程：

当RNC（RadioNetworkController：

无线网络控制器）接收到UE（UserEquipment：

用户设备）的RRC连接建立请求消息后，由RRM（RadioResourceManagement：

无线资源管理模块）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，则再判决是建立在专用信道还是公共信道。

RRC连接建立使用的信道不同，RRC连接建立流程也不一样。

当RRC连接建立在专用通道时，需要UE、RNC、NODEB（即基站）三者之间协商与数据同步，确定连接所需要的无线链路资源；

当RRC连接建立在公共信道上时，因为用的是已经建立好的小区公共资源，所以无需建立无线链路和用户面的数据传输承载。

图1.1RRC连接建立在公共信道流程图

1.11UE处于空闲模式下，当UE的非接入层请求建立信令连接时，UE将发起RRC连接建立过程。

每个UE最多只有一个RRC连接。

首先UE在上行CCCH（CommonControlChannelCCCH：

公共控制信道）上发送一个建立连接请求消息RRC_RRC_CONNECT_REQ，请求建立一条RRC连接。

主要参数为：

InitialUE-Identity（初始的UE标识，如IMSI，TMSI等参数）用来让网络识别发送该建立请求消息的UE；

Establishmentcause（建立原因）有多种类型，但UE每次只能选择其一；

ProtocolErrorIndicator（协议错误标识）用来标明是否有协议错误发生；

测量消息：

给出在Uu接口（即常说的空中接口或是无线接口）上的测量结果。

1.12RNC在下行CCCH上向UE发送连接建立消息RRC_RRC_CONN_SETUP。

主要参数：

UEIE（InformationElement：

信息单元）；

RB（radiobearer：

无线承载）信息；

TrCH（TransportChannel传输信道）IE；

上行传输信道；

下行传输信道；

物理信道IE；

UL（上行）无线资源和DL（下行）无线资源。

1.13UE在上行DCCH（DedicatedControlChannel：

专用控制信道）上向RNC发送RRC连接建立完成消息RRC_RRC_CONNECT_SETUP_CMP。

RRCtransactionidentifier（RRC事务标识）；

STARTlist（开始列表，包含CN域标识和开始值列表信息）；

UEradioaccesscapability（UE无线接入特性）；

UEradioaccesscapabilityextension（UE无线接入特性扩展）；

UEsystemspecificcapability（UE系统特性）；

至此RRC连接建立过程结束。

1.2初始直接传输建立信令连接：

RRC连接建立成功后，UE向CN（CoreNetwork:

核心网）发送初始直传消息，建立业务呼叫。

图1.2初始直传流程图

1.21UE生成初始直传消息RRC_INIT_DIRECT_TRANSF发送到网元NodeB。

请求建立业务呼叫。

NodeB收到消息RRC_INIT_DIRECT_TRANSF，生成含有初始直传消息的DCH（专用传输信道）数据帧，发送到网元RNC。

1.22RNC收到并处理含有初始直传消息的DCH数据帧，分配Iu（Iu口是指RNC与CN的接口）链路信令连接标识，组装成Iu口的初始直传消息RANAP_INITIAL_UE_MESSAGE，发送到网元CN。

在这条消息当中，就包括了CS（即语音业务）的位置更新请求及PS的ATTACH请求（即数据业务接入请求）。

1.23CN收到并处理消息RANAP_INITIAL_UE_MESSAGE，生成响应消息RANAP_COMMON_ID发送到网元RNC，其中携带了PermanentNASUEIdentity参数。

RNC将这个参数和用户的RNTI（radionetworktemporaryidentity：

无线网络临时标识）对应起来。

至此，直传过程结束。

1.3安全控制：

也即是鉴权加密的过程

图1.3鉴权加密流程图

1.31CN生成消息初始直传消息RRC_INIT_DIRECT_TRANSF（消息包含了Identity-Request）发送到网元RNC。

1.32RNC收到消息RRC_INIT_DIRECT_TRANSF，生成下行直传消息RRC_DL_DIRECT_TRANSF，组成含有Identity-Request的下行直传消息的DCH数据帧，发送到网元NodeB。

