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1、RRC协议分层解析 协议结构的整体介绍RRC子层协议简介RRC子层功能介绍RRC 状态-空闲模式和连接模式RRC子层的几个重点过程（小区选择，小区重选，RRC连接建立，重配过程，切换） 协议结构整体介绍控制平面协议栈如上图所示，主要包括NAS，RRC,PDCP,RLC,MAC层，其中PDCP,RLC和MAC的功能和用户平面的一样。 RRC协议终止于eNodeB 。RRC子层协议简介 RRC位于LTE协议栈L3，处于非常重要的地位，是接入层和非接入层的主要控制中心，控制着层间主要的接口，不仅要为上层提供来自网络系统的无线资源参数，同时还要控制下层的主要参数和行为。总的来说RRC是整个控制平面的核
2、心、是终端协议的无线总管、接入平面和非接入平面进行对话的桥梁、是协议信令与用户数据通道的调度员。无线资源控制层完善与否、可靠与否，很大程度上影响整个LTE协议栈软件的性能。RRC子层功能介绍提供系统信息广播：包括NAS层和接入层（）的系统消息。为空闲模式的提供小区选择和小区重选参数，邻小区参数，为连接模式的提供公共信道重配置消息等。寻呼：RRC子层负责实现把寻呼消息广播给特定的UE功能，网络侧的高层可以请求寻呼和通知。在一个RRC连接建立过程中，RRC子层也可以发起寻呼。RRC连接建立、保持和释放，包括临时标识（C_RNTI）的分配和修改、信令RB（SRB）的配置（低优先级和高优先级SRB）安
3、全功能。RRC消息的完整性保护。点对点的无线存载的建立、修改和释放。移动性管理功能。UE测量报告以及为了小区间和RAT间移动性进行的报告控制、小区间切换、UE小区选择和重选以及小区选择和重选控制、eNODE B间的通信上下文的传输。 QoS管理。包括分配和修改上下行调度信息，UE上行速率控制参数。UE测量上报及测量控制。包括同频、异频和系统间测量。NAS消息的传输，PLMN消息等。RRC状态LTE中仍然保留了RRC的两种状态：空闲状态和连接状态。RRC状态-空闲模式（一） LTE空闲模式和UTRAN系统类似，终端开机后，将会从选定的PLMN中选择一个合适的小区进行驻留。当UE驻留在某个小区后，
4、就可以接收系统消息和小区广播信息。通常UE第一次开机时需要执行注册过程，一方面可以互相认证鉴权，另一方面可以让网络获得此UE的一些基本信息。之后UE可以一直处于空闲模式下，直到需要建立RRC连接。空闲模式下驻留一个小区的目的：UE可接收网络的系统消息UE可以发起接入UE可接收寻呼（当UE处于IDLE，网络发送寻呼的范围是：此时网络只知道该UE所驻留的跟踪区，所以网络会在该跟踪区的所有小区的控制信道上都发送寻呼消息。)小区分类需满足条件是否可驻留提供的服务类型Acceptable小区没有被BARS0否受限服务Suitable cell1.该小区属于CPLMN或RPLMN或EPLMN（系统消息提供
5、）2.该小区没有被BAR（系统消息提供）3.该小区所属的TA不在禁止列表中4.S0是正常服务Barred cell由系统消息广播否无Reserved cell由系统消息广播满足有些条件可以驻留运营商服务RRC状态-空闲模式（二）RRC空闲模式下状态划分状态名 主要功能说明主要功能说明 NULL 空状态，刚开机时处于该状态；或者找不到任何小区时，进入该状态；根据定时器周期性搜索可以驻留的小区 SEL 小区选择状态，为了找到一个合适的小区进行驻留，需要对指定小区（带BA表时）或频段内所有小区进行测量，解码BCH，接收系统消息等，找到一个可以正常驻留的小区时，进入IDL状态。 IDLE 空闲状态，此
