LTE-RRC協(xié)議功能介紹ppt課件.ppt

1、RRC,協(xié)議結(jié)構(gòu)的整體介紹 RRC子層協(xié)議簡(jiǎn)介 RRC子層功能介紹 RRC 狀態(tài)-空閑模式和連接模式 RRC子層的幾個(gè)重點(diǎn)過(guò)程（小區(qū)選擇，小區(qū)重選，RRC連接建立，重配過(guò)程，切換）,1,協(xié)議結(jié)構(gòu)整體介紹,控制平面協(xié)議棧如上圖所示，主要包括NAS，RRC,PDCP,RLC,MAC層，其中PDCP,RLC和MAC的功能和用戶平面的一樣。 RRC協(xié)議終止于eNodeB 。,2,RRC子層協(xié)議簡(jiǎn)介,RRC位于LTE協(xié)議棧L3，處于非常重要的地位，是接入層和非接入層的主要控制中心，控制著層間主要的接口，不僅要為上層提供來(lái)自網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的無(wú)線資源參數(shù)，同時(shí)還要控制下層的主要參數(shù)和行為。總的來(lái)說(shuō)RRC是整個(gè)控制

2、平面的核心、是終端協(xié)議的無(wú)線總管、接入平面和非接入平面進(jìn)行對(duì)話的橋梁、是協(xié)議信令與用戶數(shù)據(jù)通道的調(diào)度員。無(wú)線資源控制層完善與否、可靠與否，很大程度上影響整個(gè)LTE協(xié)議棧軟件的性能。,3,RRC子層功能介紹,提供系統(tǒng)信息廣播：包括NAS層和接入層（）的系統(tǒng)消息。為空閑模式的提供小區(qū)選擇和小區(qū)重選參數(shù)，鄰小區(qū)參數(shù)，為連接模式的提供公共信道重配置消息等。 尋呼：RRC子層負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)把尋呼消息廣播給特定的UE功能，網(wǎng)絡(luò)側(cè)的高層可以請(qǐng)求尋呼和通知。在一個(gè)RRC連接建立過(guò)程中，RRC子層也可以發(fā)起尋呼。 RRC連接建立、保持和釋放，包括臨時(shí)標(biāo)識(shí)（C_RNTI）的分配和修改、信令RB（SRB）的配置（低優(yōu)先級(jí)

3、和高優(yōu)先級(jí)SRB） 安全功能。RRC消息的完整性保護(hù)。,4,點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的無(wú)線存載的建立、修改和釋放。 移動(dòng)性管理功能。UE測(cè)量報(bào)告以及為了小區(qū)間和RAT間移動(dòng)性進(jìn)行的報(bào)告控制、小區(qū)間切換、UE小區(qū)選擇和重選以及小區(qū)選擇和重選控制、eNODE B間的通信上下文的傳輸。 QoS管理。包括分配和修改上下行調(diào)度信息，UE上行速率控制參數(shù)。 UE測(cè)量上報(bào)及測(cè)量控制。包括同頻、異頻和系統(tǒng)間測(cè)量。 NAS消息的傳輸，PLMN消息等。,5,RRC狀態(tài),LTE中仍然保留了RRC的兩種狀態(tài)：空閑狀態(tài)和連接狀態(tài)。,6,RRC狀態(tài)-空閑模式（一）,LTE空閑模式和UTRAN系統(tǒng)類(lèi)似，終端開(kāi)機(jī)后，將會(huì)從選定的PLMN中選擇

4、一個(gè)合適的小區(qū)進(jìn)行駐留。當(dāng)UE駐留在某個(gè)小區(qū)后，就可以接收系統(tǒng)消息和小區(qū)廣播信息。通常UE第一次開(kāi)機(jī)時(shí)需要執(zhí)行注冊(cè)過(guò)程，一方面可以互相認(rèn)證鑒權(quán)，另一方面可以讓網(wǎng)絡(luò)獲得此UE的一些基本信息。之后UE可以一直處于空閑模式下，直到需要建立RRC連接。 空閑模式下駐留一個(gè)小區(qū)的目的： UE可接收網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)消息 UE可以發(fā)起接入 UE可接收尋呼（當(dāng)UE處于IDLE，網(wǎng)絡(luò)發(fā)送尋呼的范圍是：此時(shí)網(wǎng)絡(luò)只知道該UE所駐留的跟蹤區(qū)，所以網(wǎng)絡(luò)會(huì)在該跟蹤區(qū)的所有小區(qū)的控制信道上都發(fā)送尋呼消息。),7,8,RRC狀態(tài)-空閑模式（二）,RRC空閑模式下?tīng)顟B(tài)劃分,9,RRC狀態(tài)-空閑模式（三）,空閑模式下主要過(guò)程： 小區(qū)選

