WCDMA主要信令流程

WCDMA主要信令流程
WCDMA 主要信令流程
××技术有限公司
2019年7月
目录
1 终端开机、搜索网络、选择网络、驻留 (4)
1.1 概述 4
1.2 PLMN选择和重选 (6)
1.3 小区选择和重选 (7)
2 电路域基本业务流程 (9)
2.1 UE 主叫流程 (10)
2.2 UE 被叫 (12)
2.3 CS64K 可视电话业务流程 (14)
2.3.1 普通CS64K 可视电话业务 (14)
2.3.2 接入时对方手机不支持或所在网络不支持(通话建立过程中) (14)
2.3.3 通话过程中一方网络不支持，话音回落( 通话过程中回落) (16)
2.4 MO SMS 流程 (18)
2.5 MT SMS 业务流程 (19)
3 PS基本业务流程 (20)
3.1 UE 发起的PDP 激活/去活流程 (20)
3.2 WAP (22)
3.3 JAVA (23)
3.4 MMS (24)
3.5 STREAMING (26)
3.5.1 基于H.324的流媒体业务 (26)
3.5.2 基于H.323的流媒体业务 (27)
3.5.3 基于SIP的流媒体业务 (28)
4 安全 (29)
4.1 鉴权流程 (29)
4.2 安全模式控制 (32)
5 移动性管理 (33)
5.1 切换 (33)
5.1.1 系统内切换 (33)
5.1.2 系统间切换 (41)
5.2 小区重选 (43)
5.2.1 系统内 (43)
5.2.2 系统间 (44)
5.3 小区更新和URA更新 (45)
5.3.1 小区更新：CELL-FACH、CELL-PCH状态下，重新发起数据传输、寻
呼响应、重新进入服务区、需要进行小区重选后或周期性小区更新 (45)
5.3.2 URA更新：URA-PCH状态下，需要URA更新或周期性更新过程 (48)
5.4 位置更新和路由区更新 (50)
5.4.1 位置更新 (50)
5.4.2 路由区更新 (53)
5.5 漫游 (56)
5.5.1 系统内漫游 (56)
5.5.2 系统间漫游 (56)
5.6 终端关机 (57)
5.6.1 电路域分离流程 (57)
5.6.2 分组域分离流程 (58)
6 补充内容 (60)
6.1 PS业务承载速率的协商、QoS的协商 (60)
6.2 RAB指配是根据业务还是根据网络资源进行分配？包括软切换过程中的RAB
指配63
6.3 无线资源突然变好时，按照优先级提高用户的速率？还是整体用户的速率都提
高？64
WCDMA主要信令流程
1 终端开机、搜索网络、选择网络、驻留
1.1 概述
终端（UE）开机，UE就停留在空闲模式下，通过非接入层标识如IMSI、TMSI
或P-TMSI等标志来区分，它的首要任务就是找到网络PLMN并和网络取得
联系。

只有这样，才能获得网络的服务。

UE在选定的PLMN中搜索一个合适的小区，选择该小区以提供服务，并监测
该小区的控制信道，这个过程称为小区驻留。

UE在空闲模式下的行为可以细分为PLMN选择和重选，小区的选择和重选和
位置登记。

这三个过程之间的关系如下图1所示。

User selection Automatic/
图 1 空闲模式下的UE
当UE开机后，首先应该选择一个PLMN。

当选中了一个PLMN 后，就开始选择属于这个PLMN的小区。

当找到这样的一个小区后，从系统信息（广播）中就可以知道临近小区（neighboring cell）的信息，这样，UE就可以在所有这些小区中选择一个信号最好的小区，驻留下来。

