主讲人:呼叫流程培训网络协议结构L2/L3通讯协议包括接入层(AccessStratum)与非接入层(NonAccessStratum)两大部分。接入层的通讯协议都与无线接入相关,AS层存在于UE和RNC中。相对地,与无线接入无关的高层协议就是非接入层协议,NAS层存在于UE和CN中,主要处理与业务相关的功能。AS层:包括RRC、RLC、MAC、PDCP、BMC等层,其主要的服务为:无线资源管理、QoS控制、无线信道传输格式设置、业务数据分割组装、安全处理等。NAS层:包括MM、GMM、CC、SM、SMS、SS等层,其主要的服务为:用户身份注册与认证管理、移动性管理、CS/PS呼叫服务管理、以及CS/PS呼叫参数设置等。网络协议结构非接入层协议模型GMMSM-SAPMM-sublayerGMMGMMcoordMNSMS-SAPGMMREG-SAPMMSMS-SAPMMCC-SAPMMSSSAPPMMSMS-SAPMNSS-SAPMNCC-SAPGMMSMS-SAPTITIPDPTICMCCSSGSMSTIPDMMMMcoordPDSMREG-SAPRABMSM-SAPRABMRAB1-SAPRABEntity1RABEntity2RABEntitynRABControlRABn-SAPRAB2-SAPSMGMMRABM-SAPAccessStratumsublayerRABMAS-SAPGMMAS-SAPRRCPDCPPDCPn-SAPBMCPDCP2-SAPPDCP1-SAPRR-SAPGMMSSSAPTIGMMSS2SAPMM层协议MM(MobilityManagement)层通讯协议:包括CS的MM与PS的GMM,负责两种服务模式下的移动管理与注册服务,如通知网络UE目前的位置、提供用户身份确认、提供用户识别的保密机制、对连接管理层(CM)提供连接管理的服务等,其功能包括用户身分认证与识别注册、手机移动位置上报、呼叫响应、MM连接创建与消息交换等。MM:IMSIDETACHINDICATIONLOCATIONUPDATINGREQUESTAUTHENTICATIONREQUESTGMM:AttachrequestDetachrequestRoutingareaupdaterequestP-TMSIreallocationcommandAuthenticationandcipheringreqCM层协议CM(ConnectionManagement)层通讯协议:包括CS的CC与PS的SM,负责两种服务模式下的连接管理。CC(CallControl)通讯协议:用以创建、维护或释放CS连接。SM(SessionManagement)通讯协议:用以设置PS传输服务,提供传输所需服务通道(RadioAccessBearer)的设置控制。PS传输服务是由PDP上下文参数来设置,其属性包括各种应用层地址(如IP地址等)、网络访问节点信息、传输服务质量等,而此参数便是由SM来进行设置、更改与启用、终止。另外,CM层通讯协议还包括提供来电转移、来话限制等附加服务的SS(SupplementaryService)、提供短消息发送与接收服务的GSMS(GPRSShortMessageService)、以及提供基站广播消息接收处理服务的CBS(CellBroadcastingService)等通讯协议。CC:ALERTING(发信号)CALLCONFIRMED(呼叫确认)CALLPROCEEDING(进行呼叫)CONNECT(连接)CONNECTACKNOWLEDGE(确认连接)SETUP(设置)DISCONNECT(断开)RELEASE(释放)RELEASECOMPLETE(完整释放)SM:ActivatePDPcontextrequestActivatePDPcontextacceptActivatePDPcontextrejectDeactivatePDPcontextrequestDeactivatePDPcontextacceptCC与SM消息举例几个概念在介绍呼叫处理流程之前,首先要了解几个概念。RRC连接。RRC连接是UE与UTRAN的RRC协议层之间建立的一种双向点到点的连接。对一个UE来说,至多存在一条RRC连接。RRC连接在UE与UTRAN之间传输无线网络信令,如进行无线资源的分配等等。RRC连接在呼叫建立之初建立,在通话结束后释放,并在期间一直维持。非接入层信令连接。如果说RRC连接建立了UE与UTRAN之间的信令通路,那么非接入层信令连接则是建立了UE与CN之间的信令通路。非接入层信令连接主要传输UE与CN之间非接入层信令。在UTRAN中,非接入层信令是通过上下行直接传输信令透明传输的。无线接入承载(RAB)。RAB可以看作是UE与CN之间接入层向非接入层提供的业务,主要用于用户数据的传输。RAB直接与UE业务相关,它涉及接入层各个协议模块,在空中接口上,RAB反映为无线承载(RB)。无线承载(RB)。RB是UE与UTRAN之间L2向上层提供的业务。上面我们提到的RRC连接也可以看作是一种承载信令的RB(SRB)。无线链路(RL)。无线链路是指一个UE和一个UTRAN接入点之间的逻辑连接。其物理实现包含一个或多个RB。