5、擇過(guò)程 小區(qū)重選 尋呼監(jiān)控 系統(tǒng)消息接收 測(cè)量 DRX控制,10,小區(qū)選擇過(guò)程,小區(qū)選擇過(guò)程類(lèi)型： 初始小區(qū)選擇和帶存儲(chǔ)信息的小區(qū)選擇。 1：初始小區(qū)選擇： 在初始小區(qū)選擇過(guò)程中，UE不考慮哪個(gè)無(wú)線頻率信道 是-UTRA載波，它將根據(jù)自身能力在E-UTRA的頻帶上掃描所有無(wú)線頻率信道，來(lái)尋找一個(gè)適合的小區(qū)。在每一個(gè)載頻上UE僅需要搜索最強(qiáng)小區(qū)。然后UE調(diào)諧到信號(hào)強(qiáng)度最高的頻點(diǎn)上，讀取BCH上的系統(tǒng)信息。然后根據(jù)讀取的系統(tǒng)信息來(lái)判斷該小區(qū)是否屬于所選擇的網(wǎng)絡(luò)、小區(qū)是否被禁止以及小區(qū)的S值是否大于0等信息。如果都滿足那么UE將駐留在該小區(qū)，否則將從次強(qiáng)的頻點(diǎn)上再次進(jìn)行選擇。如果沒(méi)有搜索到合適的小區(qū)

6、，UE將繼續(xù)監(jiān)測(cè)所有的頻道，選擇S大于0并且未被禁止的小區(qū)，這時(shí)不考慮小區(qū)所屬的網(wǎng)絡(luò)，找到合適的小區(qū)并駐留，這時(shí)UE就只能進(jìn)行緊急呼叫。UE完成小區(qū)選擇后將接收到系統(tǒng)廣播中的BA列表，BA列表將被重置和更新。,11,2：帶BA表的小區(qū)選擇： 帶存儲(chǔ)列表小區(qū)選擇過(guò)程。UE上次正常關(guān)機(jī)時(shí)，將當(dāng)時(shí)UE所在小區(qū)信息，如PLMN、位置區(qū)標(biāo)識(shí)LAI（或RAI）、服務(wù)小區(qū)和鄰近小區(qū)信息以及一些與此相關(guān)的無(wú)線參數(shù)等信息存儲(chǔ)在USIM中。當(dāng)UE再次開(kāi)機(jī)時(shí)，將根據(jù)存儲(chǔ)的廣播信道、同步碼等信息進(jìn)行搜索，UE測(cè)量存儲(chǔ)列表中各小區(qū)的RSRP值，然后按測(cè)量值的大小排序（降序）進(jìn)行小區(qū)搜索。這種優(yōu)先使用上次關(guān)機(jī)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)信息

7、和小區(qū)的無(wú)線參數(shù)信息，可以加速小區(qū)的查找速度，這種方式的小區(qū)選擇過(guò)程稱為帶BA表的小區(qū)選擇過(guò)程。如果有可駐留的小區(qū)，UE則選擇該小區(qū)作為服務(wù)小區(qū)。如果沒(méi)有，UE將進(jìn)行正常小區(qū)選擇。,12,小區(qū)選擇標(biāo)準(zhǔn)：,Pcompensation=max(PEMAX-PUMAX;0) Qrxlevmeas:物理層測(cè)得的RSRP值 Qrxlevmin:在SIB1廣播 Qrxlevminoffeset: 在SIB1中廣播，該參數(shù)僅只有在當(dāng)UE駐留在一個(gè)VPLMN中周期性地搜索更高的優(yōu)先級(jí)的PLMN的過(guò)程中進(jìn)行小區(qū)選擇時(shí)評(píng)估一個(gè)小區(qū)所用。 PEMAX：在SIB1中廣播。 PUMAX：物理層計(jì)算。,13,小區(qū)選擇異常