NodeB收到DCH数据帧，取出其中携带的消息RRC_DL_DIRECT_TRANSF发送到网元UE。

1.33UE收到消息RRC_DL_DIRECT_TRANSF（Identity-Request），根据RAND（随机消息）计算出三个参数：

RES（SIM卡中的鉴权响应参数）、CK（加密密钥）和IK（完整性保护密钥），将新的CK和IK写入SIM卡中。

UE发送上行直传消息RRC_UL_DIR_TRANSF（含有Identity-Response信息）到网元NodeB，其中携带着UE新计算出来的nas-Message。

NodeB收到含有鉴权响应的消息RRC_UL_DIR_TRANSF，组成含有Identity-Response信息上行直传消息的DCH数据帧发送到网元RNC。

1.34RNC收到并处理DCH数据帧，生成消息RANAP_DIRECT_TRANSFER（含有Identity-Response），发送到网元CN。

1.35CN收到并处理消息RANAP_DIRECT_TRANSFE（Identity-Response）。

CN根据消息中的RES信息进行判断：

●若判断结果为不正确，且不需要进行身份认证，则生成消息REJECT发送到网元RNC，转到RRC释放流程。

●若判断结果为不正确，且需要进行身份认证，则生成消息Identity-Request发送到网元RNC，发起身份认证过程，认证成功后进行再次鉴权，否则发起RRC释放流程。

●若判断结果为正确，且需要进行安全性控制，则生成消息安全模式校验消息RANAP_SECURITY_MODE_COMMAND发送到网元RNC，以实现加密和完整性检查过程。

●若判断结果为正确，但不需要进行安全性控制，CN向RNC发送RANAP_DIRECT_TRANSFER（含有location-updating-accept等表接受的消息），RNC收到后通过DCH数据帧将消息转发给NodeB，NodeB向UE发送RRC_DL_DIRECT_TRANSF（含有location-updating-accept信息），鉴权过程结束。

1.36RNC收到并处理消息RANAP_SECURITY_MODE_COMMAND，完成对RLC（RadioLinkControl：

无线链路控制）和MAC（MediaAccessControl：

介质访问控制子层协议）实体进行参数配置，并生成含有SecurityModeCommand的DCH数据帧发送到网元NodeB，NodeB收到DCH数据帧，取出其中携带的消息RRC_SECURITY_MODE_CMD发送到网元UE。

1.37UE收到并处理消息RRC_SECURITY_MODE_CMD，UE根据是否支持加密算法和完整性检查算法进行判断：

●如果判断结果为不支持，则生成消息RRC_SECURITY_MODE_FAI发送到网元NodeB，加密过程失败。

●如果判断结果为支持，则生成消息RRC_SECURITY_MODE_CMP发送到网元NodeB。

NodeB收到消息RRC_SECURITY_MODE_CMP，生成含有SecurityModeComplete的DCH数据帧发送到网元RNC。

1.38RNC收到并处理DCH数据帧，生成认证完成的消息RANAP_SECURITY_MODE_COMPLETE发送到网元CN，加密过程结束。

1.4建立RAB:

RAB（RadioAccessBearer）是指用户平面的承载，用于UE和CN之间传送语音，数据及多媒体业务。

当用户发起呼叫之后就要建立RAB连接，要进入这一流程的前提条件是UE已经建立RRC连接，并且已经通过CN鉴权。

图1.4RAB建立流程图

1.41CN生成消息RANAP_RAB_ASSIGNMENT_REQ发送到网元RNC，消息中携带QoS参数，用户平面模式等信息，CS域还包括TransportLayerAddress、BindingID等信息。

RNC收到并处理RAB指配请求消息RANAP_RAB_ASSIGNMENT_REQ，RNC根据消息中的参数，进行接纳控制：

若判断结果为拒绝接纳，则向CN发送带有失败指示的RAB分配信息RANAP_RAB_ASSIGNMENT_RESP，CN会发起信令连接释放流程，转到RRC释放流程；

若判断结果为接纳，则RNC为其分配相应的L1和L2参数，并生成消息ALCAP（AccessLinkControlApplicationProtocol：

接入链路控制应用协议）IuEstablishrequest发送到网元CN。

CN收到并处理消息ALCAPIuEstablishRequest，生成消息ALCAPIuEstablishConfirm并发送到网元RNC。

RNC收到并处理消息ALCAPIuEstablishConfirm，将Iu数据传输承载与RAB捆绑在一起。

RNC生成无线链路重新分配准备消息NBAP_RL_RECFG_PREP发送到网元NodeB，携带无线链路的物理信道信息（RL功率等功控信息）和传输信道信息（上下行传输信道的TFS/TFCS，以及其映射的DPCH的时隙/码/midamble位移等信息），实现通知NodeB为新的无线承载预留资源的目的。

