TD-SCDMA异常信令流程分析 - irm(2)

鼎桥通信设备有限公司 TD-SCDMA异常信令流程分析 DTX Discontinuous Transmission FACH Forward Access Channel FP Frame Protocol

GGSN Gateway GPRS Support Node GMM GPRS Mobility Management GTP GPRS Tunneling Protocol

GTP-U GPRS Tunnelling Protocol for User Plane HPLMN Home Public Land Mobile Network IMSI International Mobile Subscriber Identity LAC Location Area Code LAI Location Area Identity MS Mobile Station MTP Message Transfer Part

MTP3-B Message Transfer Part level 3 NBAP Node B Application Part P-CCPCH Primary Common Control Physical Channel PCH Paging Channel PDP Packet Data Protocol PICH Page Indicator Channel

PLMN Public Land Mobile Network QoS Quality of Service RA Routing Area

RACH Random Access Channel RAN Radio Access Network

RANAP Radio Access Network Application Part RNC Radio Network Controller

RPLMN Registered Public Land Mobile Network RRC Radio Resource Control

SAAL Signalling ATM Adaptation Layer SGSN Serving GPRS Support Node

SSCOP Service Specific Connection Oriented Protocol UE User Equipment

UMTS Universal Mobile Telecommunications System URAN UMTS Radio Access Network

USIM Universal Subscriber Identity Module

CTAC Team

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2 概述

UMTS（Universal Mobile Telecommunication System）通用移动通信系统与第二代移动通信系统在逻辑结构方面基本相同。如果从功能上看，可以分成一些不同功能的子网(subnetwork),主要包括核心网(Core Network，CN)和无线接入网(Radio Access Network，RAN)两部分。核心网主要处理UMTS系统内部所有的话音呼叫、数据连接和交换，以及与外部其它网络的连接和路由选择。无线接入网完成所有与无线有关的功能。这两个子网与用户终端设备(User Equipment，UE)一起构成了完整的UMTS系统，其结构如图2.1所示。图中UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network)执行RAN的功能，它与核心网CN之间的接口为Iu（电路域的Iu-CS接口，分组域的Iu-PS接口、以及广播域的Iu-BC），与用户终端设备UE之间的接口为Uu。在UTRAN内部，Node B与RNC之间的接口为Iub接口，RNC与RNC之间的接口为Iur接口。

图2.1

UMTS网络单元构成示意图

3 基本信令流程及其典型异常流程分析与处理

3.1

无线资源管理流程

3.1.1 信令连接建立

UE处于空闲模式下，当UE的非接入层请求建立信令连接时，UE将首先发起RRC连接建立过程。每个UE最多只能建立一个RRC连接。

RNC接收到UE的RRC CONNECTION REQUEST消息，对于RRC连接建立在DCH或FACH上，是根据当前网络的无线资源状态，系统的负荷情况，以及用户建立该连接的原因等方面综合考虑的。如果RNC接受该RRC连接建立请求，则再判决是将RRC连接建立在专用信道还是公共信道上。对于RRC连接建立使用不同的信道，RRC连接建立流程也不同。

3.1.1.1 正常流程1－信令连接建立时，RRC连接建立在DCH上

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Node B RNC CN UE-MM-RRC-1 CCCH: RRC Connection Request RRC Allocate RNTI Select L1 and L2 parameters RL Setup Request NBAP Start RX RL Setup Response NBAP NBAP NBAP RRC RR_EST_REQ (CM SERV REQ) RRC RRC UE-RRC-MM-2 RRC ALCAP Iub Data Transport Bearer Setup DL Synchronisation DCH-FP UL Synchronisation DCH-FP DCH-FP DCH-FP Start TX CCCH: RRC Connection Setup RRC DCCH: RRC Connection Setup Complete DCCH: Initial Direct Transfer RRC RRC RANAP RRC连接建立过程 RR-EST-CNF CR: Initial UE Message RANAP RR-EST-IND (CM SERV REQ)SCCP CC: Direct Transfer SCCP (CM SERV ACC) 图3.1.1 RRC连接建立在DCH上的正常信令连接建立流程

信令流程说明：

(1) UE向RNC发送RRC_CONNECTION_REQUEST消息，发起该过程；当UE的非

接入层请求处于空闲模式下的UE建立一条信令连接,或UE收到寻呼时，要求建立RRC连接,则UE启动该过程。UE的RRC层在上行链路CCCH上向RNC发送RRC CONNECTION REQUEST消息；该消息包含建立该连接的原因，以及UE的标识如IMSI,或TMSI等参数；

