td-scdma无线接入网信令介绍

修订历史记录修订历史记录 日期日期适用产品版本适用产品版本文档版本文档版本修改内容修改内容 2006-11-20V2.1V1.0文档初建 版权声明版权声明 本资料著作权属中国普天信息产业股份有限公司所有。未经著作权人书面许可，任何单位或 个人不得以任何方式摘录、复制或翻译。侵权必究。 No part of this documentation may be excerpted, reproduced, translated, annotated or duplicated, in any form or by any means without the prior written permission of CHINA Potevio Co., Ltd. Copyright 2007 CHINA Potevio Co., Ltd. All rights reserved. 前言前言 TD-SCDMA 是由中国提出的第三代移动通信技术标准，为使读者对普天 TD-SCDMA 系统和 产品有进一步深入了解，特编写了本套教材。 TD-SCDMA 无线接入网信令介绍是普天培训课程中的高级课程。综合考虑了培训对象的 基础知识水平，以及对 TD-SCDMA 系统的了解需求，本教材从 TD-SCDMA 整网系统级的角度， 给出各种端到端呼叫及业务处理的流程定义、设计及描述。从而满足相关产品级文档所提出的对 各种 TD-SCDMA 呼叫及业务功能特性和网络解决方案的支持。 本教材适合从事是系统设计、实现及测试的技术人员，也可用于产品管理及市场人员阅读。 教材内容安排 本教材共分为 3 章： 第 1 章“网络呼叫及业务处理公用子流程”介绍了网络呼叫和业务处理流程所使用的公共子 流程。 第 2 章“网络呼叫及业务处理流程”主要介绍网络呼叫和业务处理的一些流程。 第 3 章“移动性管理”介绍了与移动性管理有关的一些流程。 书写约定 本教材主要是根据整网架构及所需支持的业务，将网元作为整体看待，定义并说明支持各业务的本教材主要是根据整网架构及所需支持的业务，将网元作为整体看待，定义并说明支持各业务的 呼叫及处理流程。具体覆盖：呼叫及处理流程。具体覆盖： 第第 1 章章 网络呼叫及业务处理公用子流程； 第第 2 章章 网络呼叫及业务处理流程； 第第 3 章章 移动性管理； 过程说明：过程说明： X1 生成消息或信息生成消息或信息 Y1 送到送到 网元网元 X2 以达成或实现以达成或实现 目的目的； X2 收到收到并处理并处理消息消息 Y1, 完成完成, 生成消息生成消息 Y2 送到送到 网元网元 X3, 以达成或实现以达成或实现 目的目的。 IX2 根据根据条件条件M 进行判断：进行判断： 若判断结果为若判断结果为 XX1，则选择，则选择 1 的描述；的描述； 若判断结果为 XX2，则选择 2 的描述； 教材编写声明 在教材的编写过程中，编者尽可能地保证内容的正确性与准确性，由于产品和技术的不断更 新和完善，教材中的内容可能与实际产品不完全相符，本教材仅作为学习材料，教材的所有陈述 不构成任何明示或暗示的担保，敬请读者谅解，并欢迎提出宝贵意见。 联系方式： 中国普天信息产业股份有限公司 地址：中国北京市海淀区海淀北二街 6 号 邮编： 传真：+86-10- E-mail： 目目 录录 第第 1 章章网络呼叫及业务处理公用子流程网络呼叫及业务处理公用子流程.7 1.1RRC 建立（承载在 DCH 信道上）7 1.1.1场景分析.7 1.1.2流程分析.7 1.2RRC 释放（承载在 DCH 信道上）10 1.2.1场景分析.10 1.2.2流程分析.10 1.3初始直传过程.11 1.3.1场景分析.11 1.3.2流程分析.11 1.4鉴权加密过程.12 1.4.1鉴权加密过程（CS）.12 1.4.2鉴权加密过程（PS）.14 1.5RAB 建立17 1.5.1CS域RAB建立（承载在DCH信道上）17 1.5.2PS域RAB建立（承载在DCH信道上）20 1.6RAB 释放22 1.6.1场景分析.22 1.6.2流程分析.23 1.7IU信令连接释放.24 1.7.1场景分析.25 1.7.2流程分析.25 第第 2 章章网络呼叫及业务处理流程网络呼叫及业务处理流程.27 2.1小区建立.27 2.1.1小区建立（新增小区）.27 2.1.2小区建立（自动建立）.29 2.2系统信息更新.31 2.2.1场景分析.31 2.2.2流程分析.32 2.3登记.32 2.3.1登记（CS）.32 2.3.2登记（PS）.34 2.4话音呼叫.36 2.4.1话音主呼.36 2.4.2话音被呼.39 2.4.3话音释放（UE发起）.42 2.4.4话音释放（RNC发起）43 2.4.5话音释放（CN发起）.45 2.5数据业务.46 2.5.1数据主呼.46 2.5.2数据被呼.48 2.6组合业务.50 2.6.1话音业务基础上，数据主呼并发.50 2.6.1话音业务基础上，数据被呼并发.52 2.6.1数据业务基础上，话音主呼并发.54 2.6.1数据业务基础上，话音被呼并发.56 2.6.1数据+话音并发业务，UE发起话音释放59 2.6.2数据+话音并发业务，UE发起数据释放60 