1、1 RRC連接過程中的子狀態(tài)間的躍遷 圖1 子狀態(tài)躍遷1.1 子狀態(tài)描述表1：LTE中各子狀態(tài)說明狀態(tài)子狀態(tài)狀態(tài)描述空閑NULL（空狀態(tài)）初搜（小區(qū)選擇）UE一開機(jī)先進(jìn)入此狀態(tài)，通過附著和注冊過程，接收尋呼消息和系統(tǒng)信息，完成PLMN選擇和小區(qū)選擇、初始下行同步。IDLE(小區(qū)重選)正常的小區(qū)駐留狀態(tài)，在收到尋呼或是高層發(fā)起呼叫之前，UE一直處于該狀態(tài)。在該狀態(tài)下，UE與E-UTRAN之間沒有任何上行物理信道連接。UE在該狀態(tài)監(jiān)聽廣播信道,維護(hù)更新服務(wù)小區(qū)的系統(tǒng)信息；執(zhí)行鄰近小區(qū)的測量，當(dāng)發(fā)現(xiàn)一個(gè)更好的小區(qū)時(shí)或是滿足小區(qū)重選標(biāo)準(zhǔn)時(shí)就進(jìn)行小區(qū)重選。連接ACC（隨機(jī)接入）當(dāng)UE接收到高層配置的連接

2、建立請求消息，根據(jù)連接建立原因判斷小區(qū)是否被禁止。若小區(qū)不被禁止，UE的RRC負(fù)責(zé)配置無線資源和無線信道，通過原語通知MAC初始隨機(jī)接入進(jìn)程，建立上行同步。WCA（等待激活接入）當(dāng)接收到MAC來的隨機(jī)接入響應(yīng)的指示消息，通知高層建立RRC連接，并建立SRB1。CON（正常連接狀態(tài)）初始安全性激活，配置AS密鑰和相關(guān)參數(shù)，并配置低層進(jìn)行加密和完整性保護(hù)所需要的相關(guān)密鑰和參數(shù)。負(fù)責(zé)連接重配置，建立SRB2和DRBs，完成UE和E-UTRAN之間的無線鏈路建立。當(dāng)UE和E-UTRAN之間的無線鏈路建立起來后，可以進(jìn)行正常的數(shù)據(jù)通信過程HO（切換）執(zhí)行同頻、異頻小區(qū)間的切換，主要是通過重配置消息里的M

3、obilityControlInfo來實(shí)現(xiàn)。1.2 子狀態(tài)躍遷描述“1”：任意狀態(tài)-NULL，“2”：NULL-初搜，“3”：初搜-NULL，“4”：初搜-IDL，“5”：IDL-初搜，“6”：IDLE-ACC，已經(jīng)小區(qū)駐留的UE通過原語RR_ESTABLISH_REQ收到高層的業(yè)務(wù)請求或是對(duì)尋呼的響應(yīng)而發(fā)起的RRC連接建立，通過原語CMAC_RANDOM_ACC_REQ請求MAC進(jìn)行隨機(jī)接入，進(jìn)入ACC子狀態(tài)?！?”：ACC-IDL，在ACC子狀態(tài)的UE，當(dāng)收到高層發(fā)起的突然中斷連接請求，或是T300超時(shí)，RRC子層放棄連接建立過程，返回IDL子狀態(tài)?！?”:即ACC-WCA，當(dāng)MAC子層通

4、過原語CMAC_STATUS_ACC_IND，向RRC子層指示隨機(jī)接入的響應(yīng)情況，RRC子層配置MAC，配置RLC子層建立層2鏈路，停止定時(shí)器T300，開始傳輸RRCConnectionRequest消息，進(jìn)入WCA子狀態(tài)。 “9”:WCA-初搜：當(dāng)接收到RRCConnectionReject消息時(shí)，RRC子層放棄連接建立過程，通過原語RR_ESTABLISH_ERR告訴高層連接失敗，進(jìn)入初搜子狀態(tài)?！?0”:WCA-IDL:在WCA子狀態(tài)下，如果收到高層發(fā)起的突然中斷連接請求，或是此時(shí)定時(shí)器T300、T302、T303、T305正在運(yùn)行時(shí)發(fā)生小區(qū)重選，RRC子層放棄連接建立過程，返回IDL子

5、狀態(tài)?！?1”:WCA-CON，在WCA子狀態(tài)下完成了SRB1建立，RRC子層向高層發(fā)送RR_ESTABLISH_CNF，并向網(wǎng)絡(luò)端發(fā)送RRCConnectionComplete消息，進(jìn)入CON子狀態(tài)?！?2”：CON-WCA，在CON子狀態(tài)，主要是完成安全性激活和SRB2、DRBs的建立，若在這個(gè)子狀態(tài)下，初始安全性激活失?。⊿ecurityModeCommand消息沒有通過完整性校驗(yàn)），UE將繼續(xù)使用安全性激活過程開始之前的配置，既不加密也不完整性保護(hù)，返回到WCA子狀態(tài)，重新激活安全性?！?3”：CON-IDL, 初始安全性激活成功情形下，RRC重配置失敗時(shí)，UE將返回到IDL小區(qū)駐留狀

