-
5.3
5.3.1
5.3.1.1
连接控制
介绍
RRC
连接控制
RRC
连接建立包括
SRB1
的建立。
E-U
TRAN
在完成
S1
连接建立过程前，
也就是在接收到
EPC
发出的
UE
上下文信息之前，先要完成
RRC
连接的建
立。因此，在
RRC
连接的初始阶段，
AS
安全没有被激活。在这个初始阶段，
E-UTRAN
可以配置
UE
执行测量上报。不过，
UE
只有
在
AS
安全被激活时才接收切换消息。
一旦接
收到
EPC
发出的
UE
上下文后，
E-UTRAN
就使用初始安全激活过程来
激活安全
（包
括加密和完整性保护）。用于激活安全的
RRC
消息（命令与成功响应）会得到完整性保护，而
< br>加密只有当安全激活过程完成后才开始。
也就是说，
响应
激活安全消息的消息没有被加密，
而随
后的消息则既有完整性保
护又有加密（比如建立
SRB2
和
DR
B
的消息）。
初始安
全激活过程启动之后，
E-UTRAN
初始化
< br>SRB2
和
DRB
的建立，
即
E-UTRAN
可以在
< br>收到
UE
发出的初始安全激活确认之前，
就初始化
SRB2
和
DRB<
/p>
的建立。
在任何情况下，
E-UTRAN
都会对用于建立
SRB2
和
DRB
的
RRC
连接重配
消息进行加密和完整性保护。
如果初始安全激活
和
/
或无线承载建立失败（即安全激活和
DRB
建立被一个联合的
S1
过程触发，不支持部分
的成
功），
E-UTRAN
应释放
RRC
连接。
对于<
/p>
SRB2
和
DRB
，安全保护总是在一开始被激活，也就是说，
E-UTRAN
不会在激活安全
之前建立这些承载。
RRC
连接的释放由
E-UTRAN
初始化。这个过程可用于将
UE
重定向到另一
个
E-URTA
频
率或者其它无线接入
系统的载波频率。只有在特殊的情况下，
UE
可中断
RRC
连接，即不通知
E-UTRAN
而迁移到
RRC_IDLE
状态。
5.3.1.2
的加密。
安全性
AS
安
全包括
RRC
信令
（
< br>SRB
）
的完整性保护，
以及<
/p>
RRC
信令
（
S
RB
）
和用户数据
（
< br>DRB
）
RRC
处
理安全参数的配置（
AS
配置一部分的）包括完整性保护算法、
加密算法以及两个参
数（
keyChangeIndicato
r
和
nextHopChainingCount
）。
UE
用这两个参数来决定切换和
/
或连接重
建立时的
AS
安全密钥。
信令无线承载
SRB1
和
SRB2
所使用的完整性保护算法是相同的。所有
RB
（
SRB1
、
SRB2
以及
DRB
）使用的加密
算法也是相同的。
SRB0
既没有完整性保护，也没有加密。<
/p>
RRC
的完整性保护和加密总是被一
齐激活，即在一个消息
/
过程中完成。
RRC
完整性和加密
永远不会被“去激活”，不过，有可能切换
到一个空的加密算法（
eea0
）。
一个空的完整性保护算法
(eia0)
只被
用于处于受限业务模式的
UE
。
当使用
空的完整性保护算
法时，也会同时使用空的加密算法。对于完整性检查失败的
RRC
消息，下层协议将丢弃这些消
息，并向
RRC
指示完整性验证检查失败。
AS
使用三种不同的安全密钥：
K
RRCint
用于
RRC
信令的完整性保护，
K
RRCenc
用于
RRC
信令
的加密，
K
UPenc
用于用户数据的加密。三个
AS
密钥是从
K
eNB<
/p>
密钥计算得到的。
K
eNB
基于由上
层处理的
K
ASME
密钥。
连接建立时，计算产生新的
AS
密钥，不交
换
AS
参数用作新
AS
密钥产生的输入。
用来执行切换的
< br>RRC
消息的完整性和加密保护，
是根据切换前的安全配
置，
由源
eNB
执行。
完整性和加密算法只能在切换时改变。每一次切换和连接重新
建立时，四个
AS
密钥（
K
eNB,
K
RRCint
,
K
RRCenc
和
K
UPenc
）都会改变。
keyChangeIndi
cator
用于切换，指示
UE
是否应
使用与最近
可用
K
ASME
密钥相关的密钥。
UE
在切换和连接重建时使用
nextHopChainingCount