2.7短消息.61 2.7.1短消息（CS域）61 2.7.1短消息（PS域）65 第第 3 章章移动性管理移动性管理.71 3.1切换.71 3.1.1小区内频点间切换.71 3.1.2NodeB内小区内切换.74 3.1.3同一RNC内不同NodeB间切换.77 3.1.4同一CN内RNC间切换80 3.1.5不同CN间切换93 3.1.6不同系统（TDGSM）间切换106 3.1.7不同系统（GSMTD）间切换115 3.2LA 位置更新.118 3.2.1场景分析.118 3.2.2流程分析.119 3.3路由更新.120 3.3.1场景分析.120 3.3.2流程分析.120 3.4联合更新.122 3.4.1场景分析.122 3.4.2流程分析.122 3.5小区更新.123 3.5.1场景分析.124 3.5.2流程分析.124 参考资料参考资料.125 术语及缩略语术语及缩略语.126 图表目录图表目录 图 1-1 RRC 连接建立流程图 7 图 1-2 RRC 连接释放流程图.10 图 1-3 初始直传流程图.11 图 1-4 鉴全加密（CS 域）流程图13 图 1-5 鉴全加密（PS 域）流程图 15 图 1-6 RAB 建立（CS 域）流程图 .18 图 1-7 RAB 建立（PS 域）流程图21 图 1-8 RAB 释放流程图 23 图 1-9 Iu 信令连接释放流程图25 图 2-10 小区建立(新增小区)流程图 .28 图 2-11 小区建立(自动建立)流程图 .30 图 2-12 系统信息更新流程图 .32 图 2-13 登记（CS 域）流程图33 图 2-14 登记（PS 域）流程图35 图 2-15 语音主呼流程图.37 图 2-16 语音被呼流程图.40 图 2-17 话音释放（UE 发起）流程图43 图 2-18 话音释放（RNC 发起）流程图 .44 图 2-19 话音释放（CN 发起）流程图 .46 图 2-20 数据主呼流程图.47 图 2-21 数据被呼流程图.49 图 2-22 话音业务基础上数据主呼并发流程图.51 图 2-23 语音业务基础上数据被呼并发流程图53 图 2-24 数据业务基础上话音主呼并发流程图55 图 2-25 数据业务基础上话音被呼并发流程图57 图 2-26 数据+话音并发业务，UE 发起话音释放流程图59 图 2-27 数据+语音并发业务，UE 发起数据释放流程图61 图 2-28 CS 域短消息（主呼）流程图62 图 2-29 CS 域短消息（被呼）流程图64 图 2-30 PS 域短消息（主呼）流程图66 图 2-31 PS 域短消息（被呼）流程图68 图 3-32 小区内频点间切换流程图72 图 3-33 NodeB 内小区间切换流程图 75 图 3-34 同一 RNC 内不同 NodeB 间切换流程图 78 图 3-35 同一 CN 内 RNC 间切换（CS 域）流程图81 图 3-36 同一 CN 内 RNC 间切换（PS 域）流程图 85 图 3-37 同一 CN 内 RNC 间切换（CS+PS 域）流程图 89 图 3-38 不同 CN 间切换（CS 域）流程图94 图 3-39 不同 CN 间切换（PS 域）流程图 98 图 3-40 不同 CN 间切换（CS+PS 域）流程图 102 图 3-41 不同系统(TDGSM)间切换(CS 域)流程图107 图 3-42 不同系统(TDGSM)间切换(PS 域)流程图110 图 3-43 不同系统(TDGSM)间切换(CS+PS 域)流程图113 图 3-44 不同系统(GSMTD)间切换(CS 域)流程图116 图 3-45 不同系统(GSMTD)间切换(PS 域)流程图118 图 3-46 LA 位置更新流程图 .119 图 3-47 路由更新流程图.121 图 3-48 联合更新流程图.122 图 3-49 小区更新流程图.124 表 1-1 RRC 连接建立场景说明7 表 1-2 RRC 连接释放场景说明10 表 1-3 初始直传场景说明11 表 1-4 鉴全加密（CS 域）场景说明 .12 表 1-5 鉴全加密（PS 域）场景说明 .14 表 1-6 RAB 建立（CS 域）场景说明.17 表 1-7 RAB 建立（PS 域）场景说明.20 表 1-8 RAB 释放场景说明 .22 表 1-9 Iu 信令连接释放场景说明 .25 表 2-10 小区建立(新增小区) 场景说明 .27 表 2-11 小区建立(自动建立) 场景说明 .29 表 2-12 系统信息更新场景说明.31 表 2-13 登记（CS 域）场景说明.32 表 2-14 登记（PS 域）场景说明 .34 表 2-15 语音主呼场景说明36 表 2-16 语音被呼场景说明39 表 2-17 话音释放（UE 发起）场景说明 .42 表 2-18 话音释放（RNC 发起）场景说明 44 表 2-19 话音释放（CN 发起）场景说明 45 表 2-20 数据主呼场景说明47 表 2-21 数据被呼场景说明48 表 2-22 话音业务基础上数据主呼并发场景说明50 表 2-23 语音业务基础上数据被呼并发场景说明 .52 表 2-24 数据业务基础上话音主呼并发场景说明 .54 表 2-25 