6、时属于正常驻留小区，需要完成寻呼和系统消息的接收及服务小区和邻近小区的测量，根据重选准则检查是否触发小区重选，根据测量值和其它参数从候选小区列表中选择一个最好小区驻留，并随时执行上层触发的接入过程 RRC状态-空闲模式（三）空闲模式下主要过程： 小区选择过程 小区重选 寻呼监控 系统消息接收 测量 DRX控制小区选择过程小区选择过程类型：初始小区选择和带存储信息的小区选择。1：初始小区选择： 在初始小区选择过程中，UE不考虑哪个无线频率信道 是-UTRA载波，它将根据自身能力在E-UTRA的频带上扫描所有无线频率信道，来寻找一个适合的小区。在每一个载频上UE仅需要搜索最强小区。然后UE调谐到信
7、号强度最高的频点上，读取BCH上的系统信息。然后根据读取的系统信息来判断该小区是否属于所选择的网络、小区是否被禁止以及小区的S值是否大于0等信息。如果都满足那么UE将驻留在该小区，否则将从次强的频点上再次进行选择。如果没有搜索到合适的小区，UE将继续监测所有的频道，选择S大于0并且未被禁止的小区，这时不考虑小区所属的网络，找到合适的小区并驻留，这时UE就只能进行紧急呼叫。UE完成小区选择后将接收到系统广播中的BA列表，BA列表将被重置和更新。2：带BA表的小区选择： 带存储列表小区选择过程。UE上次正常关机时，将当时UE所在小区信息，如PLMN、位置区标识LAI（或RAI）、服务小区和邻近小区
8、信息以及一些与此相关的无线参数等信息存储在USIM中。当UE再次开机时，将根据存储的广播信道、同步码等信息进行搜索，UE测量存储列表中各小区的RSRP值，然后按测量值的大小排序（降序）进行小区搜索。这种优先使用上次关机时的网络信息和小区的无线参数信息，可以加速小区的查找速度，这种方式的小区选择过程称为带BA表的小区选择过程。如果有可驻留的小区，UE则选择该小区作为服务小区。如果没有，UE将进行正常小区选择。小区选择标准：Pcompensation=max(PEMAX-PUMAX;0)Qrxlevmeas:物理层测得的RSRP值Qrxlevmin:在SIB1广播Qrxlevminoffeset:
9、 在SIB1中广播，该参数仅只有在当UE驻留在一个VPLMN中周期性地搜索更高的优先级的PLMN的过程中进行小区选择时评估一个小区所用。PEMAX：在SIB1中广播。PUMAX：物理层计算。小区选择异常情况：1：小区被BAR或S0(SIB1)2:广播的PLMN和NAS下发的不一样（SIB1）3：BCH检验失败（L1读MIB失败）4：DL-SCH检验失败（L1解读SIB1或SI失败）5：找不到可驻留小区：适合小区找不到，可接受小区也找不到，RRC进入NULL状态。6：受限驻留：协议上驻留任何小区的状态。UE搜索不到适合小区，只能找到可接受小区，RRC进入LIM。注：对于RRC而言，要进入受限状态
10、，有两种情况：一种是RRC无法找到一个适合小区驻留，而只能找到一个可接受小区驻留，而进入受限状态，这种情况，可以看成是RRC的主动受限(PLMN不匹配或者LAI禁止)；另外一种受限，是由上层通知RRC，要求RRC进入受限状态，这种对于RRC可以看成是被动受限(例如:开机没有SIM卡;指定的PLMN无效）小区重选过程UE不管是在空闲模式还是在连接模式下，都需要随时监视服务小区和邻近小区的信号质量，以选择一个最合适的小区驻留。这个过程就是小区重选。小区重选是与移动性相关的一个过程。在此只介绍空闲模式下小区重选过程。触发小区重选过程的原因：1：UE通过周期性的IDLE测量发现有邻近小区满足重选条件2
11、：通过测量发现服务小区S值小于0，此时重选列表不包括服务小区3：服务小区系统消息发生变化，指服务小区被BAR。此时重选列表也不包括服务小区。在IDLE状态下UE测量列表的构成1：对同频小区测量（同频小区列表在SIB4中广播） 如果Sintrasearch在服务小区中发送（SIB3中广播），并且Sservingcell Sintrasearch，UE就可以不执行同频测量；如果SservingcellSnonintrasearch,UE则不会对E-UTRAN异频测量；如果Sservingcell0重选列表中小区排列的顺序表示了该小区优先级，越前面的小区优先级越高，重选列表中小区排列顺序的准则：1：