1.42NodeB收到并处理消息NBAP_RL_RECFG_PREP。

NodeB根据需要预留的资源进行判断：

如果不能完成无线链路分配，生成无线链路重分配失败消息NBAP_RL_RECFG_FAI发送到网元RNC，转到RRC释放流程；

如果能够完成无线链路分配，生成消息无线链路重分配准备完成的消息NBAP_RL_RECFG_READY发送到网元RNC，消息中携带TransportLayerAddress、BindingID等信息。

1.43RNC收到并处理消息NBAP_RL_RECFG_READY，生成消息ALCAPIubEstablishRequest发送到网元NodeB，以实现建立Iub数据传输承载的目的。

NodeB收到并处理消息ALCAPIubEstablishRequest，生成消息ALCAPIubEstablishConfirm发送到网元RNC。

RNC收到并处理消息ALCAPIubEstablishConfirm，生成DownlinkSynchronisation控制帧发送到网元NodeB，以实现传输信道同步的目的。

NodeB收到并处理DownlinkSynchronisation控制帧，生成UplinkSynchronisation控制帧发送到网元RNC，报告RNC下行同步帧的到达时间ToA，RNC根据ToA对时间进行调整，达到DCH帧的下行同步。

1.44RNC收到并处理UplinkSynchronisation控制帧，完成传输信道同步后，生成无线链路重分配完成的消息NBAP_RL_RECFG_COMMIT发送到网元NodeB，消息中携带启动时间，指示NodeB在启动时间（CFN）开始使用新的无线链路配置。

RNC完成以上过程后，生成含有无线链路建立消息RRC_RB_SETUP的DCH数据帧发送到网元NodeB，消息中携带RB信息（业务RB），启动时间（CFN），以及无线链路的物理信道信息和传输信道信息（包括功控信息，TFS/TFCS，时隙/码等）。

1.45NodeB收到DCH数据帧，取出其中携带的消息RRC_RB_SETUP发送到网元UE。

UE收到并处理消息RRC_RB_SETUP。

UE按照消息中的内容判断：

若判断结果为无法接受新的无线配置，UE生成无线链路建立失败消息RRC_RB_SETUP_FAI发送到网元NodeB，转到RRC释放流程；

若判断结果为可以接受新的无线配置，UE将和NodeB/RNC在同一启动时间（CFN）同时启动新的TFS和TFCS。

UE使用新的TFS和TFCS后，生成无线承载链路建立完成消息RRC_RB_SETUP_CMP发送到网元NodeB。

NodeB收到消息RRC_RB_SETUP_CMP，生成DCH（RRC_RB_SETUP_CMP）数据帧发送到网元RNC。

1.46RNC收到并处理DCH（RRC_RB_SETUP_CMP）数据帧，RNC的用户平面生成INITIALISTATION控制帧发送到网元CN，发起IU接口用户平面初始化。

CN收到并处理消息INITIALISTATION控制帧，完成IU接口用户面的初始化后，生成INITIALISTATIONACK控制帧发送到网元RNC。

RNC收到并处理INITIALISTATIONACK控制帧，生成无线承载链路重分配响应消息RANAP_RAB_ASSIGNMENT_RESP发送到网元CN，消息中带有成功指示。

网元CN收到并处理消息RANAP_RAB_ASSIGNMENT_RESP，RAB建立完成。

2、主叫流程：

UE完成RRC连接、鉴权、RAB连接之后，可顺利进入呼叫流程。

图2.1语音呼叫（主叫）流程图

2.1UE在获得鉴权通过的结果后，生成消息RRC_UL_DIR_TRANSF发送到网元NodeB。

RRC_UL_DIR_TRANSF消息中包含NAS域信息和NAS消息NodeB收到RRC_UL_DIR_TRANSF消息，生成DCH数据帧发送到网元RNC。

2.2RNC收到DCH数据帧，生成含有呼叫建立信息的消息RANAP_DIRECT_TRANSFER,发送到网元CN。

而其中的SETUP消息中包含了会话标识，承载能力，被叫方号码，被叫方子地址等信息。

2.3CN收到并处理消息RANAP_DIRECT_TRANSFER，生成含有CALLPEOCEEDING的消息RANAP_DIRECT_TRANSFER发送到网元RNC。