数据业务基础上话音被呼并发场景说明 .56 表 2-26 数据+话音并发业务，UE 发起话音释放场景说明 .59 表 2-27 数据+语音并发业务，UE 发起数据释放场景说明 .60 表 2-28 CS 域短消息（主呼）场景说明.62 表 2-29 CS 域短消息（被呼）场景说明.63 表 2-30 PS 域短消息（主呼）场景说明 .66 表 2-31 PS 域短消息（被呼）场景说明 .68 表 3-32 小区内频点间切换场景说明.71 表 3-33 NodeB 内小区间切换场景说明 .74 表 3-34 同一 RNC 内不同 NodeB 间切换场景说明 .77 表 3-35 同一 CN 内 RNC 间切换（CS 域）场景说明 .80 表 3-36 同一 CN 内 RNC 间切换（PS 域）场景说明 .84 表 3-37 同一 CN 内 RNC 间切换（CS+PS 域）场景说明 .88 表 3-38 不同 CN 间切换（CS 域）场景说明 .93 表 3-39 不同 CN 间切换（PS 域）场景说明 .97 表 3-40 不同 CN 间切换（CS+PS 域）场景说明101 表 3-41 不同系统(TDGSM)间切换(CS 域)场景说明.106 表 3-42 不同系统(TDGSM)间切换(PS 域)场景说明 .109 表 3-43 不同系统(TDGSM)间切换(CS+PS 域)场景说明 .112 表 3-44 不同系统(GSMTD)间切换(CS 域)场景说明.115 表 3-45 不同系统(GSMTD)间切换(PS 域)场景说明 .117 表 3-46 LA 位置更新场景说明.118 表 3-47 路由更新场景说明 120 表 3-48 联合更新场景说明 122 表 3-49 小区更新流程图.124 第第 1 章章 网络呼叫及业务处理公用子流程网络呼叫及业务处理公用子流程 RRC 建立建立（承载在（承载在 DCH 信道上）信道上） 场景分析场景分析 表 1-1 RRC 建立（承载在 DCH 信道上）场景说明 场景描述 RRC 连接建立过程，由 UE 的高层发起，如响应寻呼消息或 UE 发起呼叫。使 UE 进入 CELL_DCH 状态。 前置条件UE 成功的进行了小区驻留。 后置条件 UE 进入 CELL_DCH 状态，NodeB 进入无线承载建立完成状态，RNC 进入 CELL_DCH 状 态。 起始事件网元 UE 生成消息 SYNC_UL 发送到网元 NodeB，以实现上行同步的目的。 中止事件 网元 RNC 处理从网元 NodeB 收到的消息 DCH 数据帧（RRC Connection Setup Complete） ，然后进入 CELL_DCH 状态，此公用用例结束。 相关网元UE、NodeB、RNC 流程分析流程分析 UENodeBRNC 3. CCCH:RRC Connection Request 4. RACH：RACH DATA FRAME (RRC Connection Request) 1. SYNC_UL 2. FPACH Burst 5. Radio Link Setup Request start RX 6. Radio Link Setup Response 9. Downlink Synchronisation 10. Uplink Synchronisation start TX 12. CCCH:RRC Connection Setup 11 FACH：FACH DATA FRAME (RRC Connection Setup) 14. Radio Link Restore Indication 15. DCCH:RRC Connection Setup Complete 16. DCH：DCH DATA FRAME (RRC Connection Setup Complete) Allocate RNTI and Select L1 and L2 parameters 7. ALCAP Iub Establish Request 8. ALCAP Iub Establish Confirm 13. special burst UE NodeB RNC 图 1-1 RRC 建立（承载在 DCH 信道上）流程图 流程描述流程描述： 1.UE 生成 SYNC_UL 发送到网元 NodeB，以达成上行同步的目的。 2.NodeB 收到并处理 SYNC_UL，生成 FPACH Burst 信息，信息中携带 SYNC_UL 接收位 置和 NodeB 对 PRACH 的期望接收功率，发送到网元 UE，以达成调整 UE 的发送功率和 同步偏移目的。 3.UE 收到并处理 FPACH Burst 信息，完成对 PRACH 信道号的选择，生成消息 RRC Connection Request 发送到网元 NodeB。 4.NodeB 收到消息 RRC Connection Request，生成 RACH（RRC Connection Request）数据 帧发送到网元 RNC。 5.RNC 收到并处理 RACH（RRC Connection Request）数据帧。RNC 根据当前无线资源条 件判断： Comment j1: 在无线链路建立消息 里未找到，但是在无线链路响应消息 中有 UL ISCP，见 K1297 用户面分析， P74。 (1)如果判断结果为拒绝接纳，则选择发送 RRC 连接拒绝消息（在图中未标出） ，流程 结束。 (2)如果判断结果为接纳成功，则 RNC 用 DCH 建立 RRC 连接，并为该连接分配 U_RNTI，给出无线链路的物理信道信息（Frame Offset，Special Burst Scheduling，DL 功率和 DL 时隙 ISCP 等功控信息）和传输信道信息（上下行传输信 道的 TFS/TFCS，以及其映射的 DPCH 的时隙/码/midamble 位移等信息） ，通知 NodeB 为新的通信上、下文建立必要的资源，生成消息 Radio Link Setup Request，发 送到网元 NodeB。 6.NodeB 收到并处理消息 Radio Link Setup Request，NodeB 根据无线资源情况判断： (1)如果 NodeB 无法完成无线链路分配，向 RNC 发送 Radio Link Setup Failure（在图中 未标出） ，转到 RRC 释放流程，请参见RRC 释放（承载在 DCH 信道上） 。 (2)如果 NodeB 成功分配了无线资源，NodeB 携带响应信息和 Transport Layer Address、Binding ID 等信息，NodeB 开始接收 UE 的 DPCH 信道，向网元 RNC 发送 Radio Link Setup Response 消息。 7.RNC 收到并处理消息 Radio Link Setup Response，RNC 携带 NodeB 的 Transport Layer Address、Binding ID 等信息，生成 ALCAP Iub Establish Request 消息发送到网元 NodeB。 8.NodeB 收到并处理消息 ALCAP Iub Establish Request，生成 ALCAP Iub Establish Confirm 消息发送到网元 RNC，将 Iub 数据传输承载与 DCH 捆绑在一起。 9.RNC 收到并处理消息 ALCAP Iub Establish Confirm，将 Iub 数据传输承载与 DCH 捆绑在 一起，RNC 生成 Downlink Synchronisation 控制帧发送到网元 NodeB。 10. NodeB 收到并处理 Downlink Synchronisation 控制帧，生成 Uplink Synchronisation 控制帧 发送到网元 RNC，报告 RNC 下行同步帧的到达时间 ToA，RNC 根据 ToA 对时间进行调 整，达到 DCH 帧的下行同步。 11. RNC 收到并处理 Uplink Synchronisation 控制帧，完成传输信道同步后，生成消息 FACH（RRC Connection Setup）数据帧发送到网元 NodeB，消息中带有 U_RNTI，RRC 状态指示（进入 DCH） ，3-4 个 SRB 信息，以及无线链路的物理信道信息和传输信道信息。 12. NodeB 收到 FACH（RRC Connection Setup）数据帧，取出其中携带的 RRC Connection Setup 消息发送到网元 UE。 13. UE 收到并处理消息 RRC Connection Setup，完成 DPCH 下行同步后，生成 Special Burst 发送到网元 NodeB。 14. NodeB 收到并处理 Special Burst，NodeB 根据一定时间内的接收质量判断是否获得 Uu 口 的 DPCH 上行同步： (1)如果没有获得 DPCH 上行同步，则不做处理（在图中未标出） 。 (2)如果获得 DPCH 上行同步，生成消息 Radio Link Restore Indication 发送到网元 RNC。 15. UE 生成消息 RRC Connection Setup Complete 发送到网元 NodeB。 16. NodeB 收到消息 RRC Connection Setup Complete，生成 DCH 数据帧（RRC Connection Setup Complete）发送到网元 RNC。RNC 收到并处理 DCH 数据帧（RRC Connection Setup Complete） ，进入 CELL_DCH 状态，RRC 建立完成。 RRC 释放释放（承载在（承载在 DCH 信道上）信道上） 场景分析场景分析 表 1-2 RRC 释放（承载在 DCH 信道上）场景说明 场景描述 RRC 连接释放后，UE 进入 IDLE 模式，Iu 接口信令连接，RAB，RB 及其他资源都会被释 放。 前置条件UE 成功的建立了 RRC（DCH）连接。 后置条件UE/NodeB/RNC 进入 RRC IDLE 状态。 起始事件网元 RNC 生成消息 RRC CONNECTION RELEASE 发送到网元 NodeB。 中止事件 网元 RNC 收到并处理从网元 NodeB 收到的消息 ALCAP Iub Release Confirm，流程结 束。 