< br>参数，
用于计
算产生新的
K
eNB
，
K
eNB
将用于产生新的
K
RRCint
, K
RRCenc
以及
K
UP
enc
。
一个小区内切换过程可用来
更
改
RRC_CONNECTED
状态下的密钥。
每个无线承载
(RB)
在每个方向都会保留一个独立的计数器。对于每个
DRB
，该
COUNT
被
用作加密的输入。对于每个
SRB
，该
COUNT
会被用作加密和完整性保护的输入。对一个给定
的安全密钥，
相同的
COUNT
值不允
许使用多过
1
次。
为了限制信令负荷，
单个消息
/
数据包包
含一个短的序列号
（
PDCP SN
< br>）
。
另外，
采用了一种溢出计数
器机制：
超帧号
（
hyper
frame number
、
TX_HFN
和
RX_HFN
）。
HFN
需要在
UE
和
eNB
之间同步，
eNB
< br>负责避免
COUNT
和相同的
R
B
标识及相同的
K
eNB
被重复使用；
eNB
可以
对连续的
RB
建立使用不同的
RB <
/p>
标识，来触发
一个小区内切换或者从
RR
C_CONNECTED
到
RRC_IDLE
< br>再到
RRC_CONNECTED
的状态转换。
对于每个
SRB
，
RRC
提供给下层协议层的用作产生作为加密和完整性保
护的输入的
5
比特
< br>BEARER
参数的数值
value
，就是相应最高位填充为
0
的
sr
b-Identity
值。
5.3.1.3
连接模式移动性
在
RRC_CONNECTED
状态，网络
控制
UE
的移动性，即网络决定
UE<
/p>
应在何时移动到哪个
小区（可能是另一个频点或另一个
RAT
）。网络根据无线条件和负载触发切换过程。为了提高
切换效率，网络可能配置
UE
执行测量上报（可能包
括测量间隙的配置）。网络也可以在没有接
收到
UE
测量报告的情况下，发起盲切换。
在向<
/p>
UE
发送切换消息之前，源
eNB
准备好一个或多个目标小区。目标
eNB
产
生用于执行
切换的消息，包括目标小区中将使用的
AS
配置信息。源
eNB
透明地转发来自目的
eNB
的切换
消息
/
信息给
UE
，不做任何内容和数值的修
改。适当的时候，源
eNB
为全部（或者一组）
DRB
初始化数据转发。
收到切
换消息之后，
UE
尝试在第一个可用
R
ACH occasion
（时机）
——根据
< br>TS 36.321
随机
接入资源选择的定义——接入目
标小区，
即切换是异步的。
因此，
在为
目标小区随机接入分配一
个专用的
preamble
（前缀）
时，
E-UTRA
应当确保这个
preamble
从
UE
的第一个
RACH occasion
开始就可用。成功完成切换之后，
UE
发送一条消息来确认
切换。
如果目标
eNB
不支持使用源
eNB
分配给
UE<
/p>
的配置来释放
RRC
协议，目标
eNB
可能不能
理解源
eNB
给
UE
提供的配置。在这种情况
下，在切换和重建立时，目标
eNB
应使用全配置操
作去重新配置这个
UE
。
全配置操作包括初始化无线配置，
但不包括未来
RRC
重建的安全算法。
在切换成功后，
PDCP SDU
可以在目标小区中被重发。这只适用于使用
RLC-AM
模式的
DRB
和没有使用全配置操作的切换
。在没有使用全配置操作的切换成功后，除使用
RLC-AM
模
式的
DRB
外（它们的
SN
和
HFN
继续使用），其
它的
radio bearer
的
SN
和
HFN
将被重置。对
包含全配置操作的重配，
不管
RLC
< br>模式，
所有的
DRBs
的
PDCP
实体都被重新建立
（
SN
和
HFN
不再使用）。<
/p>
不管网络内切换时
X2
切换还是
S1
切换，切换时
UE
的行为是没有区别的。
源
eNB
应该在一段时间内保持上下文的内容，以便让
UE
在切换失败后能够回到源小区。
在已经检测到切换
失败后，
UE
应尝试在源小区或另一个目标小区中使用
RRC
重建立过程，重
新开始
< br>RRC
连接。只有接入小区时准备好的小区（即属于源
e
NB
或者目标
eNB
的小区上，切