表示建立呼叫需要的全部信息已经得到。

2.4RNC收到消息RANAP_DIRECT_TRANSFER（含有CALLPEOCEEDING），生成DCH（RRC_DL_DIRECT_TRANSF）数据帧发送到网元NodeB。

UE收到并处理消息RANAP_DIRECT_TRANSFER（CALLPEOCEEDING），等待CN发起RAB的建立。

2.5RAB建立完成，被叫方触发振铃发送到CN，则CN生成含有ALERTING信息的消息RANAP_DIRECT_TRANSFER发送到网元RNC。

2.6RNC收到RANAP_DIRECT_TRANSFER（含有ALERTING）消息，生成RRC_DL_DIRECT_TRANSF（含有ALERTING）消息，组成DCH数据帧发送到网元NodeB。

NodeB收到DCH数据帧，取出其中携带的消息RRC_DL_DIRECT_TRANSF（含有ALERTING）发送到网元UE.UE收到并处理消息RRC_DL_DIRECT_TRANSF（含有ALERTING）。

2.7CN生成含有CONNECT信息的消息RANAP_DIRECT_TRANSFER发送到网元RNC。

2.8RNC收到RANAP_DIRECT_TRANSFER（含有CONNECT）消息，生成消息RRC_DL_DIRECT_TRANSF（含有CONNECT），组成DCH数据帧发送到网元NodeB。

NodeB收到DCH数据帧，取出其中携带的消息RRC_DL_DIRECT_TRANSF（CONNECT），发送到网元UE.

2.9UE收到并处理消息RRC_DL_DIRECT_TRANSF（CONNECT），生成含有CONNECTACK信息的消息RRC_UL_DIR_TRANSF发送到网元NodeB。

NodeB收到消息RRC_UL_DIR_TRANSF（CONNECTACK），生成DCH数据帧发送到网元RNC。

2.10RNC收到并处理DCH数据帧，生成RANAP_DIRECT_TRANSFER（CONNECTACK）消息发送到网元CN。

CN收到RANAP_DIRECT_TRANSFER（CONNECTACK）消息，此流程结束。

2、被叫流程：

是由CN生成消息Paging发送到网元RNC。

RNC收到并处理消息Paging，生成PCH数据帧发送到网元NodeB，其中携带PagingType1消息（当UTRAN（即陆地无线接入网络）收到某个CN域（CS域或PS域）的寻呼消息时，首先判断UE是否与另一个CN域建立了信令连接，如果没有建立信令连接，那么UTRAN只能知道UE当前所在的服务区，并通过寻呼控制信道将寻呼消息发送给UE，这就是PagingType1消息）。

NodeB收到PCH数据帧，取出其中的PagingType1消息发送到网元UE。

UE收到并处理PagingType1消息，完成RRC（DCH）建立过程。

之后就是直传、鉴权、RAB建立、通话建立的过程。

3、释放流程也是分多种，有RRC释放、RAB释放、Iu释放等。

3.1RRC释放：

通常在有网络拒绝会发起RRC释放，RRC连接释放后，UE进入IDLE模式，Iu接口信令连接、RAB、RB及其他资源都会被释放。

3.2RAB释放：

当CN认为某个业务完成或出现异常时，CN发起RAB释放。

RAB释放过程可以由UE/CN触发，也可以由UTRAN触发。

释放的过程中，该业务对应的RB也会被释放。

3.3IU释放：

业务（语音或数据业务）结束后，CN向RNC发送IU释放命令，释放所有资源包括IU口资源、RB资源和RAB资源。

不同的业务类型，信令流程内容也是有差别的，但通常都是要经过RRC连接、鉴权、RAB建立、释放的过程，只是其中所携带的消息内容不同。

对于DRNC820来说，通常跟踪到的就是以上提到的信令，具体里面所携带的具体信息，有待我们进一步的去了解。

参考文献：

1、〈〈3G/B3G网络核心技术与应用〉〉

2、〈〈TD-SCDMA系统技术培训手册〉〉

3、〈〈TD-SCDMA信令流程教程〉〉

4、〈〈TD-SCDMA基本信令流程〉〉