8、情況： 1：小區(qū)被BAR或S0(SIB1) 2:廣播的PLMN和NAS下發(fā)的不一樣（SIB1） 3：BCH檢驗(yàn)失?。↙1讀MIB失敗） 4：DL-SCH檢驗(yàn)失?。↙1解讀SIB1或SI失?。?5：找不到可駐留小區(qū)：適合小區(qū)找不到，可接受小區(qū)也找不到，RRC進(jìn)入NULL狀態(tài)。 6：受限駐留：協(xié)議上駐留任何小區(qū)的狀態(tài)。UE搜索不到適合小區(qū)，只能找到可接受小區(qū)，RRC進(jìn)入LIM。 注：對(duì)于RRC而言，要進(jìn)入受限狀態(tài)，有兩種情況：一種是RRC無(wú)法找到一個(gè)適合小區(qū)駐留，而只能找到一個(gè)可接受小區(qū)駐留，而進(jìn)入受限狀態(tài)，這種情況，可以看成是RRC的主動(dòng)受限(PLMN不匹配或者LAI禁止)；另外一種受限，是由上

9、層通知RRC，要求RRC進(jìn)入受限狀態(tài)，這種對(duì)于RRC可以看成是被動(dòng)受限(例如:開(kāi)機(jī)沒(méi)有SIM卡;指定的PLMN無(wú)效）,14,小區(qū)重選過(guò)程,UE不管是在空閑模式還是在連接模式下，都需要隨時(shí)監(jiān)視服務(wù)小區(qū)和鄰近小區(qū)的信號(hào)質(zhì)量，以選擇一個(gè)最合適的小區(qū)駐留。這個(gè)過(guò)程就是小區(qū)重選。小區(qū)重選是與移動(dòng)性相關(guān)的一個(gè)過(guò)程。在此只介紹空閑模式下小區(qū)重選過(guò)程。 觸發(fā)小區(qū)重選過(guò)程的原因： 1：UE通過(guò)周期性的IDLE測(cè)量發(fā)現(xiàn)有鄰近小區(qū)滿足重選條件 2：通過(guò)測(cè)量發(fā)現(xiàn)服務(wù)小區(qū)S值小于0，此時(shí)重選列表不包括服務(wù)小區(qū) 3：服務(wù)小區(qū)系統(tǒng)消息發(fā)生變化，指服務(wù)小區(qū)被BAR。此時(shí)重選列表也不包括服務(wù)小區(qū)。,15,在IDLE狀態(tài)下UE測(cè)

10、量列表的構(gòu)成 1：對(duì)同頻小區(qū)測(cè)量（同頻小區(qū)列表在SIB4中廣播） 如果Sintrasearch在服務(wù)小區(qū)中發(fā)送（SIB3中廣播），并且Sservingcell Sintrasearch，UE就可以不執(zhí)行同頻測(cè)量；如果SservingcellSnonintrasearch,UE則不會(huì)對(duì)E-UTRAN異頻測(cè)量；如果Sservingcell=Snonintrasearch或者Snonintrasearch沒(méi)有在服務(wù)小區(qū)發(fā)送，UE將執(zhí)行異頻測(cè)量。 注意：異頻小區(qū)重選優(yōu)先級(jí)在SIB5中廣播，如果在SIB5中未給出某個(gè)頻點(diǎn)的小區(qū)重選優(yōu)先級(jí)，那么在重選或者測(cè)量的時(shí)候都是不考慮該頻點(diǎn)下的小區(qū)。服務(wù)小區(qū)的重選優(yōu)

11、先級(jí)在sib3中廣播，是必選項(xiàng)。,16,在IDLE狀態(tài)下UE重選列表構(gòu)成,在IDLE狀態(tài)下能進(jìn)入重選列表的小區(qū)滿足S0 重選列表中小區(qū)排列的順序表示了該小區(qū)優(yōu)先級(jí)，越前面的小區(qū)優(yōu)先級(jí)越高，重選列表中小區(qū)排列順序的準(zhǔn)則： 1：僅只有高優(yōu)先級(jí)和服務(wù)小區(qū) 找出S0的小區(qū)，找出SThreshx,high的小區(qū)，把SThreshx,high的小區(qū)按照S的大小排列在重選列表中的最前面。然后依次把服務(wù)小區(qū)（可用的服務(wù)小區(qū)）和S0，但是S0的小區(qū)，計(jì)算出R值，按照R值的大小把這些小區(qū)放入重選列表（包括服務(wù)小區(qū)）。 3：僅只有低優(yōu)先級(jí)小區(qū)和服務(wù)小區(qū) 需滿足：在定時(shí)器TreselectionRAT這段時(shí)間內(nèi)，Ss

