[5G学习]03-无线接口协议之网络层RRC

以下知识总结于《5G NR标准——下一代无线通信技术》、《5G移动通信技术系统设计与标准详解》及网上资料

3.1 RRC状态和信令无线承载

3.1.1 空闲态

空闲态具有以下特点。
●UE可以接收基本系统信息，并根据系统配置，终端在空闲态下也可以发送系统信息请求来获取更多的系统信息；
●在此状态下，UE通过监听5G-S-TMSI来获取核心网发送的寻呼消息；
●使用UE自主控制的移动性管理机制，即在测量基础上，UE自主决定进行小区选择和重选。

即：UE接收发送基本系统信息、UE监听寻呼消息、UE自主控制移动管理和小区选择。（斜体为三个状态共有）

3.1.2 连接态

连接态具有以下特点。
●UE当前接入的gNB中存储UE的AS（Access Stratum，接入层）上下文信息，无线接入网和核心网都可以在小区级别上掌握UE当前所在的位置；（gNB存储AS上下文，接入网和核心网掌握UE位置信息）
●可以在已建立的数据承载上收发数据；（在数据承载上收发数据）
●在底层，可以配置针对终端的特有DRX（Discontinuous Receotion，非连续接收）；（可以配置终端的非连续接收DRX）
●对于支持载波聚合（CA）的终端，可以使用一个或者多个SCell与SpCell聚合来扩大带宽；（）
●对于支持双连接（DC）的终端，可以使用一个SCG与MCG聚合来扩大带宽；
●使用网络控制的移动性管理机制实现NR系统内部以及NR系统与E-UTRA之间的移动性，即网络对UE测量和切换过程进行控制；
●根据网络配置，UE可以监听配置的寻呼信道；
●UE执行资源调度相关的操作（如监听控制信道）来获知调度信息；
●提供信道质量以及反馈信息，以便更好地进行数据的传输和调度；
●为了支撑移动性功能，需要执行服务小区/邻小区的测量以及测量上报；
●获取系统信息。

即：gNB存储AS上下文，接入网和核心网掌握UE位置信息、UE在数据承载上收发数据、底层可配置UE的非连续接收DRX、网络对某些UE进行带宽扩展、网络控制UE的移动性、UE监听寻呼信道、UE获取调度信息、双方提供信道质量和反馈信息、UE对小区测量上报、UE接收发送基本系统信息。

3.1.3 非激活态

非激活态具有以下特点。
●UE特有的DRX可以由高层或者RRC层配置；
●基于网络的配置，执行终端控制的移动性，即终端可以在网络配置的区域内自主移动，无须通知网络；
●UE保存AS的上下文；
●终端还会通过监听寻呼信道，使用5G-S-TMSI标识接收核心网发起的寻呼消息，使用非激活的无线网络临时标识（Inactive RNTI，I-RNTI）来获取RAN发起的寻呼消息；
●执行服务小区/邻小区的测量以及小区选择和重选；
●执行基于RAN通知区域的周期性更新，以及当终端移出RAN通知区域时的更新；
●获取基本系统信息，并可以根据系统配置，发送SI请求来获取更多的系统信息。

即：外部可配置UE的DRX、UE自主控制移动性、UE保持AS上下文、UE监听寻呼信道、UE对小区测量和自主对小区选择和重选、UE周期性更新信息、UE接收发送基本系统信息。

3.1.4 无线承载

与RRC相关的信令传输无线承载（Signaling Radio Bearer，SRB）可用于RRC信令以及NAS信令的传输。NR系统中定义了4种信令无线承载，分别是SRB0、SRB1、SRB2和SRB3，其用途如下。

●SRB0：用于承载CCCH（Common Control Channel，公共控制信道）上的RRC消息，这些消息用于RRC建立过程、RRC恢复过程或者RRC重建过程。（RRC建立相关消息）
●SRB1：用于承载DCCH（Dedicated Control Channel，专用控制信道）上的RRC消息，在SRB2建立前，也可以用SRB1承载NAS消息；（RRC大部分消息）
●SRB2：用于承载DCCH上的NAS消息，SRB2的优先级低于SRB1，网络必须在安全性激活后才能建立和使用SRB2。（NAS消息）
●SRB3：针对EN-DC的场景，用于承载DCCH消息，如重配置消息、测量报告等。

3.2 RRC管理

RRC管理主要包括RRC本身的建立、维护、释放和修改过程，此外还包括利用RRC进行的参数配置和控制过程。总体上，RRC管理由RRC建立过程、RRC重建过程、RRC释放过程、RRC重配置过程和RRC恢复过程等基本过程构成，下面分别进行介绍。

3.2.1 RRC建立过程

当空闲态的UE希望发起呼叫或响应寻呼时触发。
此过程承载于SRB0，建立最基本的SRB1，而不激活任何安全性操作。
下图为RRC建立流程：

下图为RRC建立失败流程：

3.2.2 RRC重建过程

当处于RRC连接态并且安全已经激活，但出现异常需要恢复RRC时，UE触发此过程。
此过程承载于SRB0，于空闲态下UE的行为非常类似。
下图为RRC重建过程：

下图为RRC重建回退流程：

3.2.3 RRC释放过程

当网络希望解除与UE之间的RRC或者想让终端进入非激活态时，或者网络想让UE维持非激活态时，可以触发该流程。
当网络要释放RRC使UE进入空闲态时，gNB通过DL-DCCH在SRB1上向UE发送RRC释放（RRC Release）消息。如果网络想让UE进入或者维持在非激活态，则在RRC释放消息中携带挂起（Suspend）相关信息。
下图为RRC释放过程：

3.2.4 RRC重配置过程

RRC重配置过程承担着RRC管理的大部分功能，包括SRB和DRB的管理、执行同步重配置、测量控制、辅小区以及小区群组的管理等。
下图为RRC正常重配置流程：

下图为RRC重配置异常流程：

3.2.5 RRC恢复过程

当处于非激活态的UE想恢复已经挂起的RRC时，可以采用RRC恢复过程。
下图为RRC恢复成功过程：

下图为RRC恢复回退流程：

下图为RRC恢复到空闲态流程：

下图为RRC恢复到非激活态流程：

下图为RRC恢复失败流程：

3.2.6 RRC状态转移模型

下图为RRC状态转移模型：