5G 信令分析指导书

5G 信令分析指导书

目录

1 概述 (1)

2 开机入网 (3)

2.1 小区搜索与选择 (3)

2.2 系统消息广播 (4)

2.2.1 系统消息获取 (6)

2.2.2 系统消息更新 (7)

2.2.3 ODOSI过程 (8)

2.2.4 关键消息解读 (9)

2.2.4.1 MIB (9)

2.2.4.2 SIB1 (11)

2.2.4.3 SI (17)

2.3 随机接入 (18)

2.3.1 基于竞争的随机接入 (20)

2.3.2 基于非竞争的随机接入 (24)

2.4 RRC连接建立 (28)

2.4.1 RRC建立流程 (29)

2.4.2 RRC拒绝过程 (31)

2.4.3 RRC重发处理 (31)

2.4.4 关键消息解读 (33)

2.4.4.1 RRCSetupRequest (33)

2.4.4.2 RRCSetup (34)

2.4.4.3 RRCSetupComplete (36)

2.4.4.4 RRCReject (37)

2.5 注册流程 (37)

3 上下文管理 (38)

3.1 初始上下文建立过程 (38)

3.1.1 安全模式过程 (40)

3.1.2 UE能力查询过程 (42)

3.1.3 关键消息解读 (43)

3.1.3.1 NGAP INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST (43)

3.1.3.2 NGAP INITIAL CONTEXT SETUP RESPONSE (44)

3.1.3.3 RRC SecurityModeCommand (45)

3.1.3.4 RRC SecurityModeComplete (45)

3.1.3.5 RRC UECapabilityEnquiry (45)

3.1.3.6 RRC UECapabilityInformation (46)

3.2 UE上下文修改过程 (46)

3.3 UE上下文释放过程 (48)

4 会话管理 (49)

4.1 5G QoS Architecture (49)

4.1.1 概述 (49)

4.1.2 QoS Flow (50)

4.1.3 QoS Parameters (51)

4.1.4 QoS Flow到DRB的映射 (56)

4.2 PDU会话建立过程 (58)

4.3 PDU会话修改过程 (59)

4.4 PDU会话释放过程 (59)

4.5 关键消息解读 (60)

4.5.1 NGAP PDU SESSION RESOURCE SETUP REQUEST (60)

4.5.2 NGAP PDU SESSION RESOURCE SETUP RESPONSE (63)

4.5.3 NGAP PDU SESSION RESOURCE MODIFY REQUEST (63)

4.5.4 NGAP PDU SESSION RESOURCE MODIFY RESPONSE (65)

4.5.5 RRCReconfiguration (65)

4.5.6 RRCReconfigurationComplete (66)

5 寻呼流程 (67)

5.1 5GC寻呼 (67)

5.1.1 信令流程 (68)

5.1.2 关键消息解读 (70)

5.1.2.1 NGAP PAGING (70)

5.1.2.2 RRC PAGING (71)

5.2 RAN寻呼 (71)

5.2.1 信令流程 (72)

5.2.2 关键消息解读 (73)

5.2.2.1 RAN PAGING (73)

5.3 寻呼消息发送 (75)

6 切换流程 (77)

6.1 站内切换 (77)

6.2 Xn切换 (80)

6.3 N2切换 (82)

6.4 LNR切换 (83)

6.5 LNR重定向 (85)

7 NAS流程 (86)

7.1 注册 (87)

7.2 去注册（终端发起） (87)

7.3 去注册（网络发起） (88)

7.4 业务请求（主叫） (88)

7.5 业务请求（被叫） (89)

1 概述

信令过程是电信通信网络中一个十分重要的概念，在呼叫建立和呼叫拆除过程中，UE 与gNB之间、gNB与5GC、以及gNB与gNB之间都要交互一些控制信息，以创建对等的协议实体并协调相互的动作，这些控制信息称为信令，这个交互过程就是信令过程。

遵循3GPP协议规范，通信双方先交互信息，创建控制面对等的协议实体；然后，通过控制面实体，进一步交互信息，创建用户面对等的协议实体；后续，通过用户面实体进行数据传输。

图1. 控制面&用户面过程

图2. E2E信令流程概览

本文主要介绍5G SA信令流程。

2 开机入网

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。

2.1 小区搜索与选择

2.2 系统消息广播

2.3 随机接入

2.4 RRC连接建立

2.5 注册流程

2.1 小区搜索与选择

小区搜索过程是UE和小区取得时间和频率同步，并检测小区ID的过程。其基本过程

描述如下：

1.UE开机后按照3GPP TS 38.104定义的Synchronization Raster搜索特定频点；

2.UE尝试检测PSS/SSS，取得下行时钟同步，并获取小区的PCI；如果失败则转步

骤1搜索下一个频点；否则继续后续步骤；

3.UE尝试读取MIB，获取SSB波束信息、系统帧号和广播SIB1的时频域信息；