_Toc241914631
_Toc271536557
TD-SCDMA信令学习
TD-SCDMA信令学习 1
主叫信令流程 2
1几个协议 2
2各种信道 2
3呼叫总体流程 2
4主叫信令流程 3
5主叫信令解析 6
RRC连接建立： 7
1、RRC connection request(RRC_RRC_CONNECT_REQ)—RRC连接申请： 7
2、Radio Link Setup Request—无线链路建立申请: 10
3、Radio Link Setup Response—无线链路建立应答: 10
4、ERQ（AAL2_EST_Request）—AAL2链路建立申请： 10
5、ECF（AAL2_EST_Confirm）—AAL2链路建立确认： 10
6、Downlink Synchronisation 和Uplink Synchronisation.—下行同步和上行同步： 10
7、RRC connection Setup（RRC_RRC_CONN_SETUP）—RRC连接建立： 10
8、RRC Connection Setup Complete(RRC_RRC_CONNECT_SETUP_CMP)—RRC连接建立完成： 11
初始直传/上下行直传 14
9、Initial Direct Transfer(CM Service Request 14
RRC_INIT_DIRECT_TRANSF) —初始直传消息： 14
10、Initial UE Message(RANAP_INITIAL_UE_MESSAGE)—初始UE信息： 15
11、Direct Transfer（RANAP_DIRECT_TRANSFER Authentication Request）—直传消息（鉴权申请）： 15
12、DL Direct Transfer—下行直传消息： 16
13、UL Direct Transfer—上行直传消息： 16
14、Direct Transfer（RANAP）—直传消息： 16
安全模式控制 16
15、Security Mode Command（RANAP）—安全模式命令： 16
16、Security Mode Command（RRC）—安全模式命令： 17
17、Security Mode Complete(RRC)—安全模式完成： 17
18、Security Mode Complete(RANAP)—安全模式完成： 17
呼叫建立过程 18
19、UL Direct Transfer(RRC)—上行直传消息（Setup）： 18
20、Direct Transfer(RANAP)—直传消息： 19
21、Direct Transfer(RANAP)—直传消息（Call Proceeding）： 19
22、DL Direct Transfer(RRC)—下行直传消息： 20
业务建立过程 20
23、Common ID(RANAP)： 20
24、RAB Assignment Request(RANAP)—无线接入承载指配申请： 20
25、RL Reconfiguration Prepare(NBAP)—无线链路重配置准备： 21
26、RL Reconfiguration Ready(NBAP)—无线链路重配置准备就绪： 21
27、ALCAP Iub Data Transport Bearer Setup： 21
28、Downlink Synchronisation 和Uplink Synchronisation.—下行同步和上行同步： 21
29、RL Reconfiguration commit(NBAP)—无线链路重配置交托： 21
30、Radio Bearer Setup(RRC)—无线承载建立： 21
31、RAB Assingement Response(RANAP)—无线接入承载指配应答： 21
振铃和接听过程 21
_Toc241914632
_Toc271536558
主叫信令流程
_Toc241914633
_Toc271536559
1几个协议
RNC和NodeB之间的协议—IuB口—NBAP ：Node B Application Part 节点B应用部分
RNC和RNC之间的协议—Iur口—RANAP：Radio Access Network Application Part 无线接入网应用部分
RNC和CN之间的协议—Iu口—RNSAP：Radio Network Subsystem Application Part 无线网络子系统应用部分
RNC和UE之间的协议—UU口—RRC ：Radio Resource Control 无线资源控制
_Toc241914634
_Toc271536560
2各种信道
_Toc241914635
_Toc271536561
3呼叫总体流程
网络侧启动：1、初始化设备2、进行系统广播
第一步 ：手机开机1、PLMN选择 2、小区驻留3、位置登记 4、等待呼叫
第二步：主叫或被呼
第三步：RRC连接建立
第四步：NAS信令连接建立
第五步：RAB建立
第六步：业务进行过程中 1、硬切换/接力切换/异系统切换 2、RB/信道重配置 3、URA更新/小区更新
第七步：RRC连接释放
第八步：重新待机1、小区选择2、等待呼叫
_Toc241914636
_Toc271536562
4主叫信令流程
附主叫信令详图：
_Toc241914637
_Toc271536563
5主叫信令解析
六个子过程：随机接入过程（RRC连接建立）
初始直传/上下行直传
安全模式控制
呼叫建立过程
RAB建立过程
振铃/接听过程
_Toc271536564
RRC连接建立：
_top
UE
NodeB
RNC
RRC Connection Request