紧接着，UE就会发起位置登记过程（attach or location update）。

成功后，UE就驻留在这个小区中了。

驻留的作用有4个：使UE可以接收PLMN广播的系统信息。

可以在小区内发起随机接入过程。

可以接收网络的寻呼。

可以接收小区广播业务。

当UE驻留在小区中，并登记成功后，随着UE的移动，当前小区和临近小区的信号强度都在不断变化。

UE就要选择一个最合适的小区，这就是小区重选过程。

当UE重选小区，选择了另外一个小区后，发现这个小区属于另外一个LA 或者RA，UE就要发起位置更新过程，使网络获得最新的UE 的位置信息。

UE 通过系统广播信息中的SIB1发现LA或者RA的变化。

如果位置登记或者更新不成功，比如当网络拒绝UE时。

或者当前的PLMN 出了覆盖区，UE可以进行PLMN重选，以选择另外一个可用的PLMN。

1.2 PLMN选择和重选
PLMN选择和重选的目的是选择一个可用的（就是能提供正常业务的），最好
的PLMN。

UE通过什么来达到这一目的呢？UE会维护一个PLMN列表，这
些列表将PLMN按照优先级排列，然后从高优先级向下搜索，找到的自然是
最高优先级的PLMN。

另外，PLMN选择和重选的模式有两种，自动和手动。

简而言之，自动选网就是UE按照PLMN的优先级顺序自动的选择一个
PLMN，手动选网就是将当前的所有可用网络呈现给用户，将权利给用户，由
用户选择一个PLMN。

1.3 小区选择和重选
当PLMN选定之后，就要进行小区选择，目的是选择一个属于这个PLMN的
信号最好的小区。

首先，如果UE存有这个PLMN的一些相关信息，比如频率，扰码等。

UE就
会首先使用这些信息进行小区搜索（Stored information cell selection）。

这样
就可以较快的找到网络。

因为，大多数情况，UE都是在同一个地点关机和开
机，比如晚上关机，早晨开机等等。

这些信息保存在SIM卡中或者在手机的
non-volatile memory中。

1. 小区选择
小区选择的过程大致如下：
1）小区搜索
小区搜索的目的是找到一个小区，尽管它可能不属于选择的PLMN的。

小区
搜索的步骤如下（当然，首先要锁定一个频率）：
通过primary SCH，UE获得时隙同步。

时隙同步后，就要进行帧同步。

帧同
步是使用secondary SCH的同步码实现的。

这一过程同时也确定了这个小区
的扰码组。

然后，UE通过对扰码组中的每一个扰码在CPICH上相关，直到
找到相关结果最大的一个。

这就确定了主扰码。

显然，如果UE已经知道这个小区的一些信息，比如使用哪个频率，甚至主扰
码，上述步骤就可以大大加速。

2）读广播信道
UE从上述1）的步骤中获得了PCCPCH的扰码，而PCCPCH的信道码是已
知的，在整个UTRAN中是唯一的。

UE就可以读广播信道的信息了。

读到MIB后，UE就可以判断当前找到的PLMN是否就是要找的PLMN，因
为在MIB中有PLMN identity域，如果是，UE就根据MIB中包含的其他SIB
的调度信息（scheduling information），找到其他的SIB并获得其内容。

如果
不是，UE只好再找下一个频率，又要从头开始这个过程（从小区搜索开始）。

如果当前PLMN是UE要找的PLMN，UE读SIB3，取得“Cell
selection and
re-selection info”，通过获取这些信息，UE计算是否满足小区驻留标准。

