《WCDMA信令流程》PPT课件.ppt
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1、河南移动计划建设部,WCDMA基本信令流程,河南移动计划建设部,前言,在WCDMA的协议中,各种流程层出不穷,令人眼花缭乱。如何才能从整体上去把握WCDMA的各种协议?如何才能对WCDMA的流程有个条理的认识?如何能对UE从开机、移动、进行业务、关机的过程中发生的各种信令流程有个总体的认识?请看,河南移动计划建设部,课程目标,掌握UE工作模式及其根据信令流程进行的状态迁移掌握基本呼叫流程和移动性相关信令流程掌握基本业务流程,学习完本课程,您将能够:,河南移动计划建设部,课程内容,T,第一章 信令流程基本概念第二章 基本呼叫流程第三章 移动性管理流程第四章 典型业务流程,河南移动计划建设部,第一
2、章 信令流程基本概念,UE的工作模式与状态SRNC、DRNC与CRNC Source RNC与Target RNC,河南移动计划建设部,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,河南移动计划建设部,UE在连接模式下的状态,Cell
3、-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。,河南移动计划建设部,UE在连接模式下的状态,Cell-PCHUE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
4、样,UE所位于的小区变化后,UTRAN需要更新UE的小区信息。URA-PCHUE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。,河南移动计划建设部,UE工作模式的转换,-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),RRC connection,这些状态
5、只用与UTRAN与UE,对CN来说,这些状态是透明的,河南移动计划建设部,UE开机后进入IDLE状态,手机开机高层指示RRC搜索网络搜速过程中,RRC控制L1寻找驻扎小区(频率,扰码)RRC检测BCH上的系统消息侦听PCH上的寻呼信号RRC通知上层已经进入IDLE 状态UE准备做位置更新流程和IMSI Attach流程,河南移动计划建设部,IDLE状态(1),手机监听寻呼信道(Paging Channel)RRC检测寻呼信息中的ID信息RRC检测系统消息更新信息RRC控制L1测量检测,进行小区重选判决RRC控制进行小区重选收到寻呼消息、呼叫、位置更新,高层指示RRC与网络侧间建立RRC连接,河
6、南移动计划建设部,IDLE状态(2),RRC建立RAN连接,进入CELL_FACH或 CELL_DCH 状态RRC建立信令承载RRC指示RLC启用UM/AM模式进行信令信息传送,UE,UTRAN,RRC CONNECTION SETUP,RRC CONNECTION REQUEST,RRC CONNECTION SETUP COMPLETE,河南移动计划建设部,UE FACH状态,核心网的消息通过RRC信令承载UE在FACH上接收下行消息UE在RACH信道上发送上行消息在SRB上传送高层(MM/GMM)以及 RRC对等实体间的消息信令(L1)+流量(MAC)测量报告网络侧通过RB建立建立用户面
7、,RRC按照网络侧指示配置L1、MAC、RLC各层的具体参数网络侧可以通过启动安全模式控制流程进行加密,河南移动计划建设部,UE DCH状态,UE使用专用信道与网络侧通信在SRB上传送高层(MM/GMM)以及 RRC对等实体间的消息UE在DCH(PDCH)上接收下行消息UE在DCH(PDCH)上发送上行消息在进行分组业务(Packet Switched Data)的情况下,如果没有流量,网络侧将指示UE迁移到URA_PCH或CELL_PCH状态,河南移动计划建设部,UE PCH状态,活动减少,节省电能L1使用DRX侦听寻呼消息寻呼消息将使UE重新进入CELL_FACH/CELL_DCH状态UE
8、通过小区更新过程重新进入CELL_FACH状态URA_PCH状态下,UE通过URA更新过程以进行URA重选L1的测量过程与IDLE状态下的情况类似,河南移动计划建设部,第一章 信令流程基本概念,UE的工作模式与状态SRNC、DRNC与CRNC Source RNC与Target RNC,河南移动计划建设部,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
9、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,河南移动计划建设部,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CRNCCRNC对其控制的所有Node B的资源进行合理的分配和使用,河南移动计划建设部,第一章 信令流程基本概念,UE的工作模式与状态SRNC、DRNC与CRNC Source RNC与Target
10、 RNC,河南移动计划建设部,Source RNC与Target RNC,SRNS Relocation就是将某个UE的SRNC的角色由一个RNC转到另外一个 RNC的过程.SRNS Relocation前,该UE的SRNC(Serving RNC)叫Source RNC,即将承担SRNC角色的目标RNC叫Target RNC.Source RNC和Target RNC是在一次SRNS Relocation过程中对于不同RNC的称谓.,河南移动计划建设部,本章小结,UE工作的模式主要有Idle模式和Connected模式,Connected模式又包括Cell-DCH,Cell-FACH,Cel