Radio Link Setup Request
Radio Link Setup Request
ERQ(AAL2_EST_Request)
ECF(AAL2_EST_Confirm)
Downlink
Synchronisation
UpLink synchronisation
RRC Connection Setup
RRC Connection Setup complete
RRC Connection Setup
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将发起RRC连接建立过程。每个UE最多只有一个RRC连接。RRC连接建立主要是配置RAN侧的信令通道。
_Toc271536565
1、RRC connection request(RRC_RRC_CONNECT_REQ)—RRC连接申请：UE 在取得下行同步后，向NodeB发送SYNC_UL，接收到NodeB 回应的FPACH 信息后，在RACH 信道上向RNC 发送 RRC Connection Request 消息，发起RRC 连接建立过程（当SRNC收到RRC建立请求以后，SRNC根据RRC建立的原因及系统资源状态，判断是否允许接入，如果允许，则为RRC连接分配RNTI和L1、L2资源，分别调用无线链路建立的NBAP过程、ALCAP Iub数据传输承载建立过程和上、下行同步过程。UE被分配了无线网络临时标识（RNTI）后，UTRAN可以使用RNTI来寻呼特定的UE，UE也可以使用RNTI来发起随机接入过程）。
UE在RRC连接建立请求中携带的内容：
（1）initialUE-Identity(初始UE身份)：1、TMSI或P-TMSI：通常CN会给UE分配临时的TMSI或P-TMSI，TMSI在CS域中使用，P-TMSI在PS域中使用。
2、LAI:MCC、MNC、LAC
（2）establish Cause(建立原因)：1、路由或者位置更新；2、关机前的分离；3、申请的业务：会话类（originatingConversationalCall）、后台类（background）、流媒体（streaming）、交互类（interactive）。
（3）protocol Error Indicator（协议错误指示）：
（4）measured Results On RACH(测量结果承载RACH)UU口的测量结果包括：timeslot ISCP(时隙ISCP)、PCCPCH RSCP
（5）Initial UE Capability
附：
TMSI号为临时移动客户识别码s
后台信令点截图
_Toc271536566
2、Radio Link Setup Request—无线链路建立申请: RNC 准备建立RRC 连接，分配建立RRC 连接所需要的资源，并发送一条Radio Link Setup Request 消息给NodeB（无线链路建立过程用于建立一条承载1个或多个传输信道的无线链路）。
RNC在无线链路建立申请中携带的内容：
Cell id（小区ID）
Transport Format Set（传输格式设置）
Transport Format Combination Set（传输格式组合设置）
Frequency（频点）
Time Slots（时隙）
信道码,
Power control information（功率控制信息）
附：
_Toc271536567
3、Radio Link Setup Response—无线链路建立应答: NodeB 配置物理信道，在新的物理信道上准备接收UE 消息，并给RNC 发送一条Radio Link Setup Response 响应消息。
NodeB在无线链路建立应答中携带的内容：
（1）Signalling link termination（信号传输结束）
（2）Transport layer addressing information (AAL2 address, AAL2 Binding Identity) for the Iub Data Transport Bearer（配置Iub传输承载所需要的传输层地址信息）
_Toc271536568
4、ERQ（AAL2_EST_Request）—AAL2链路建立申请：RNC 通过ALCAP 协议，建立Iub 数据传输承载。Iub 数据传输承载通过AAL2 的绑定标识与DCH 绑定在一起。
_Toc271536569
5、ECF（AAL2_EST_Confirm）—AAL2链路建立确认：RNC 通过ALCAP 协议，建立Iub 数据传输承载。Iub 数据传输承载通过AAL2 的绑定标识与DCH 绑定在一起。
_Toc271536570
6、Downlink Synchronisation 和Uplink Synchronisation.—下行同步和上行同步：通过这两个控制帧，NodeB 与 RNC 为Iub 数据传输承载建立同步，此后NodeB 开始DL 发送。
_Toc271536571
7、RRC connection Setup（RRC_RRC_CONN_SETUP）—RRC连接建立：RNC 在FACH 信道上发送RRC Connection Setup 消息给UE。
RNC在RRC连接建立中携带的内容：
（1）initialUE-Identity(初始UE身份)：1、TMSI或P-TMSI：通常CN会给UE分配临时的TMSI或P-TMSI，TMSI在CS域中使用，P-TMSI在PS域中使用。
2、LAI:MCC、MNC、LAC
（2）RNTI：分为C-RNTI （cell Radio Network Temporary Identity –小区中无线网络临时身份）和U-RNTI（UTRAN Radio NetworkTemporary Identity –UTRAN中无线网络临时身份）。U-RNTI用于分配给已经建立RRC连接的UE，在一个UTRAN区中标示一个UE； CRNTI用来在一个cell中标示UE。