换准备已执行完毕）时，重新连接才能成功。
切换到广播
CSG
标识的小区时使用正常的
测量和移动流程。
5.3.2
寻呼
5.3.2.1
概述
UE
Paging
图
5
寻呼流程
该流程的目的是将寻呼消息发送给
RRC_IDLE
状态下的
UE
，和
/
或发送系统消息改变通知
给处于
RRC_IDLE
和
RRC_CONNECTED
状态下的
UE
，和
/
或发送
ETWS
主要通知和或辅助通
知给
UE
，
和
/
或发送
CMAS
通知给
UE
。
寻呼信息被提供给上层协议，
上层协议收到寻呼消息后，
< br>初始化
RRC
连接建立。收到寻呼消息的常见的场景是接
到来电呼入。
EUTRAN
5.3.2.2
初始化
E-UTRAN
在
UE
的寻呼
occasion
（时机）
发送
Paging
消息，
以初始化寻呼过程。
E-UTRAN
可以在一条<
/p>
Paging
消息标识多个
UE
，每个
PagingRecord
标识一个
UE
。
E-UTRAN
也可通过
Paging
消息通知系统信息变化，和
/
或提供
ETWS
的通
知或
CMAS
通知。
寻呼消息的主要内容有：
（
1
）寻呼消息列表：
UE
< br>的标识（
S-TMSI
或
IMS
I
）、
CN
域（发起寻呼的核心网域，
CS
或
PS
）
。
（
2
）系统
信息改变指示：如果出现此
IE
，则指示
BCCH
修改。
（
3
）
ETWS
基本
通知指示：如果出现此
IE
，则指示存在
ETWS
相关通知。
（
3
）
CMAS
基本
通知指示：如果出现此
IE
，则指示存在
CMAS
相关通知。
5.3.2.3
UE
接收
Paging
消息
RRC_IDLE
状态下的
UE
监控寻呼信道，检测是否由呼叫进入。<
/p>
收到寻呼消息，
且
< br>UE
处在
RRC_IDLE<
/p>
状态下，
对
Paging
消息中存在在每条
PagingRecord
，
如果
PagingRecord
中的
ue-
Identity
与任一个上层分配的
UE identiti
y
相匹配，
则
UE
将
ue-Identity
和
cn-Domain
转发至上层；
如果寻呼消息包含了
systemInfoModificatio
n
，则
UE
通过系统消息获取流程重新
获取必需的
系统信息。
5.3.2.4
IDLE
模式下寻呼的非连续接收
UE
在
IDLE
模
式下可以采用非连续接收（
DRX
）来降低功率消耗。一个寻呼
时刻（
Paging
Occasion
，
PO
）是一个子帧，在这个子帧，
PDCCH
上可能有
P-RNTI
发送
，寻址寻呼消息。一
个寻呼帧（
Paging Frame
，
PF
）是一个无线帧，包含一个或者多个
PO
。当采用了
DRX
，
UE
在
每个
DRX
周期只需监控一个
P-RNTI
。
如果许多
UE
被频繁地寻呼，
那么最好将
UE<
/p>
分成多个寻呼组，
这样可以避免寻呼消息过多。
< br>
由于
eNB
存储
UE
的永久
NAS
标识不够安全，
因此在计算中，
采用
< br>UE_ID=IMSI mod 1024
。
5.3.3
RRC
连接建立
5.3.3.1
概述
UE
RRCConnectionRequest
EUTRAN
RRCConnectionSetup
RRCConnectionSetupComplete
图
6 RRC
连接建立，成功流程
UE
EUTRAN
RRCConnectionRequest
RRCConnectionReject
图
7 RRC
连接建立，网络拒绝流程
该过程旨在建立一个
RRC
连接，包括建立
SRB1
。该过程也可用于发送从
UE
到
E-UTRAN
的初始
NAS
专用信息
/
消息。<
/p>
当
UE
在
RRC
_IDLE
状态下，
上层要求建立
RR
C
连接时，
UE
初始
< br>化此流程。
E-UTRAN
在这个过程中只建立
SRB1
。
5.3.3.2
初始化
RRC_IDLE
状态下的
UE
在发起某个原因的
RRC
连接建立时，首先要判断
小区对这个原因
是否允许接入，并结合
SIB2
中的信息和定时器的状态。
（
1
）如果
UE
建立
RRC