6、態(tài)，重新發(fā)起連接建立請求?！?4”:CON-初搜，在CON子狀態(tài)下，發(fā)生無線鏈路失敗，RRC子層釋放無線資源，進(jìn)入小區(qū)初搜子狀態(tài)。“15”：CON-HO，當(dāng)用戶在正常通話過程中發(fā)生小區(qū)躍遷，或者當(dāng)一定時(shí)間內(nèi)一個(gè)小區(qū)內(nèi)的同時(shí)進(jìn)行通信的用戶數(shù)飽和時(shí)，網(wǎng)絡(luò)端要求UE進(jìn)行小區(qū)切換，進(jìn)入HO子狀態(tài)。“16”：HO-IDL，當(dāng)定時(shí)器T304超時(shí)，即切換失敗，UE先返回到源小區(qū)，使用源小區(qū)的某些配置，處于小區(qū)駐留，重新發(fā)起連接建立過程?！?7”：HO-初搜，切換失敗，同時(shí)發(fā)生無線鏈路失敗時(shí)，UE無法返回到源小區(qū)，回到初搜，重新開始小區(qū)選擇。2 RRC連接建立過程的設(shè)計(jì)流程下面將詳細(xì)介紹RRC連接建立過程中R

7、RC模塊接收信號(hào)的流程設(shè)計(jì)，主要針對(duì)一些重要信號(hào)。2.1 連接建立過程的MSC任意狀態(tài)-NULLNULL-初搜初搜-IDLIDLE-ACC已經(jīng)小區(qū)駐留的UE，通過原語RR_ESTABLISH_REQ收到高層的業(yè)務(wù)請求或是對(duì)尋呼的響應(yīng)而發(fā)起的RRC連接建立，RRC通過原語CMAC_RANDOM_ACC_REQ請求MAC進(jìn)行隨機(jī)接入，進(jìn)入ACC子狀態(tài)。ACC-WCA當(dāng)MAC子層通過原語CMAC_STATUS_ACC_IND，向RRC子層指示隨機(jī)接入的響應(yīng)情況，RRC子層配置MAC，配置RLC子層建立層2鏈路，停止定時(shí)器T300，開始傳輸RRCConnectionRequest消息，進(jìn)入WCA子狀態(tài)

8、。WCA-CON在WCA子狀態(tài)下完成了SRB1建立，RRC子層向高層發(fā)送RR_ESTABLISH_CNF，并向網(wǎng)絡(luò)端發(fā)送RRCConnectionComplete消息，進(jìn)入CON子狀態(tài)。CON-HO當(dāng)用戶在正常通話過程中發(fā)生小區(qū)躍遷，或者當(dāng)一定時(shí)間內(nèi)一個(gè)小區(qū)內(nèi)的同時(shí)進(jìn)行通信的用戶數(shù)飽和時(shí)，網(wǎng)絡(luò)端要求UE進(jìn)行小區(qū)切換，進(jìn)入HO子狀態(tài)。圖2 RRC連接建立過程的MSC（成功情形）原碼消息主要功能RR_ESTABLISH_REQRRC連接建立原因、NAS層信息、UE標(biāo)識(shí)。CMAC_RANDOM_ACC_REQ要求MAC進(jìn)行物理層進(jìn)行隨機(jī)接入。PRACH物理隨機(jī)接入信道主要向基站發(fā)送Preamble前

9、導(dǎo)碼CMAC_STATUS_ACC_INDRRC子層已得到MAC的隨機(jī)接入響應(yīng)指示CMAC_CONNECT_CONFIG_REQRRC子層對(duì)MAC子層進(jìn)行缺省配置（即系統(tǒng)默認(rèn)的配置）。CRLC_CONFIG_REQRRC子層對(duì)RLC子層進(jìn)行缺省配置，開啟定時(shí)器T300，RRC進(jìn)入WCA狀態(tài)CMAC_TM_DATA_REQ和RRCConnection-Request向網(wǎng)絡(luò)端發(fā)送“RRC連接建立請求”，并等待接收網(wǎng)路來的“RRC連接建立”消息或其他。CMAC_TM_DATA_INDRRC子層首先停止T300，如果是“RRC連接建立”消息的內(nèi)容，分配了DCCH信道，執(zhí)行無線資源配置，配置PDCP、R