（3）RRC State Indicator—RRC状态指示 ：用于指示此用户的RRC是建立在何种状态下，即此UE采用何种信道来传输RRC信令。
（4）RB Information Elements RB信息元素：此元素组用以指示RRC信令的RB和SRB配置信息。主要有：rb-id、rlc-info、rb-Mappinginfo等
（5）TrCH Information Elements—传输信道信息元素：其中有分别包含Uplink transport channels 和Downlink transport channels 在这一元素组中包含了上下行公共信道和所分配的专用信道的信息。
（6）PhyCH information elements—物理信道信息元素 ：此元素组中包含了上下行物理信道的配置信息，主要有上下行分配的载频、时隙、码道、扩频因子、调制方式、Midamble分配方式、功率信息等。
_Toc271536572
8、RRC Connection Setup Complete(RRC_RRC_CONNECT_SETUP_CMP)—RRC连接建立完成：UE 在DCCH 上发送RRC Connection Setup Complete 消息给RNC，RRC 连接建立完成建立初始直传/上下行直传：
UE在RRC连接建立完成中携带的内容：在此消息中主要包含UE向网络侧上报UE的能力，同时向网络汇报当前安全模式的相关参数信息。
（1）StartList：元素组中所含的start-value值用于安全模式过程，告知RNC采用的Start值，此值分CS域start 和PS域。
（2）UE radio access capability ：此元素组包含UE向网络侧上报的能力，主要有PDCP capability 、RLC capability 、Transport channel capability 、RF capability TDD 、Physical channel capability 、UE multimode/multi-RAT capability 、Security capability 、UE positioning capability 、Measurement capability
附：
后台信令截图
_Toc271536573
初始直传/上下行直传
UE
Nodeb
RNC
CN
DCCH:Initial Direct Transfer
Initial UE Message
Direct Transfer
DL Direct Transfer
UL Direct Transfer
Direct Transfer
安全模式控制
上图为MOC子过程：初始直传/上下行直传(NAS信令建立流程)
NAS信令建立流程是在UE与UTRAN之间的RRC连接建立成功之后，UE通过RNC建立与CN
的信令连接，用于UE与CN交互NAS信息，如鉴权，业务请求，连接建立等。
UE与CN的交互信令，对于RNC而言，都是直传消息。RNC在收到第一条直传消息时，即：
初始直传消息（Initial Direct Transfer），将建立与CN之间的信令连接，该连接建立在SCCP之上。
_Toc271536574
9、Initial Direct Transfer(CM Service Request
_Toc271536575
/RRC_INIT_DIRECT_TRANSF) —初始直传消息：UE 在DCCH 上给RNC 发送一条 Initial Direct Transfer（CM Service Request）消息，该消息包括了UE 请求的业务类型等信息。
UE在初始直传消息中携带的内容：
（1）CM service type ：此IE给出了UE请求的业务类型，目前主要有：Mobile originating callestablishment ；Emergency call establishment；Short message service ；Supplementary service activation ；Voice group call establishment ；Voice broadcast call establishment ；
（2）Location Services Mobile identity ：此IE给出了UE发起业务请求的身份，此处可以是TMSI或IMSI。
_Toc271536576
10、Initial UE Message(RANAP_INITIAL_UE_MESSAGE)—初始UE信息：RNC 发起初始到CN 的信令连接，并发送一条Initial UE Message 消息给CN，通知CN 关于UE 请求的业务等内容。
_Toc271536577
11、Direct Transfer（RANAP_DIRECT_TRANSFER Authentication Request）—直传消息（鉴权申请）： CN 发送RANAP 消息 Direct Transfer （Authentication Request）到 RNC，要求对UE 进行鉴权（可选过程，如果CN侧鉴权打开，一般收到UE发起的Initial Direct Transfer后，就发起鉴权请求）。
CN在直传消息中携带的内容：
（1）parameter RAND ：鉴权随机数。UE通过此随机数来计算RES 值，以及生成完整性保护和加密中所使用的IK、CK。
（2）parameter AUTN ：此值中包含了CN侧的MAC值，UE可以通过此值对CN进行鉴权。
_Toc271536578