连接的原因是
mobile
terminating calls
，且
T302
计时器正在运行，
则认为该小区禁止接入；否则认为该小区没有禁止接入。
（
2
）如果
UE
建立
RRC
连接的原因是紧急呼叫，且
如果
S
ystemInformationBlockType2
不
包含
ac-
BarringInfo
，则认为小区允许接入。
（
3
）如果
UE<
/p>
建立
RRC
连接的原因是
mobile originating
calls
，且定时器
T302
或
T303
正
在运行，则认为该小区禁止接入；如果定时器
T302
和
T303
都没有运行，且如果
SystemInformationBlockType
2
包含
ac-
BarringInfo-
，且
ac-
BarringForMo-Data
存在，则，
?
如果
UE
的
USIM
中存储了一个或更多个接入
级别，范围为
11~15
，且至少一
个
接入等级在
ac-BarringForMo-
Data
中包括的
ac-BarringForSpecial
AC
中对应的
比特被设置为
0
，则认为该小区允许接入；
?
否则在
0 ≤
rand
<
1
范围内均匀地随机抽取
‘
rand
’
值，如果
‘
rand
’
低于
ac-BarringForMo-
Data
中包含
ac-BarringFactor
所指示的值，
认为该小区可以接
入；
（
4
）其它
情况（
UE
建立
RRC
连接的原因是
mobile originating
signalling
）：
?
如果定时器
T302
或
T305
正在运行，认为
小区接入被禁止；
?
否则，如果
SystemInformationBlockType2
包含
ac-
BarringInfo
，且存在
ac-BarringForMo-
Signalling
，则
如果
UE
有一个或多个接入级别，存
储在
USIM
中，范围为
11~15
，且其中至少一种接入级别中，包含在
ac-BarringForMo-
Signalling
中
ac-BarringForSpec
ialAC
的相应比特位值为
0
，那么
认为该小区可以接入；否则在
0 ≤
rand
<
1
范围内均匀地随机
抽取
‘
rand
’
值，如果
‘
rand
’
低于
ac-BarringForMo-
Signalling
中包含的
ac-BarringFactor
指示的值，则认为该小区可
以接入；
5.3.3.3
RRCC
onnectionRequest
消息传输
UE
设置
RRCConnectionRe
quest
消息的内容如下：
（
1
）
设置
ue-Identity
：
如果上层提供
S-TMSI
（当
UE
注册在当前小区的
tracking area
中时，
上层提供
S-TMSI
），则将
ue-Identity
设置为从上层接收的值；如果上层没有提供
S-TMSI
，则在
0 .. 2
40
-1
中抽取一个随机值，设置
ue-Identity
为该随机值；
（
2
）根据从上层接收到的信息设置
establishmentCause
的值。
UE
之后应将
RRCConnecti
onRequest
消息提交给下层传输。
UE
将继续进行与小区重选相关
的测量和小区重选评估，如果满足小区重选的条件，
UE
将进行小区重选。
5.3.3.4
UE
接收
RRCConnectionSetup
注：在
此之前，下层信令用来分配
C-RNTI
。
收到
RRCConnectionRequest
消息时，
UE
按照收到的
r
adioResourceConfigDedicated
进行无线
< br>资源配置过程；如果之前存储了
idleModeMobilityContro
lInfo
提供的，或从异系统遗留的小区重
选优先级信息，<
/p>
则删除这些信息；
停止定时器
T300
；
如果定时器
T302
、
T305
< br>、
T320
正在运行，
则停止，
并执行相关的操作；
进入
RRC_CONNECTED<
/p>
状态；停止小区重选过程；
（
1
）
UE
设置
RRCConnectionSetupComplete
消息内容如下：
?