11、l-PCH和URA-PCH,他们之间通过信令流程互相转化,而且某些信令流程只能发生在特定的工作模式。SRNC和DRNC是针对特定UE的逻辑概念。CRNC是针对NodeB而言的网络规划结果。Source RNC和Target RNC是在一次SRNS Relocation过程中对于不同RNC的称谓。,河南移动计划建设部,课程内容,T,第一章 信令流程基本概念第二章 基本呼叫流程第三章 移动性管理流程第四章 典型业务流程,河南移动计划建设部,第二章 基本呼叫流程,总体业务流程公共流程 电路域业务流程 分组域业务流程,河南移动计划建设部,主叫业务流程,CN,接入层:PLMN选择,小区选择,RRC连接建
12、立,Iu连接建立,进行非接入层的MM信令交互:附着(包括鉴权加密、位置更新),进行业务:电路域的CC过程,分组域的SM过程,建立业务承载链路,结束业务:电路域的CC过程,分组域的SM过程,拆除业务承载链路,进行非接入层的MM信令交互:分离(包括电路域、分组域的分离),接入层:RRC连接释放,开机,关机,接入层:RRC,非接入层:MM/SM/CC/SMS,接入层:RANAP,Iu连接释放,河南移动计划建设部,被叫业务流程,CN,接入层:RRC连接建立,进行业务:电路域的CC过程,分组域的SM过程,建立业务承载链路,结束业务:电路域的CC过程,分组域的SM过程,拆除业务承载链路,进行非接入层的MM
13、信令交互:鉴权加密,接入层:RRC连接释放,待机,接入层:RRC,非接入层:MM/SM/CC/SMS,非接入层发起寻呼流程,Iu接口信令连接建立,Iu接口信令连接释放,接入层:RANAP,待机,河南移动计划建设部,第二章 基本呼叫流程,总体业务流程公共流程 电路域业务流程 分组域业务流程,河南移动计划建设部,PLMN选择和重选,PLMN选择和重选的目的是选择一个可用的(就是能提供正常业务的),最好的PLMN。UE会维护一个PLMN列表,这些列表将PLMN按照优先级排列,然后从高优先级向下搜索。RPLMN(registered PLMN)优先级最高。RPLMN就是上次注册成功的PLMN,无论自动
14、选网还是手动选网,UE开机后,首先就会尝试RPLMN,成功后,就不会有后续过程。如果不成功,UE就会生成一个PLMN列表PLMN选择和重选的模式有两种,自动和手动。自动选网就是UE按照PLMN的优先级顺序自动的选择一个PLMN,手动选网呢,将当前的所有可用网络呈现给用户,将权利给用户,由用户选择一个PLMN。,河南移动计划建设部,小区选择和重选,当PLMN选定之后,就要进行小区选择,目的是选择一个属于这个PLMN的信号最好的小区。小区选择的过程大致如下:1、小区搜索:小区搜索的目的是找到一个小区,尽管它可能不属于选择的PLMN的。先进行时隙同步(主SCH),然后进行帧同步(副SCH),接着进行
15、主扰码同步;2、读广播信道:通过判读广播信道中的参数,断定当前小区是否是可用的PLMN和小区。如果可用则驻留下来,如果不可用,则重选小区,如果没有一个小区符合条件,则进行PLMN的重选。,河南移动计划建设部,UE与USIM的交互(1),在USIM卡中有两个文件,EFLOCI和EFPSLOCI,确定了RPLMN。无论自动选网还是手动选网,UE开机后,首先就会尝试RPLMN,成功后选择接入技术。选定PLMN后,对于每一个PLMN需要指明优先选用的接入技术。接入技术的优先级就在“.with Access Technology”文件中指出。如果没有指出,那么一般而言,优先选用的是GERAN。,河南移动
16、计划建设部,UE与USIM的交互(2),如果UE尝试RPLMN不成功,UE就按照上述有优先级的PLMN列表一个一个的搜索并尝试位置登记。1)HPLMN,UE从USIM卡文件EFIMSI中获取2)UE从USIM中的文件EFPLMNwAcT中获取的PLMN 3)UE从USIM中的文件EFOPLMNwACT中获取的PLMN4)UE搜索信号质量较好的PLMN,因此USIM卡中的几个决定PLMN搜索顺序的文件确定了UE尝试接入的PLMN列表。,河南移动计划建设部,网络参数对小区重选的影响,对于每一个PLMN可以指明优先选用的接入技术。引导终端优选择3G或2G的网络。接入技术的优先级就在“.with Ac
17、cess Technology”文件中指出。在系统运行中,网络侧可以通过系统消息调整小区重选的参数(小区重选偏置参数和小区重选迟滞参数),从而引导终端优选某一个小区。,河南移动计划建设部,RRC连接建立,RRC连接建立在公共信道上:,河南移动计划建设部,RRC连接建立,RRC连接建立在专用信道上:,河南移动计划建设部,信令建立流程,信令建立流程是在UE与UTRAN之间的RRC连接建立成功后,UE通过RNC建立与CN的信令连接,也叫“NAS信令建立流程”,用于UE与CN的信令交互NAS信息,如鉴权、业务请求、连接建立等UE与CN的交互的信令,对于RNC而言,都是直传消息。RNC在收到第一条直传消
18、息时,即:初始直传消息(Initial Direct Transfer),将建立与CN之间的信令连接,该连接建立SCCP之上,河南移动计划建设部,呼叫释放,呼叫释放流程分为两种类型:UE发起的释放和CN发起的释放,两种释放类型的区别主要在于高层的呼叫释放请求消息由谁先发出,但最终的资源释放都是由CN发起的。当CN决定释放呼叫后,将向SRNC发送IU RELEASE COMMAND消息。SRNC收到该释放命令后,有如下操作步骤:1)向CN返回IU RELEASE COMPLETE消息;2)发起IU接口用户面传输承载的释放;3)释放RRC连接。,河南移动计划建设部,RRC连接释放,RRC释放就是释
19、放UE和UTRAN之间的信令链路以及全部无线承载。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连接和释放建立在公共信道上的RRC连接,河南移动计划建设部,RRC连接释放,释放在专用信道上的RRC连接:,释放在公共信道上的RRC连接:,河南移动计划建设部,附着流程,对于非接入层的一些公共流程来说,PS域和CS域的流程都是很类似的。下面主要介绍PS域的流程。,HLR,新SGSN,旧SGSN,1、附着请求,2、身份验证,2、身份验证,3、鉴权,3、鉴权,4、更新位置,5、清除位置,6、插入用户数据,7、附着接受,河南移动计划建设部,分离流程(手机发起),手机发起的
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