12、仅只有高优先级和服务小区 找出S0的小区，找出SThreshx,high的小区，把SThreshx,high的小区按照S的大小排列在重选列表中的最前面。然后依次把服务小区（可用的服务小区）和S0，但是S0的小区，计算出R值，按照R值的大小把这些小区放入重选列表（包括服务小区）。3：仅只有低优先级小区和服务小区 需满足：在定时器TreselectionRAT这段时间内，SservingcellThreshx,low 先找出S0的小区，再找出Snonservingcell,XThreshx,low的小区，然后把这些小区按照S值的大小顺序放在重选列表的最前面，然后放入服务小区。最后把那些S0，且S0
13、)，重选列表的排列顺序是： SThreshx,high的最高优先级小区； RnRs的同频小区和等优先级的异频小区； 服务小区（当SservingcellThreshserving,low时); Snonservingcell,XThreshx,low 的低优先级小区； 服务小区（当 SservingcellThreshserving,low时)S=Threshx,high的高优先级小区； Rn=Rs的同频小区和等优先级的异频小区； SSEL：IDL下收到高层的丢失覆盖指示或是重选小区失败指示，RRC由IDL跃迁到SEL进行初始小区选择。IDL-ACC：正常小区驻留的UE收到高层的业务请求或是对
14、寻呼的响应而发起RRC连接建立，进入ACC子状态，请求MAC进行随机接入。ACC-IDL：RRC子层接收到来自MAC的随机接入失败指示，返回到IDL子状态，重新发起随机接入。SEL-IDL：小区选择成功进入IDL状态正常驻留或是小区选择失败进入IDL受限驻留。CON-IDL：RRC连接释放或是RRC连接重建失败返回IDL。RRC连接模式下主要过程建立/重配/释放RRC连接建立/重配/释放无线承载RB安全模式激活切换（系统内和系统间切换）无线链路失败恢复测量控制及测量报告发送接收系统消息RRC连接建立过程触发条件： 1、空闲模式下终端主动发起呼叫（MO） 2、空闲模式下UE收到来自网络的寻呼(M
15、T) 3、紧急呼叫 4、主叫信令 UE在上行CCCH上向EUTRAN发送一个RRC连接请求消息，消息中将包含UE的标识和可选的测量信息。若EUTRAN经过接入控制算法后允许UE接入，则在下行CCCH上向UE发送RRC连接建立消息，在消息中EUTRAN将指示UE的进入状态。UE接收到期望的RRC连接建立消息后，将组装RRC连接建立完成消息并在上行DCCH上将其发送给EUTRAN。若EUTRAN经过接入控制算法后不允许UE接入，则在下行CCCH上向UE发送RRC连接拒绝消息，指示UE使用其它UTRA载波接入或接入到其它系统。 RRC连接重建过程用于切换失败、完整性激活过程失败、无线链路失败、RRC
16、重配过程失败后恢复SRB1传输，激活原来的完整性配置。RRC连接建立流程无线承载建立过程 无线承载（RBs）用于发送RRC及NAS消息，在连接模式下,RRC只有3个信令无线承载，分别为SRB0、SRB1、SRB2。 SRB0是默认存在的，在RRC连接建立时只建立SRB1。LTE中只有信令无线承载和数据无线承载DRB。 SRB0只用于传输RRC消息，使用CCCH信道。上行使用TM，下行使用UM RLC模式。SRB1使用DCCH信道，用于传输RRC消息在建立SRB2之前也可以传输NAS信息。使用AM RLC传输模式。SRB2使用DCCH信道，用于传输NAS信息，优先级低于SRB1，使用AM RLC传输模式。无线承载与信道结构图安全模式激活过程 E-UTRAN对处于RRC_CONNECTED的UE初始化安全模式命令进程 。这个进程的目的是在RRC连接建立之后，激活AS安全性。RRC只负责完整性和加密的激活功能，而具体的信令完整性包含和信令数据的加密功能的实现都是在PDCP完成。安全模式命令过程包括两部分： 1、开始或者重配完整性保护过程； 2、启动加密过程；