将
selectedPLMN-Identity
设置为上层从
SystemInformationBlockType1<
/p>
中
plmn-IdentityList
中选择的
PLMN
；
?
如果上层提供
‘Registered MME’
，
如下包括和设置
registeredMME
：
如果
‘Registered
MME
’
的
PLMN<
/p>
标识与上层选择的
PLMN
不同，设置
为从上层收到的
registeredMME
中的
plmnIdentity
。
将
mmegi
和
mmec
设置为上层提供的值；
?
设置
<
/p>
dedicatedInfoNAS
包含
NAS
层发送的信息；
（
2
）
将
RRCCo
nnectionSetupComplete
消息提供给下层协议进行传输，
在此基础上结束该过
程。
5.3.3.5
UE
接收
RRCConnectionReject
UE<
/p>
应停止定时器
T300
；
重置
MAC
和释放
MAC
配置；启动定时器
T302
，设置其值为
waitTime
；
通知上层
RRC
连接建立失败，
禁止移动始发呼叫、
< br>移动始发信令以及移动终端的接，
此过程结束。
5.3.3.6
RRC
连接建立失败
如果上层中止
RRC
连接建立过程，
而
UE
还没有进入
R
RC_CONNECTED
状态，
UE
应停止
定时器
T300
，如果其在运行；重置
MAC
，释放
MAC
配置，以及为所有建立的
RB
< br>重建
RLC
；
5.3.4
5.3.4.1
初始安全激活
概述
UE
EUTRAN
SecurityModeCommand
SecurityModeComplete
图
8
安全模式命令，成功流程
UE
SecurityModeCommand
EUTRAN
SecurityModeFailure
图
9
安全模式命令，失败流程
此过程
用于在
RRC
连接建立时激活
AS
的安全。
E-UTRAN
对一个处于
RRC
连接状态的
UE
初始化安全命令模式流程，而且
E-UTRAN
在只有
SRB1
建立的时候（即先于
SRB2
和
DRB
建
立）使用
这个过程。
5.3.4.2
初始化
E-UTRAN
向处在
RRC_CONNECTED
状态的
UE
初始化安全模式命令过程。此外，
E-UTR
AN
在仅仅建立
SRB1
时，即优先建
立
SRB2
和
/
或
DRB
时，使用这个安全激活过程。
5.3.4.3
UE
接收
SecurityModeCommand
UE<
/p>
收到
SecurityModeCommand
< br>时：
计算得到
K
eNB
密钥；
计算得到与
SecurityModeC
ommand
消息中的
integr
ityProtAlgorithm
相关的
K
< br>RRCint
密钥；使用
SecurityModeCo
mmand
消息中包括的
integrityProtAlg
orithm
指示的算法和
K
RRCi
n
密钥，
要求下层验证
Securit
yModeCommand
消息的完
整性保护。
如果
SecurityModeCommand
消息通过了完整性保护验证，则，
（
1
）计算得到与
SecurityModeCommand
< br>消息中描述的
cipheringAlgorithm
相
关的
K
RRCenc
和
K
UPenc
密钥；
（
2
）
立即配置下层使用指定的算法和
K
RRCint
密钥进行完整性保护，
即完整性保护将被用于
UE
之后接收和发送的
所有消息，包括
SecurityModeComplete
消
息；
（
3
）完成
此过程后，配置下层使指示的算法、
K
RRCenc
和
K
UPenc
密钥进行
加密，加密除
SecurityModeComplete
消息
外的，
UE
之后接收和发送的所有消息；
（
4
）认为
A
S
安全被激活；
（
5
）将
SecurityModeComp
lete
消息提交给下层传输，此过程结束；
如果
SecurityModeCommand
消息没有通过完整性检查，则继续使用收到
SecurityModeComman
d
消息之前的配置，不使用完整性保护，也不进行加密。将
Se
curityModeFailure
消息提交给下层传输，此过程结束；
5.3.5
RRC
连接重配置
-
-
-
-
-
-
-
-
-
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