相关网元UE、NodeB、RNC 流程分析流程分析 UENodeBRNC 2. DCCH:RRC Connection Release 1. DCH：DCH DATA FRAME (RRC Connection Release) 3. DCCH:RRC Connection Release Complete 4. DCH：DCH DATA FRAME (RRC Connection Release Complete) 5.NBAP: Radio Link Deletion Request 6. NBAP:Radio Link Deletion Response 8. ALCAP: Iub Release Confirm UENodeBRNC 7. ALCAP: Iub Release Request 图 1-2 RRC 释放（承载在 DCH 信道上）流程图 流程描述：流程描述： 1.RNC 生成 DCH（RRC Connection Release）数据帧发送到网元 NodeB，实现发起 RRC 释 放流程的目的。 2.NodeB 收到 DCH（RRC Connection Release）数据帧，取出其中携带的 RRC Connection Release 消息发送到网元 UE。 3.UE 收到并处理消息 RRC Connection Release，生成消息 RRC Connection Release Complete 发送到网元 NodeB。 4.NodeB 收到消息 RRC Connection Release Complete，组成 DCH 数据帧发送到网元 RNC。 5.RNC 收到并处理 DCH（RRC Connection Release Complete）数据帧，生成消息 Radio Link Deletion Request 发送到网元 NodeB，以实现释放无线资源的目的。 6.NodeB 收到并处理消息 Radio Link Deletion Request，完成无线资源的释放，生成消息 Radio Link Deletion Response 发送到网元 RNC。 7.RNC 收到消息 Radio Link Deletion Response，生成消息 Iub Release Request 发送到网元 NodeB，实现释放 Iub 数据传输承载的目的。 8.NodeB 收到并处理消息 Iub Release Request，完成数据传输承载的释放，生成消息 ALCAP Iub Release Confirm 发送到网元 RNC。 9.RNC 收到消息 ALCAP Iub Release Confirm，DCH 状态下的 RRC 释放结束。 初始直传过程初始直传过程 场景分析场景分析 表 1-3 初始直传场景说明 场景描述RRC 连接建立成功后，UE 向 CN 发送初始直传消息，建立业务呼叫。 前置条件RRC 连接建立成功。 后置条件UE 和 CN 间业务呼叫链路建立，可进行鉴权加密过程。 起始事件网元 UE 发送 Initial Direct Transfer 消息到网元 NodeB。 中止事件CN 向 RNC 发送 COMMON ID 消息表示此流程结束。 相关网元UE、NodeB、RNC、CN 流程分析流程分析 UENodeBRNCCN 3. Initial UE Message1.DCCH: Initial Direct Transfer 2. DCH：DCH DATA FRAME (Initial Direct Transfer ) 4. Common ID UENodeBRNCCN 图 1-3 初始直传流程图 流程描述：流程描述： 1.UE 生成消息 Initial Direct Transfer 发送到网元 NodeB。请求建立业务呼叫。 2.NodeB 收到消息 Initial Direct Transfer，生成 DCH(Initial Direct Transfer)数据帧，发送到网 元 RNC。 3.RNC 收到并处理 DCH(Initial Direct Transfer)数据帧，分配 Iu 链路信令连接标识，组装成 Iu 口的 Initial UE Message，发送到网元的 CN。 4.CN 收到并处理消息 Initial UE Message，生成消息 Common ID 发送到网元 RNC，其中携 带了 Permanent NAS UE Identity 参数。RNC 将这个参数和用户的 RNTI 对应起来。 鉴权加密过程鉴权加密过程 鉴权加密过程（鉴权加密过程（CS） 场景分析 表 1-4 鉴权加密(CS 域)场景说明 场景描述 移动台在 CS 域始呼、被呼、登记时都需要进行鉴权，鉴权完成后还可能进行加密/完整性 保护。UE 根据 CN 发过来的 RAND，计算出 RES（SIM 卡中的鉴权响应参数） 、CK（加密 密钥）和 IK（完整性保护密钥） ，将新的 CK 和 IK 写入 SIM 卡中，并且将 RES 发回到 CN，CN 如果认为 RES 正确，则鉴权过程结束。鉴权成功后，CN 决定是否执行安全控制 过程，如果需要则由 CN 触发，由 RNC 和 UE 实现加密/完整性保护。 前置条件UE 成功的建立了 RRC(DCH)连接。 后置条件UE/RNC/NodeB/CN 状态不变，完成鉴权和安全控制。 