12、ervingcellThreshx,low,17,先找出S0的小區(qū)，再找出Snonservingcell,XThreshx,low的小區(qū)，然后把這些小區(qū)按照S值的大小順序放在重選列表的最前面，然后放入服務(wù)小區(qū)。最后把那些S0，且S0)，重選列表的排列順序是： SThreshx,high的最高優(yōu)先級(jí)小區(qū)； RnRs的同頻小區(qū)和等優(yōu)先級(jí)的異頻小區(qū)； 服務(wù)小區(qū)（當(dāng)SservingcellThreshserving,low時(shí)); Snonservingcell,XThreshx,low 的低優(yōu)先級(jí)小區(qū)； 服務(wù)小區(qū)（當(dāng) SservingcellThreshserving,low時(shí))S=Threshx,h

13、igh的高優(yōu)先級(jí)小區(qū)； Rn=Rs的同頻小區(qū)和等優(yōu)先級(jí)的異頻小區(qū)； S=Threshx,low 的低優(yōu)先級(jí)小區(qū)； 注：在重選列表中只要有 小區(qū)排列在服務(wù)小區(qū)的前面，就表明觸發(fā)了重選，就需開(kāi)啟定時(shí)器Treselection e-utran，只有當(dāng)定時(shí)器超時(shí)時(shí)才發(fā)起重選過(guò)程，定時(shí)器長(zhǎng)度在sib3/sib5中配置,18,尋呼過(guò)程,該過(guò)程用于在尋呼控制信道（）上給選定的處于空閑模式的傳輸尋呼信息。用于發(fā)起RRC連接建立或通知UE系統(tǒng)消息的改變。與系統(tǒng)尋呼不同的是，在-系統(tǒng)中將使用共享信道來(lái)傳輸尋呼信息。,網(wǎng)絡(luò)高層（核心網(wǎng)）可能要求尋呼，發(fā)起呼叫或建立信令連接。這種來(lái)自核心網(wǎng)的尋呼請(qǐng)求將通過(guò)S1接口下發(fā)

14、。 用戶被分為多個(gè)尋呼組，通過(guò)L1L2控制信道來(lái)發(fā)送尋呼指示信息。尋呼信息中包含用戶的標(biāo)識(shí)。,19,接收尋呼的作用 1：接收NAS的尋呼消息（MTCALL） PAGING消息中必須包含IE pagingRecordlist,并且其下的IE ue-Identity必須與UE儲(chǔ)存的ue Identity相同，在滿足這種情況下RRC就會(huì)把ue Identity 和cn.Domain發(fā)送到NAS去 2：指示系統(tǒng)消息發(fā)生改變 PAGING消息中必須包含IE system InfoModification,當(dāng)RRC檢查到PAGING消息中包含該IE時(shí)，不管空閑還是連接狀態(tài)，RRC直接重讀系統(tǒng)消息。 在LI

15、M狀態(tài)下，UE仍可接受尋呼，只是此時(shí)UE只能接收系統(tǒng)消息發(fā)生改變的尋呼，而不能接收NAS的尋呼。,20,系統(tǒng)消息接收過(guò)程,系統(tǒng)消息包括MIB，SIB1SIB7，只有MIB在BCH信道上接收，其他的SIB都在DL-SCH信道上接收，一方面調(diào)度靈活，另一方面也可以節(jié)約資源。MIB和SIB1是固定的調(diào)度周期，其他的系統(tǒng)消息都是動(dòng)態(tài)調(diào)度的。 在BCH上傳輸?shù)南到y(tǒng)消息包含如下參數(shù)： 1：物理層參數(shù)。下行系統(tǒng)帶寬、發(fā)送天線的個(gè) 數(shù)、參考信號(hào)發(fā)送功率 2：系統(tǒng)幀號(hào)（SFN）； 3：被最頻繁重復(fù)發(fā)送的調(diào)度單元的調(diào)度信息； 4：標(biāo)簽指示；,21,在DL-SCH上傳輸?shù)南到y(tǒng)消息包含如下參數(shù)： 1： 一個(gè)或多個(gè)PL