12、DL Direct Transfer—下行直传消息：RNC 发送RRC Downlink Direct Transfer（ Authentication Request）消息给 UE。NAS 消息由UTRAN 透明的传输到UE。
_Toc271536579
13、UL Direct Transfer—上行直传消息：UE 发送RRC Uplink Direct Transfer Message（Authentication Response）消息给RNC，告知网络侧UE 已经按照鉴权要求完成了鉴权。
UE在上行直传消息中携带的内容：
（1）RES ：UE根据接收的RAND和AUTN计算得到的响应值，CN可以通过此值对UE进行鉴权。
_Toc271536580
14、Direct Transfer（RANAP）—直传消息：RNC 发送RANAP 消息Direct Transfer 给CN，将UE 的NAS消息转发给CN。NAS 消息被透明的传输到UTRAN。
_Toc242008564
_Toc271536581
安全模式控制
UE
NodeB
RNC
发送
RANAP
消息
Direct Transfer
给
CN
，将
UE
的
NAS
消息转发给
CN
。
NAS
消息被透明的传输到
UTRAN
。
RNC
CN
Security Mode Command
Security Mode Command
S
ecurity Mode Complete
Security Mode Complete
呼叫建立过程
该过程是由网络侧用来向无线接入网侧发送加密信息的。在此过程中，核心网的网络侧将与无线接入网协商对用户终端进行加密的算法，使得用户在后续的业务传递过程中使用加密算法；并且在终端用户发生切换后，尽可能的仍使用此加密算法－即用于加密的有关参数会送到切换的RNC。
_Toc271536582
15、Security Mode Command（RANAP）—安全模式命令：CN 发送RANAP 消息 Security Mode Command 给RNC，要求终端进行安全模式控制（CN向UTRAN发送此消息而启动本过程，这个消息将规定加密算法（如果有的话）和用于UTRAN的完整性保护算法，也要通知RNC IK和CK ，并且指出秘钥的状态：新或旧）。
CN在Security Mode Command中携带的内容：
(1)Integrity Protection Information：此IE组中包含了完整性保护的相关信息。Integrity Protection Algorithm ，完整性保护采用的算法，当前采用的是UIA1、UIA0，UIA0代表不进行完整性保护。Integrity Protection Key ，即通常所说的IK，CN将IK传递给RNC。
(2) Encryption Information：此IE组中包含了加密的相关信息。Encryption Algorithm，加密采用的算法，当前采用的是UEA1、UEA0，UEA0代表不进行加密。
_Toc271536583
16、Security Mode Command（RRC）—安全模式命令：RNC 在下行DCCH 上发送 RRC Security Mode Command 给UE，开始/重启加密过程。
RNC在Security Mode Command中携带的内容：RNC发送给UE的安全模式命令，告知安全模式启动或改变的相关信息。
（1）Security capability ：加密和完整性保护的能力，支持的算法等。
（2）activation time：加密和完整性保护启动或改变的时间。
（3）Fresh：用于完整性保护初始化数。
附：
_Toc271536584
17、Security Mode Complete(RRC)—安全模式完成：UE 成功应用新的加密方式后，在上行DCCH 上发送RRC SecurityMode Complete 给RNC。
_Toc271536585
18、Security Mode Complete(RANAP)—安全模式完成：RNC 发送RANAP 消息 Security Mode Complete 给CN，双方完成安全模式控制。
_Toc271536586
呼叫建立过程
UE
NodeB
RNC
CN
UL Direct Transfer
Direct Transfer
Direct transfer
DL Direct Transfer
业务建立过程
_Toc271536587
19、UL Direct Transfer(RRC)—上行直传消息（Setup）：当UE发起一个呼叫的时候，UE的应用层（MMI：Man-Machine Interface，人-机界面）将首先发起一个呼叫建立的请求。如果是发起一个普通呼叫，CC实体将首先向网络发送一条SETUP消息
UE在Setup中携带的内容：此消息主要包含TI（会话标识，TransactionIdentifier）、承载能力（bearer capability）、被叫用户号码（called party BCDnumber）、被叫用户子地址（called party subaddress）、SI（流量标识，Stream Identifier，只有当UE支持多个呼叫时才存在）以及一些和普通呼叫相关的参数。
注：如果是发起一个紧急呼叫，CC实体将首先向网络发送一条EMERGENCY SETUP消息，此消息主要包含TI、承载能力以及一些和紧急呼叫相关的参数。
附:
_Toc271536588
20、Direct Transfer(RANAP)—直传消息：
_Toc271536589
21、Direct Transfer(RANAP)—直传消息（Call Proceeding）：对UE发起呼叫建立请求网络处理后的返回消息。
该返回消息有三种：