起始事件 网元 CN 生成消息 Direct Transfer（AUTHENTICATION REQUEST）发送到网元 RNC，以发起鉴权请求过程。 中止事件 网元 CN 处理从网元 RNC 收到的消息 Security Mode Complete 消息，鉴权加密过程结 束。 相关网元UE、NodeB、RNC、CN 流程分析 UENodeBRNCCN 1. Direct Transfer ( AUTHENTICATION REQUEST) 6. Direct Transfer (AUTHENTICATION RESPONSE) 4. DCCH:Uplink Direct Transfer (AUTHENTICATION RESPONSE) 5. DCH：DCH DATA FRAME (Uplink Direct Transfer ) 2. DCH：DCH DATA FRAME (Downlink Direct Transfer ) 7. Security Mode Command UENodeBRNCCN 3. DCCH:Downlink Direct Transfer ( AUTHENTICATION REQUEST) 8. DCH：DCH DATA FRAME (Security Mode Command) 9. DCCH:Security Mode Command 10. DCCH:Security Mode Complete 11. DCH：DCH DATA FRAME (Security Mode Complete) 12. Security Mode Complete 图 1-4 鉴权加密（CS 域）流程图 流程描述：流程描述： 1.CN 生成消息 Direct Transfer（AUTHENTICATION REQUEST）发送到网元 RNC。 2.RNC 收到消息 Direct Transfer（AUTHENTICATION REQUEST） ，生成 Downlink Direct Transfer 消息，组成 DCH 数据帧（Downlink Direct Transfer） ，发送到网元 NodeB。 3.NodeB 收到 DCH 数据帧（Downlink Direct Transfer） ，取出其中携带的消息 Downlink Direct Transfer 发送到网元 UE。 4.UE 收到消息 Downlink Direct Transfer（AUTHENTICATION REQUEST） ，根据 RAND 计 算出三个参数：RES（SIM 卡中的鉴权响应参数） 、CK（加密密钥）和 IK（完整性保护 密钥） ，将新的 CK 和 IK 写入 SIM 卡中。UE 发送消息 Uplink Direct Transfer（AUTHENTICATION RESPONSE）到网元 NodeB，其中携带着 UE 新计算出来 的 RES 信息。 5.NodeB 收到消息 Uplink Direct Transfer（AUTHENTICATION RESPONSE） ，组成 DCH 数 据帧（Uplink Direct Transfer）发送到网元 RNC。 6.RNC 收到并处理 DCH 数据帧（Uplink Direct Transfer） ，生成消息 Direct Transfer（AUTHENTICATION RESPONSE） ，发送到网元 CN。 7.CN 收到并处理消息 Direct Transfer（AUTHENTICATION RESPONSE） 。CN 根据消息中 的 RES 信息进行判断： (1)若判断结果为不正确，且不需要进行身份认证，则生成消息 AUTHENTICATION REJECT 发送到网元 RNC（在图中未标出） ，转到 RRC 释放流程，详见RRC 释放 （承载在 DCH 上） 。 (2)若判断结果为不正确，且需要进行身份认证，则生成消息 IDENTIFICATION REQEUST 发送到网元 RNC（在图中未标出） ，发起身份认证过程（身份认证过程略） ，认证成功后进行再次鉴权，否则发起 RRC 释放流程，详见RRC 释放（承载在 DCH 上） 。 (3)若判断结果为正确，且需要进行安全性控制，则生成消息 Security Mode Command 发 送到网元 RNC，以实现加密和完整性检查过程。 (4)若判断结果为正确，但不需要进行安全性控制，CN 向 RNC 发送 Direct Transfer（CM SERVICE ACCEPT 或 LOCATION UPDATING ACCEPT） （在图中未 标出） ，RNC 收到后通过 DCH 数据帧将消息转发给 NodeB，NodeB 向 UE 发送 Downlink Direct Transfer Msg（CM SERVICE ACCEPT 或 LOCATION UPDATING ACCEPT） ，鉴权过程结束。 8.RNC 收到并处理消息 Security Mode Command，完成对 RLC 和 MAC 实体进行参数配置， 并生成 DCH(Security Mode Command)数据帧发送到网元 NodeB。 9.NodeB 收到 DCH(Security Mode Command)数据帧，取出其中携带的消息 Security Mode Command 发送到网元 UE。 