(2) RNC根据RRC连接建立请求的原因及系统的资源状态决定UE建立在专用信道并

分配RNTI和L1，L2资源。（一般情况下在发起电路型业务或Speech业务、以及QoS较高的分组业务时，尽可能的将RRC连接建立在DCH上）。

(3) RNC向NodeB发送Radio Link Setup Request消息，请求NodeB分配RRC连接所

需要的特定无线链路资源。在该消息中包含有建立无线链路所必需的参数（功率、时隙、扰码、midable码等参数）。 (4) 在RL成功建立后，RNC使用ALCAP协议发起Iub接口用户面传输承载的建立(用

于承载RRC信令的ATM连接，并完成RNC与NodeB同步过程。

(5) RNC在下行CCCH上向UE发送RRC Connection Setup消息。主要参数：UE IE，

RB IE，TrCH IE，上行传输信道，下行传输信道，物理信道IE，UL无线资源和

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DL无线资源。

(6) UE在上行DCCH上向RNC发送RRC Connection Setup Complete，RRC连接建立

完成。

(7) UE在Uu接口传输非接入层信息。

3.1.1.2 正常流程2－信令连接建立时，RRC连接建立在FACH上

UE Node B RNC CN UE-MM-RRC-1 CCCH: RRC Connection Request RRC RRC CCCH: RRC Connection Setup RR_EST_REQ (CM SERV REQ) RRC RRC RRC DCCH: RRC Connection Setup Complete RRC连接建立过程 DCCH: Initial Direct Transfer RRC RANAP CR: Initial UE Message RANAP RR-EST-IND (CM SERV REQ)SCCP CC: Direct Transfer RRC UE-RRC-MM-2 RRC RR-EST-CNF SCCP (CM SERV ACC) 图3.1.2 RRC连接建立在FACH上的正常信令连接流程

信令流程说明：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，所以无需建立无线链路和用户面的数据传输承载，其余过程与RRC连接建立在专用信道相似。

3.1.1.3 正常流程3－已存在一个域的信令连接时，建立另一个域的信令连接

在这种情况下，该用户以存在一个域的信令连接，由于业务的需要，又发起了与另外一个域的交互，此时用户在Iu接口上建立另外一个信令承载，在空中接口上使用用户已经建立的RRC连接来承载。

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Node B RNC CN for_cs_or_ps_signalling_link_already_setup_communication_ok UE-MM-RRC-1 RRC RR_EST_REQ (CM SERV REQ) DCCH: Initial Direct Transfer （for another domain） RRC Connection Request: Initial UE Message RANAP CN-RANAP-MM-1 RANAP RR-EST-IND (CM SERV REQ) Connection Confirm SCCP SCCP

图3.1.3 已建立一个域的信令连接时，建立另一个域的信令连接

信令流程说明：UE通过已经建立的RRC连接向RNC发送初始直传消息（Initial Direct Transfer），消息中携带UE发送到另一个CN域的NAS信息。Iu接口信令连接建立过程与UE首次建立信令连接时相同的，可参考3.1.1.1。

3.1.1.4 异常流程1－信令连接建立在DCH失败，NodeB无线链路建立失败

在为一个用户建立信令连接时，在Uu接口的无线资源分配成功后，首先为该用户需建立一条承载RRC信令的无线链路，但是由于NodeB的原因（硬件原因、协议错误、其他错误），从而导致空中接口的RRC连接无法建立，最终导致信令连接的建立失败。

UE Node B RNC CN UE-MM-RRC-1 RRC RR_EST_REQ (CM SERV REQ) CCCH: RRC Connection Request RRC Allocate RNTI Select L1 and L2 parameters RL Setup Request NBAP Start RX RL Setup Failure NBAP NBAP NBAP 释放无线资源 CCCH: RRC Connection Reject RRC RRC 图3.1.4信令连接建立在DCH失败，由于NodeB无线链路建立失败

异常流程说明及实体处理方法： （1） （2） （3）

当Node B不能按照要求为该用户建立RL时，向RNC返回RL Setup Failure消息，并包含失败原因。

RNC收回内部为该用户分配的无线资源。

RNC组织Uu接口标准消息，向该用户发送RRC Connection Reject消息，拒

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