几个概念UE协议状态EstablishRRCConnectionReleaseRRCConnectionUTRARRCConnectedModeUTRA:Inter-RATHandoverUTRA:Inter-RATHandoverGSM:HandoverEstablishRRCConnectionReleaseRRCConnectionURA_PCHCELL_PCHGSMConnectedModeEstablishRRConnectionReleaseRRConnectionIdleModeCampingonaUTRANcell1CampingonaGSM/GPRScell1GPRSPacketIdleMode1GPRSPacketTransferModeInitiationoftemporaryblockflowReleaseoftemporaryblockflowCellreselectionCELL_DCHoutofserviceinserviceCELL_FACHoutofserviceinserviceoutofserviceinserviceUTRA:Inter-RATHandoverGSM:PSHandoverUE有空闲、连接两种基本运行模式,在连接模式下有四种状态①CELL-PCHstatus②URA-PCHstatus③CELL-FACHstatus④CELL-DCHstatusIdlemodeUE开机后,在一个小区中读取系统消息,监听寻呼信息,处于Idle状态。在Idle状态下,UE的所有连接在接入层都是关闭的,UE的识别通过非接入层标识(如IMSI、TMSI和P-TMSI)来区别。UTRAN中没有为处于空闲模式的UE建立上下文。如果要寻址一个特定的UE,只能在一个小区内向所有的UE或向监听同一寻呼时段的多个UE发送寻呼消息。CELL_DCH状态CELL_DCH状态的基本特征是,UE被分配了专用的物理信道。在该状态下,除了上下行专用物理信道DPCH外,UE还可能被分配物理上下行共享信道PUSCH和/或PDSCH。根据UTRAN的分配情况,UE可以使用专用传输信道DCH、上行共享传输信道USCH、下行共享传输信道DSCH,以及这些传输信道的组合。UTRAN根据当前的激活信道集知道该UE已经处在小区识别等级上。UE和UTRAN建立RRC连接,并且RRC连接建立在DCH上。UE进入CELL_DCH状态。CELL_FACH状态CELL_FACH状态的基本特征是,UE与UTRAN之间不存在专用物理信道连接。UE在下行方向将连续监视FACH传输信道,而在上行方向可以使用公共或共享传输信道(如RACH)。UE在任何时候都可以在相关传输信道上发起接入过程。根据UTRAN的分配情况,UE在此状态下可以使用USCH或DSCH传输信道。UTRAN也可以根据UE最后一次执行的小区更新过程,知道UE当前所处的小区。UE和UTRAN建立RRC连接,并且RRC连接建立在公共信道上。UE进入CELL_FACH状态。CELL_PCH状态CELL_PCH状态的基本特征是,UE与UTRAN之间不存在专用物理信道连接,而且UE也不可以使用任何上行物理信道。在该状态下,UE为节省功耗,可以使用DRX方式去监听PICH所指示的PCH信道。UTRAN根据UE上次在CELL_FACH状态下执行的最后一次小区更新过程,知道UE当前所处的小区。如果UE需要发送上行数据(响应寻呼或者发起呼叫),必需先从CELL_PCH状态转移到CELL_FACH状态。在该状态下,RRC子层通过小区重选过程执行连接移动性管理。URA_PCH状态URA_PCH状态的基本特征是,UE与UTRAN之间不存在专用物理信道连接,而且UE也不可以使用任何上行物理信道。在该状态下,UE为节省功耗,可以使用DRX方式去监听PICH所指示的PCH信道。UTRAN根据UE上次在CELL_FACH状态下执行的最后一次URA更新过程,知道UE当前所处的URA。如果UE需要发送上行数据(响应寻呼或者发起呼叫),必需先从URA_PCH状态转移到CELL_FACH状态。在该状态下,RRC子层通过小区重选过程执行连接移动性管理。寻呼流程PagingType1PagingType1寻呼处于以下几种状态的UE。RRCIdleModeRRCconnectedmode①CELL_PCHstate②URA_PCHstateUENodeB1.1NodeB2.1RNC1RNC2CNRANAPRANAP1.Paging2.PCCH:PagingType1RANAPRANAP1.Paging3.PCCH:PagingType1寻呼流程PagingType2PagingType2寻呼处于以下几种状态的UE。RRCconnectedmode①CELL_DCHstate②CELL_FACHstate比如,当UE在进行PS业务的时候(处于CELL_DCH、CELL_FACH态),此时UE再并发一个CS被叫业务,用PagingType2寻呼UE。UEServingRNCCNRRCRRC2.DCCH:PagingType2RANAPRANAP1.Paging呼叫流程各阶段UENodeBRNCCNRRC连连连连连连连连连连连连连连连连连连连连连连RRC连接建立5.DownlinkSynchronisationUENodeBServingRNSServingRNCDCH-FPDCH-FPAllocateRNTISelectL1andL2parametersRRCRRC1.CCCH:RRCConnectionRequestNBAPNBAP3.RadioLinkSetupResponseNBAPNBAP2.RadioLinkSetupRequestRRCRRC7.CCCH:RRCConnectionSetupStartRXdescriptionStartTXdescription4.ALCAPIubDataTransportBearerSetupRRCRRC9.DCCH:RRCConnectionSetupCompleteDCH-FPDCH-FP6.UplinkSynchronisationNBAPNBAP8.RadioLinkRestoreIndicationRRC连接建立在DCH上RadioLinkRestoreIndicationNodeB通知RNC,一条或多条无线链路或者一条无线链路中的CCTrCHs完成、重新完成Uu接口的上行同步。NodeB可以初始化这一过程在无线链路建立以后的任何时间。