（1）网络依次返回CALL PROCEEDING、ALERTING和CONNECT消息；
（2）网络依次返回ALERTING和CONNECT消息；
（3）网络直接返回CONNECT消息。
其中，CALL PROCEEDING消息表示网络已经收到了UE发出的建立呼叫所需的全部信息，并且正在处理这些信息；ALERTING消息表示被叫方已经开始振铃；CONNECT消息表示被叫方已经接受呼叫，即用户已经摘机。
上述三种情况每次呼叫只能出现一种。对于其中任何一种情况UE都将向网络返回一条CONNECT ACKNOWLEDGE消息，当网络收到此确认消息以后，就意味着整个MOC建立已经完成，呼叫双方可以进行通信，CC实体进入激活（active）状态。
注：此处信令只可能返回Call proceeding，另几个只能在振铃和接听过程中出现。
这里只考虑正常的呼叫建立过程，还有一些如定时器溢出，低层出错等异常情况这里不予描述。后面所述的其它进程也与之相同。
_Toc271536590
22、DL Direct Transfer(RRC)—下行直传消息：
_Toc271536591
业务建立过程
UE
NodeB
RNC
CN
Common ID
RAB Assignment Request
RL Reconfiguration Prepare
RL Reconfiguration Ready
ALCAP Iub Data Transport Bearer Setup
DL Synchronisation
UL Synchronisation
RL Reconfiguration Commit
Radio bearer Setup Complete
RAB Assignment Response
振铃和接听过程
Radio Bearer Setup
此过程用于为一指定UE建立一个新的RAB，此过程使用面向连接信令。
_Toc271536592
23、Common ID(RANAP)：CN 向RNC 发送RANAP 消息Common ID，告知RNC 该UE 的IMSI。
_Toc271536593
24、RAB Assignment Request(RANAP)—无线接入承载指配申请：CN 向RNC 发送RANAP 消息 Radio Access Bearer Assignment Request ，发起RAB 建立过程。
CN在RAB Assignment Request中携带的内容：在此消息中主要包含了将包含UTRAN所要求的信息以及建立新的RAB配置。
RAB parameters ：此IE组指出所有RAB的上下行全部方向的属性及参数，包括QoS属性。
_Toc271536594
25、RL Reconfiguration Prepare(NBAP)—无线链路重配置准备：RNC 要求其NodeB 准备建立DCH 来承载RAB（RadioLinkReconfiguration Prepare）。
_Toc271536595
26、RL Reconfiguration Ready(NBAP)—无线链路重配置准备就绪：NodeB 配置资源并通知RNC 准备完毕（ Radio Link Reconfiguration Ready）
_Toc271536596
27、ALCAP Iub Data Transport Bearer Setup：RNC 通过ALCAP 协议建立Iub 数据传输承载，并利用AAL2 绑定标识将Iub 数据传输承载绑定到DCH。
_Toc271536597
28、Downlink Synchronisation 和Uplink Synchronisation.—下行同步和上行同步：NodeB 和RNC 通过Downlink Synchronisation 和 Uplink Synchronistion DCH-FP 帧为Iub 数据传输承载建立同步关系。
_Toc271536598
29、RL Reconfiguration commit(NBAP)—无线链路重配置交托：RNC 向NodeB 发送NBAP 消息Radio Link Reconfiguration Commit。
_Toc271536599
30、Radio Bearer Setup(RRC)—无线承载建立：RNC 向UE 发送RRC 消息Radio Bearer Setup。
RNC在Radio Bearer Setup中携带的内容：UTRAN通过此消息来通知UE将要建立的业务在各个协议层面及各种信道上的配置。主要的参数有：
（1）Activation time ：配置生效的激活时间点，用于UE和NodeB的新配置生效时间同步。
（2）RRC State Indicator ：用于指示UE业务处于何种状态，CELL-DCH或CELLFACH。
（3）RB information to reconfigure ：主要有RB id、RLC-info、PDCP info 、RB mapping info
（4）TrCH Information Elements ：此IE组包含了上行或下行业务所配置的公共信道或专用信道的信息。
（5）PhyCH information elements ：此元素组中包含了上下行物理信道的配置信息，主要有上下行分配的载频、时隙、码道、扩频因子、调制方式、Midamble分配方式、功率信息等。如果扩展域中携带了辅频点信息，则业务建立在辅载频上；否则，业务建立在主载频上。
_Toc271536600
31、RAB Assingement Response(RANAP)—无线接入承载指配应答：RNC 发送RANAP 消息Radio Access Bearer Assignment Response 给CN，RAN 建立完成。
_Toc271536601
振铃和接听过程