如
果满足，则UE认为此小区即为一个suitable cell。

驻留下来，并读其他所需
要的系统信息，随后UE将发起位置登记过程。

如果不满足上述条件，UE读SIB11，获取邻区消息，这样UE就可以算出并
判断邻区是否满足小区选择驻留标准。

如果UE发现了任何一个邻区满足小区驻留标准，UE就驻留在此小区中，并
读其他所需要的系统信息，随后UE将发起位置登记过程。

如果UE发现没有一个小区满足小区驻留标准。

UE就认为没有覆盖，就会继
续PLMN选择和重选过程。

2. 小区重选
UE在空闲模式下，要随时监测当前小区和邻区的信号质量，以选择一个最好的小区提供服务。

这就是小区重选过程（cell reselection）。

如果在Treselection 时间内，小区重选条件得到满足，UE就选择这个小区，驻留下来，读它的广播消息。

小区重选结束。

3. 离开连接模式的小区选择
当UE从连接模式回到空闲模式时，要做小区选择，以找一个合适的小区（suitable cell）。

这个选择过程和普通的小区选择过程是一样的。

不过此时候选小区就是连接模式时用到的小区。

如果在这些小区中找不到合适的小区，应该使用stored information cell selection。

2 电路域基本业务流程
2.1 UE 主叫流程
当UE想发起一个呼叫时，UE要使用无线接口信令与网络建立通信，并发送
一个包含有被叫用户号码的消息，即Iu接口上的SETUP消息。

CN将建立一
个到该UE的通信信道，并使用取到的被叫方UERN创建一个
IAM/IAI消息
发送到被叫方（值得注意的是本局内呼叫无IAM/IAI，该消息只存在于E接口）。

1) UE 与 RNC 之间 RRC 连接建立；
2) UE向CN发初始服务请求消息CM SERVICE REQUEST。

3) 网络将发起鉴权和加密过程。

4) 在发送SECURITY MODE COMPLETE消息之后，UE通过发送SETUP
消息给移动台而发起呼叫的建立过程。

5) 网络将回CALL PROCEEDING消息。

6) 对于早指配，在网络发起固定网络的呼叫建立之前要为UE分配一个通信
信道。

7) 当被叫振铃时，网络收到被叫的振玲消息ALERTING以后，则要向主叫
UE发一个ALERTING消息，同时给主叫送回铃音。

8) 当被叫方应答后，将发送一个CONNECT消息给网络，网络再
将其传给
主叫侧。

9) 当从主叫UE回CONNECT ACKNOWLEDGE消息之后即完成了呼叫建
立的过程。

10) 通话过程结束后，若PSTN 被叫先挂机，VMSC 收到PSTN 的
REL 信令后，向UE 发送DISCONNECT 消息发起释放流程。

2.2 UE 被叫
移动终止呼叫用于移动用户做被叫时的情况，此时由网络发起呼叫的建立
过程。

若CN收到IAM/IAI消息或在本局内取到MSRN以后，如果允许该到来的呼
叫建立，则CN要使用无线接口信令寻呼UE。

当UE以PAGING RESPONSE
消息回应，CN收到后即建立一个到UE的通信信道。

1) PSTN 呼叫UE ，呼叫从GMSC 入口。

GMSC 通过HLR 查询UE
当前VMSC 号码；并将呼叫转接给VMSC ；
2) VMSC向RNS发送一个PAGING消息，RNS在寻呼信道上广播该寻呼
消息。

3) 被叫UE监测到该寻呼，发起与RNS 之间的RRC 连接建立过程；
4) 然后UE将在该信令信道( RRC 连接)上发送一个寻呼响应消息，CN收
到UE的寻呼响应消息后，将发起鉴权和加密的安全过程（请注意这两个
安全过程是可选的，可以由MAP功能流程进行配置）。

5) CN将发送SETUP消息给RNS，该消息中包含有该呼叫的承载能力及发
起此次呼叫的主叫号码。

6) 当UE从RNS接收到SETUP消息，它将回应一个CALL CONFIRMED
消息。

如果协商的承载能力参数有变化，则该消息中要包含有承载能力
信息。

7) 当CN从RNS接收到CALL CONFIRMED消息时，CN将向RNS发送
RAB ASSIGNMENT REQ消息要求进行无线信道的指配，RNS将通过向
UE发指配消息命令UE调节到一个指定的通信信道上，UE调到指定的信道上之后，将向RNS发送指配完成消息。

8) RNS向CN发RAB ASSIGNMENT RESPONSE消息。

9) UE发送ALERTING消息指示被叫用户振铃。

10) 当被叫用户应答时，被叫UE将发送一个CONNECT消息经过RNS到
CN，
11) CN将给UE回应CONNECT ACKNOWLEDGE消息，呼叫建立过程结
束。