10. UE 收到并处理消息 Security Mode Command，UE 根据是否支持加密算法和完整性检查算 法进行判断： (1)如果判断结果为不支持，则生成消息 Security Mode Failure 发送到网元 NodeB（在图 中未标出） ，加密过程失败。 (2)如果判断结果为支持，则生成消息 Security Mode Complete 发送到网元 NodeB。 11. NodeB 收到消息 Security Mode Complete，生成 DCH（Security Mode Complete）数据帧发 送到网元 RNC。 12. RNC 收到并处理 DCH（Security Mode Complete）数据帧，生成消息 Security Mode Complete 发送到网元 CN，鉴权加密过程结束。 鉴权加密过程（鉴权加密过程（PS） 场景分析 表 1-5 鉴权加密(PS 域)场景说明 场景描述移动台在 PS 域始呼、被呼、登记时都需要进行鉴权，鉴权完成后还可能进行加密/完整性保 护。UE 根据 CN 发过来的 RAND，计算出 RES（SIM 卡中的鉴权响应参数） 、CK（加密密 钥）和 IK（完整性保护密钥） ，将新的 CK 和 IK 写入 SIM 卡中，并且将 RES 发回到 CN，CN 如果认为 RES 正确，则鉴权过程结束。鉴权成功后，CN 决定是否执行安全控制 过程，如果需要则由 CN 触发，由 RNC 和 UE 实现加密/完整性保护。 前置条件UE 成功的建立了 RRC（DCH）连接。 后置条件UE/RNC/NodeB/CN 状态不变，完成鉴权和安全控制。 起始事件网元 CN 生成消息 Direct Transfer（AUTHENTICATION AND CIPHERING REQUEST）发送到网元 RNC，以发起鉴权请求过程。 中止事件网元 CN 处理从网元 RNC 收到的消息 SECURITY MODE COMPLETE 消息，鉴权和加密 过程结束。 相关网元UE、NodeB、RNC、CN 流程分析 UENodeBRNCCN 1 Direct Transfer ( AUTHENTICATION AND CIPHERING REQUEST) 6 Direct Transfer (AUTHENTICATION AND CIPHERING RESPONSE) 4 DCCH:Uplink Direct Transfer (AUTHENTICATION AND CIPHERING RESPONSE) 5 DCH：DCH DATA FRAME (Uplink Direct Transfer ) 2 DCH：DCH DATA FRAME (Downlink Direct Transfer ) 7 Security Mode Command UENodeBRNCCN 3 DCCH:Downlink Direct Transfer ( AUTHENTICATION AND CIPHERING REQUEST) 8 DCH：DCH DATA FRAME (Security Mode Command) 9 DCCH:Security Mode Command 10 DCCH:Security Mode Complete 11 DCH：DCH DATA FRAME (Security Mode Complete) 12 Security Mode Complete 图 1-5 鉴权加密（PS 域）流程图 流程描述：流程描述： CN 生成消息 Direct Transfer（AUTHENTICATION AND CIPHERING REQUEST）发送到 网元 RNC。 RNC 收到消息 Direct Transfer（AUTHENTICATION AND CIPHERING REQUEST），生 成 Downlink Direct Transfer 消息，组成 DCH 数据帧，发送到网元 NodeB。 NodeB 收到 DCH 数据帧，取出其中携带的消息 Downlink Direct Transfer 发送到网元 UE。 UE 收到消息 Downlink Direct Transfer（AUTHENTICATION AND CIPHERING REQUEST）, 根据 RAND，计算三个参数：RES（SIM 卡中的鉴权响应参数） 、 CK（加密密钥）和 IK（完整性保护密钥） ，将新的 CK 和 IK 写入 SIM 卡中。UE 发 送消息 Uplink Direct Transfer（AUTHENTICATION AND CIPHERING RESPONSE） 到网元 NodeB。其中携带着 UE 新计算出来的 RES 信息。 NodeB 收到消息 Uplink Direct Transfer（AUTHENTICATION AND CIPHERING RESPONSE） ，组成 DCH 数据帧将消息转发给网元 RNC。 RNC 收到并处理消息 Uplink Direct Transfer（AUTHENTICATION AND CIPHERING RESPONSE） ，生成消息 Direct Transfer（AUTHENTICATION AND CIPHERING RESPONSE） ，发送到网元 CN。 