10、LC、MAC子層，建立層2鏈路。CPDCP_CONFIG_REQCRLC_CONFIG_REQCMAC_CONNECT_CONFIG_REQRRC子層已得到MAC的隨機(jī)接入響應(yīng)指示，隨機(jī)接入響應(yīng)指示CMAC_ACC_STATUS_INDRRC子層已得到MAC的隨機(jī)接入響應(yīng)指示，隨機(jī)接入響應(yīng)指示CPDCP_SRB_REQEstablish SRB1。CRLC_AM_DATA_REQ和MAC_DATA_REQ攜帶“RRC連接建立完成” ，RRC停留在WCA狀態(tài)。如果消息的類型為“RRC連接拒絕”，開啟定時(shí)器T302，并把它的值設(shè)為waitTime，繼續(xù)停留在WCA狀態(tài)，當(dāng)該定時(shí)器超時(shí)，RRC進(jìn)入初

11、搜小區(qū)選擇過程，通知EMM子層，RRC連接建立失敗。圖3 RRC連接建立過程的MSC（失敗情形）2.2 連接建立過程的流程說明2.2.1 RRC連接建立過程，建立SRB1（WCA）RR_ESTABLISH_REQ(IDL)在IDLE狀態(tài)下收到RR_ESTABLISH_REQ信號(hào)，要求進(jìn)入接入。該信號(hào)包含了RRC連接建立原因、NAS層的信息以及UE標(biāo)識(shí)。處理流程如圖4所示。在收到該原語后首次判斷是否允許接入，如果允許接入，RRC向MAC發(fā)送CMAC_RANDOM_ACC_REQ信號(hào)，要求MAC進(jìn)行物理層接入過程，RRC模塊進(jìn)入ACC狀態(tài)。如果不允許接入則發(fā)送RR_RELEASE_IDN通知EMM

12、，進(jìn)入初搜小區(qū)選擇狀態(tài)重新進(jìn)行小區(qū)選擇過程。圖4 收到RR_ESTABLISH_REQ信號(hào)的處理流程CMAC_ACC_STATUS_IND(ACC)在收到該信號(hào)后RRC子層已得到MAC的隨機(jī)接入響應(yīng)指示，RRC子層對(duì)MAC、RLC子層進(jìn)行缺省配置，開啟定時(shí)器T300，RRC進(jìn)入WCA狀態(tài)，向網(wǎng)絡(luò)端發(fā)送“RRC連接建立請求”消息，并等待接收網(wǎng)路來的“RRC連接建立”消息或其他。RR_ABORT_REQ(ACC)RR_ABORT_REQ(WCA)CMAC_TM_DATA_IND(WCA)在WCA狀態(tài)下收到CMAC_TM_DATA_IND信號(hào)，處理流程如圖5所示，RRC子層首先停止T300，對(duì)信號(hào)中

13、攜帶的信息進(jìn)行ASN解碼。然后進(jìn)行消息解碼的正確性判斷，如果收到消息解碼正確則進(jìn)行后續(xù)的過程。如果消息解碼錯(cuò)誤，丟棄該消息不做任何處理，停留在WCA狀態(tài)。判斷消息的類型，如果是“RRC連接建立”消息的內(nèi)容，如果分配了DCCH信道并且消息中包含無線資源配置專用信息，執(zhí)行無線資源配置。RRC發(fā)送CPDCP_CONFIG_REQ、CRLC_CONFIG_REQ，CMAC_CONNECT_CONFIG_REQ，配置PDCP、RLC、MAC子層，建立層2鏈路，發(fā)送RLC_AM_DATA_REQ攜帶“RRC連接建立完成”消息到網(wǎng)絡(luò)，RRC停留在WCA狀態(tài)。如果消息的類型為“RRC連接拒絕”，處理流程如果所

14、示，解析該消息的內(nèi)容，開啟定時(shí)器T302，并把它的值設(shè)為waitTime，繼續(xù)停留在WCA狀態(tài)，當(dāng)該定時(shí)器超時(shí)，RRC進(jìn)入初搜小區(qū)選擇過程，通知EMM子層，RRC連接建立失敗。圖5 RLC_TM_DATA_IND信號(hào)處理流程CRLC_AM_DATA_REQ（WCA）RRC子層接收到RRCConnectionSetup消息，執(zhí)行無線資源配置，建立SR1及其對(duì)應(yīng)的PDCP、RLC實(shí)例，向EMM子層發(fā)送RR_ESTABLISH_CNF通知EMM，RRC連接建立成功，完成接入過程，通過發(fā)送信號(hào)CRLC_AM_DATA_REQ攜帶“RRC連接建立完成”消息包含NAS響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，“RRC連接建立完成”消息在SRB1上發(fā)送。這樣RRC連接建立就完成了。T300超時(shí)（WCA）當(dāng)T300超時(shí)時(shí)，RRC子層重置MAC，釋放MAC配置和為所有已建立的RBs重建RLC，通知EMM子層RRC連接建立失敗，進(jìn)入初搜小區(qū)選擇過程。2.2.2 初始安全性激活過程