5G NR RRC协议总体介绍

 1. 开机入网流程

UE入网过程包括几个子过程:

  • 小区搜索与选择

        UE开机选网,小区搜索并完成下行同步。

  • 系统消息广播

        UE读取广播信息,选择合适小区进行驻留。

  • 随机接入

        UE与gNB建立上行同步。

  • RRC连接建立

        UE与gNB建立RRC连接。

  • 注册过程

        UE注册到5G网络,网络侧开始维护该UE的上下文。

2. UE状态

5G NR RRC协议总体介绍插图

 图1 5G NR UE状态变化示意图

        LTE由RRC connected和RRC IDLE状态组成,5G NR引入了新的RRC状态名称,称为RRC Inactive state。

  1. NR-RRC CONNECTED
  2. NR-RRC INACTIVE
  3. NR-RRC IDLE

        UE开机时处于非连接模式/空闲模式,它可以转化为初始附着的RRC connected或连接建立。如果在短时间内没有来自UE的活动,它可以通过移至RRC Inactive状态来暂停其会话,并可以恢复其向RRC连接模式的会话。

        UE可以从RRC connected或RRC Inactive状态进入RRC空闲模式。

        RRC Inactive状态可保持UE在基站中的上下文,当有数据需要传输时,可马上转为connected状态,不需要去发起service request连接,保证了传输的低延迟。

3.SRB

        SRB表示RRC和NAS消息的传输的无线电承载,包含SRB0~SRB3。

        SRB0用于使用CCCH逻辑信道的RRC消息;

        SRB1用于RRC消息(其可以包括搭载的NAS消息)以及用于在建立SRB2之前的NAS消息,全部使用DCCH逻辑信道;

        SRB2用于NAS消息,全部使用DCCH逻辑信道。 SRB2的优先级低于SRB1,可以在AS安全激活后由网络配置;

        SRB3用于当UE处于(NG)EN-DC(EUTRA-NR Dual Connection)或NR-DC时的特定RRC消息,全部使用DCCH逻辑信道。

        在下行链路中,NAS消息的捎带仅用于一个从属(即,具有联合成功/失败)过程:承载建立/修改/释放。在上行链路中,NAS消息仅用于在连接建立和连接恢复期间传输初始NAS消息。

        一旦AS安全性被激活,SRB1,SRB2和SRB3上的所有RRC消息(包括那些包含NAS消息的RRC消息)都受到PDCP的完整性保护和加密。

        SRB1和SRB2中的所有MR-DC(Multi-RAT Dual Connectivity)选项均支持拆分SRB(SRB0和SRB3不支持拆分SRB)。

附:

5G NR RRC协议总体介绍插图1

4. 服务

4.1 上层服务

RRC为上层提供如下服务:

        广播公共的控制信息;

        RRC_IDLE状态下的UE通知,例如,移动终端接入呼叫;

        关于ETWS和/或CMAS的UE的通知;

        专用信令传输

4.2 底层服务

完整性保护,加密和无损失顺序传递信息

5. RRC功能

RRC协议包括以下主要功能:

        - 广播系统信息:

        - 包括NAS公共信息;

        - 适用于RRC_IDLE和RRC_INACTIVE中的UE的信息(例如,小区(重新)选择参数,相邻小区信息)和适用于RRC_CONNECTED中的UE的信息(也称为公共信道配置信息);

        - 包括ETWS通知,CMAS通知。

        -  RRC连接控制:

        - Paging;

        - 建立/修改/暂停/恢复/释放RRC连接,包括例如分配/修改UE身份(C-RNTI,fullI-RNTI等),建立/修改/暂停/恢复/释放SRB(SRB0除外);

        - 初始AS安全激活,即AS完整性保护(SRB,DRB)和AS加密(SRB,DRB)的初始配置;

        -  RRC连接移动性,包括例如频率内和频率间切换,相关的AS安全处理,即密钥/算法改变,在网络节点之间传送的RRC上下文信息的规范;

        - 建立/修改/暂停/恢复/释放携带用户数据(DRB)的RB;

        - 无线电配置控制包括例如分配/修改ARQ配置,HARQ配置,DRX配置;

        - 在DC的情况下,小区管理包括例如PSCell的变化,SCG cell的添加/修改/释放;

        - 在CA的情况下,小区管理包括例如SCell的添加/修改/发布;

        -  QoS控制,包括分别为DL和UL分配/修改半持久调度(SPS)配置和配置的授权配置,用于UE中的UL速率控制的参数的分配/修改,即优先级的分配和优先级比特率(每个RB的PBR)。

        - 从无线电链路故障中恢复。

        -  RAT间移动性,包括例如AS安全激活,转发RRC上下文信息;

        - 测量配置和报告:
        - 建立/修改/释放测量配置(例如,频率内,频率间和RAT间测量);
        - 设置和释放测量间隙;
        - 测量报告。
        - 其他功能,包括例如通用协议错误处理,专用NAS信息的传送,UE无线电接入能力信息的传送。

附:

I-RNTI:

I-RNTI 在 Paging 消息中的 UE-Identity 携带,用于唤醒 INACTIVE 态的 UE。核心网寻呼 CN-Paging 基于 5G-S-TMSI 触发,而 INACTIVE 到 ACTIVE 是由基站寻呼 RAN-Paging 触发的,因基站不保存 UE 的 S-TMSI 信息,所以需要一种新的寻呼 ID 标识 UE。

I-RNTI 分为 full I-RNTI 和 short I-RNTI,在 SIB1 消息中通过 useFullResumeID 指示(useFullResumeID 存在则表示使用 full I-RNTI 和 RRCResumeRequest1,如果不存在则表示使用 short I-RNTI和RRCResumeRequest),full I-RNTI 为 40bits,short I-RNTI 为 24bits,full I-RNTI 可由 UEID+gNBID+PLMN 构成,具体有如下 3 种方式:

5G NR RRC协议总体介绍插图2

文章来源于互联网:5G NR RRC协议总体介绍

THE END
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