12) 通话过程结束后，若PSTN 主叫先挂机，VMSC 收到PSTN 的
REL 信令后，向UE 发送DISCONNECT 消息发起释放流程。

2.3 CS64K 可视电话业务流程
2.3.1 普通CS64K 可视电话业务
参考语音呼叫流程。

2.3.2 接入时对方手机不支持或所在网络不支持(通话建立过程中)
（1）WCDMA主叫用户发起呼叫请求，SETUP消息中携带两个承载能力参数（BC），BC1是多媒体承载，BC2是语音承载，表示多媒体业务优先；
（2）3G MSC向被叫HLR发送路由信息请求消息SRI，其中承载参数是多媒体；
（3）被叫HLR检查被叫用户的签约情况，如果用户已签约多媒体业务，HLR向被叫MSC发送漫游号码请求消息PRN，携带承载参数是多媒体；
（4）被叫MSC检查PRN消息中的承载参数，如果MSC是2G
MSC，则不能识别消息中的多媒体参数，如果MSC已升级成3G/2G MSC，则判断被叫用户所在网络是2G还是3G接入网，如果是2G接入网，则不支持多媒体业务，向HLR返回失败响应，原因值是承载业务不支持(Bearer Service Not Provisioned)，或者功能不支持(Facility Not Supported)；
（5）HLR向主叫MSC返回路由信息失败响应，其原因值与被叫MSC返回的漫游号码失败响应PRN消息中的原因值一致；
（6）主叫MSC收到路由信息失败响应后，再次向被叫HLR发送路由信息请求消息SRI，其中承载参数是语音；
（5）被叫HLR检查被叫用户的签约情况，如果允许语音业务，HLR向被叫MSC发送漫游号码请求消息PRN，其中承载参数是语音；
（6）被叫MSC向HLR发送漫游号码响应消息，携带被叫用户的漫游号码；
（7）HLR向主叫MSC发送路由信息响应消息，携带被叫用户的漫游号码；
（8）主叫MSC收到被叫漫游号码后，向被叫MSC发起初始地址消息IAM，开始正常的ISUP局间语音呼叫流程，建立主叫和被叫之间的语音通讯。

（9）主叫MSC向主叫UE返回呼叫确认消息，携带承载参数是语音。

2.3.3 通话过程中一方网络不支持，话音回落( 通话过程中回落)
此种情况是在可视电话通话过程中，一方因为需要切换到GSM 网络，导致
可视电话向话音回落。

注意：需要在系统间切换时出切换话单，便于精确计费——前半段按照可视
电话收费，后半段按照语音电话收费。

1)终端会发起“系统间切换”请求消息。

3G MSC在收到此切换请求消息后，
给通话双方都发送Modify指令；如果通话的另一端在它局MSC，则通过ISUP 信令的Modify操作，对对端用户进行修改；
2)在Modify消息将多媒体可视电话回退到语音通话后，完全按照语音的系统
间切换过程进行切换。

3)归纳成一句话：检测到系统间切换请求后，先在WCDMA网络内把可视电话回
落到语音；然后按照正常的语音的系统间切换流程进行系统间切
换。

2.4 MO SMS 流程
: Operation invocation or message transfer
: Successful operation invocation or message transfer including report
NOTE 1): Described in [12] and 3G TS 29.002 [15].
NOTE 2): This operation is not used by the SGSN.
2.5 MT SMS 业务流程
SC
SMS-GMSC
HLR MSC or SGSN VLR 1a. Message transf er
2. SendRoutingInf o
ForShortMsg
4a. ForwardShortMessage
5. sendInf oFor- MT-SMS
6. Message transf er
3. SM-Deliv ery report
1b. Deliv ery ReportStatus
4b. Deliv ery report
Operation invocation or message transfer.
Successful operation invocation or message transfer including report.
MS
.
-1)
NOTE 1): This operation is not used by the SGSN.。