16、MN標(biāo)識(shí)； 2：跟蹤區(qū)域編號(hào)； 3：小區(qū)標(biāo)識(shí)號(hào)； 4：1bit指示小區(qū)禁用狀態(tài)指示，用于所有共享的 PLMN； 5：對(duì)每個(gè)共享PLMN均有1bit預(yù)留給運(yùn)營(yíng)商使用； 6:為所有共享PLMN使用一個(gè)公共的比特用于小區(qū)預(yù)留的擴(kuò)展； 7:調(diào)度信息，除了SU-1以外其他調(diào)度單元的周期等信息； 8:SIB映射信息，即指示出SIB在哪個(gè)SU中傳輸,22,RRC狀態(tài)-連接模式,只有在發(fā)送一個(gè)RRC連接請(qǐng)求后，UE才能發(fā)起從空閑模式到EUTRAN連接模式的轉(zhuǎn)移。這一事件是由網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的尋呼請(qǐng)求或UE的高層請(qǐng)求來(lái)觸發(fā)的。當(dāng)UE建立了RRC連接，則RRC進(jìn)入連接模式。 狀態(tài)劃分 RRC連接模式下主要過(guò)程,23,RR

17、C連接模式下?tīng)顟B(tài)劃分,RRC連接模式下可以細(xì)分為ACC、CON、HO三個(gè)子狀態(tài)。 ACC為隨機(jī)接入狀態(tài)，當(dāng)UE接收到高層配置的連接建立請(qǐng)求消息，UE的RRC通過(guò)原語(yǔ)通知MAC發(fā)起隨機(jī)接入過(guò)程，建立上行同步。 CON為正常連接狀態(tài)，包括初始安全性激活、連接重配置、連接重建、連接釋放等UE和E-UTRAN之間的無(wú)線鏈路相關(guān)過(guò)程。當(dāng)UE和E-UTRAN之間的無(wú)線鏈路建立后，可以進(jìn)行正常的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流程。 HO為切換狀態(tài)，執(zhí)行同頻、異頻小區(qū)間的切換，主要是通過(guò)重配置消息里的MobilityControlInfo來(lái)實(shí)現(xiàn)。,24,以IDL狀態(tài)為例說(shuō)明狀態(tài)的觸發(fā)與轉(zhuǎn)移。IDL-SEL：IDL下收到高層的丟失覆

18、蓋指示或是重選小區(qū)失敗指示，RRC由IDL躍遷到SEL進(jìn)行初始小區(qū)選擇。IDL-ACC：正常小區(qū)駐留的UE收到高層的業(yè)務(wù)請(qǐng)求或是對(duì)尋呼的響應(yīng)而發(fā)起RRC連接建立，進(jìn)入ACC子狀態(tài)，請(qǐng)求MAC進(jìn)行隨機(jī)接入。ACC-IDL：RRC子層接收到來(lái)自MAC的隨機(jī)接入失敗指示，返回到IDL子狀態(tài)，重新發(fā)起隨機(jī)接入。SEL-IDL：小區(qū)選擇成功進(jìn)入IDL狀態(tài)正常駐留或是小區(qū)選擇失敗進(jìn)入IDL受限駐留。CON-IDL：RRC連接釋放或是RRC連接重建失敗返回IDL。,25,RRC連接模式下主要過(guò)程,建立/重配/釋放RRC連接 建立/重配/釋放無(wú)線承載RB 安全模式激活 切換（系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)間切換） 無(wú)線鏈路失敗恢復(fù) 測(cè)量控制及測(cè)量報(bào)告發(fā)送 接收系統(tǒng)消息,26,RRC連接建立過(guò)程,觸發(fā)條件： 1、空閑模式下終端主動(dòng)發(fā)起呼叫（MO） 2、空閑模式下UE收到來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的尋呼(MT) 3、緊急呼叫 4、主叫信令,27,UE在上行CCCH上向EUTRAN發(fā)送一個(gè)RRC連接請(qǐng)求消息，消息中將包含UE的標(biāo)識(shí)和可選的測(cè)量信息。 若EUTRAN經(jīng)過(guò)接入控制算法后允許UE接入，則在下行CCCH上向UE發(fā)送RRC連接建立消息，在消息中EUTRAN將指示UE的進(jìn)入狀態(tài)。 UE接收到期望的RRC連接建立消息后，將組裝RRC連接建立完成消息并在上行DCC