CN 收到并处理消息 Direct Transfer。CN 根据消息中的 RES 信息进行判断： (1)若判断结果不正确，且不需要进行身份认证，则生成消息 AUTHENTICATION REJECT 发送到网元 RNC（在图中未标出） ，转到 RRC 释放流程，详见RRC 释放 （承载在 DCH 上） 。 (2)若判断结果为不正确，且需要进行身份认证，则生成消息 IDENTIFICATION REQEUST 发送到网元 RNC（在图中未标出） ，发起身份认证过程（身份认证过程略） ，认证成功后进行再次鉴权，否则发起 RRC 释放流程，详见RRC 释放（承载在 DCH 上） 。 (3)若判断结果为正确，则生成消息 Security Mode Command 发送到网元 RNC，以实现 加密和完整性检查过程。 (4)若判断结果为正确，但不需要进行安全性控制，CN 向 RNC 发送 Direct Transfer （在图中未标出） （SERVICE ACCEPT 或 ATTACH ACCEPT） （在图中未标出） ， RNC 收到后通过 DCH 数据帧将消息转发给 NodeB，NodeB 向 UE 发送 Downlink Direct Transfer Msg（SERVICE ACCEPT 或 ATTACH ACCEPT） ，鉴权过程结束。 RNC 收到并处理消息 Security Mode Command，完成对 RLC 和 MAC 实体进行参数配置，生 成 Security Mode Command 消息，并组成 DCH 数据帧（Security Mode Command）发送到 网元 NodeB。 NodeB 收到 DCH 数据帧（Security Mode Command） ，取出其中携带的消息 Security Mode Command 发送到网元 UE。 UE 收到并处理消息 Security Mode Command，UE 根据是否支持加密算法和完整性检查算法进 行判断： 如果判断结果为不支持，则生成消息 Security Mode Failure 发送到网元 NodeB（在图中未 标出） ，加密过程失败。 如果判断结果为支持，则生成消息 Security Mode Complete 发送到网元 NodeB。 NodeB 收到消息 Security Mode Complete，组成 DCH（Security Mode Complete）数据帧发送到 网元 RNC。 RNC 收到并处理 DCH（Security Mode Complete）数据帧，生成消息 Security Mode Complete 发送到网元 CN，鉴权加密过程结束。 RAB 建立建立 CS 域域 RAB 建立（承载在建立（承载在 DCH 上）上） 场景分析 表 1-6 RAB 建立(CS 域)场景说明 场景描述 CELL_DCH 状态下，RAB(同步 DCH)建立过程，由 CN 发起，RRC 子层执行。同步 RAB 建立过程的特点是新的无线配置同时在 UE、RNC 和 NodeB 起作用。 前置条件UE 成功的建立了 RRC（DCH）连接，进入 CELL_DCH 状态。 后置条件UE/RNC/NodeB/CN 状态不变，承载语音业务的 RAB 成功建立。 起始事件网元 CN 生成消息 RAB Assignment Request 发送到网元 RNC。 中止事件网元 CN 收到从网元 RNC 发来的消息 RAB Assignment Response。 相关网元UE、NodeB、RNC、CN58 流程分析 UENodeBRNCCN 1. RANAP: RAB Assignment Request (Establishment) Select L1, L2 and Iu Data Transport Bearer parameters 2. ALCAP: Iu Establish Request 3. ALCAP : Iu Establish Confirm 4.NBAP: Radio Link Reconfiguration Prepare 5. NBAP:Radio Link Reconfiguration Ready 6. ALCAp: Iub Establish Request 7. ALCAP :Iub Establish Confirm 8. Downlink Synchronisation 9. Uplink Synchronisation 10.NBAP: Radio Link Reconfiguration Commit 11. DCH: DCH DATA FRAME (Radio Bearer Setup) 12. DCCH: Radio Bearer Setup 13. Apply new transport format set 14. DCCH: Radio Bearer Setup Complete 15. DCH: DCH DATA FRAME (Radio Bearer Setup Complete) 16. INITIALISATION 17. INITIALISATION ACK 18. RANAP:RA