RRC下的NAS层

无线资源控制（Radio Resource Control，RRC），又称为无线资源管理（RRM）或者无线资源分配（RRA），是指通过一定的策略和手段进行无线资源管理、控制和调度，在满足服务质量的要求下，尽可能地充分利用有限的无线网络资源，确保到达规划的覆盖区域，尽可能地提高业务容量和资源利用率。

Nas,非接入层(原名NAS,Non-access stratum)存在于UMTS的无线通信协议栈中,作为核心网与用户设备之间的功能层。该层支持在这两者之间的信令和数据传输。

• RRC，RRC主要处理UE与基站之间的信令交互
• NAS，NAS主要处理基站与MME之间的信令交互

蓝线：信令流（控制面）//红线：数据流（用户面）

一、RRC协议功能

• 为NAS层提供连接管理，消息传递等服务；
• 对接入网的底层协议实体提供参数配置的功能；
• 负责UE移动性管理相关的测量、控制等功能

二、RRC状态

1.RRC_IDLE

PLMN选择；

NAS配置的DRX过程；

系统信息广播和寻呼；

邻小区测量；

小区重选的移动性；

UE获取一个TA区内的唯一标识；

eNB内无终端上下文

2.RRC_CONNECTION

网络侧有UE的上下文信息；

网络侧知道UE所处小区；

网络和终端可以传输数据；

网络控制终端的移动性；

邻小区测量；

存在RRC连接：

UE可以从网络侧收发数据，监听共享信道上指示控制授权的控制信令；

UE可以上报信道质量给网络侧；

UE可以根据网络配置进行DRX

三、RRC协议承载——SRB（signaling radio bearers—信令无线承载）

四、RRC连接建立过程

连接建立原因：处于IDLE状态下的UE需转变为连接状态时发起该过程，如：呼叫、响应寻呼、TAU、Attach等。

Step1：RRC连接请求：UE通过UL_CCCH在SRB0上发起，携带UE的初始（NAS）标识和建立原因等，该消息对应于随机接入过的Msg3；

Step2：RRC连接建立：eNB通过DL_CCCH在SRB0上发送，携带SRB1的完整配置信息，该消息对应随机接入过程的Msg4；

Step3：RRC连接建立完成：UE通过UL_DCCH在SRB1上发送，携带上行方向NAS消息，如Attach Request、TAU Request、Service Request、Detach Request等，eNB根据这些消息进行S1口建立。

五、RRC连接建立失败过程

上述四中，Step2中，如果eNB拒绝为UE建立RRC连接，则通过DL_CCCH在SRB0上回复一条RRC连接拒绝消息。

六、RRC连接重建过程

当处于RRC连接状态但出现切换失败、无线链路失败、完整性保护失败、RRC重配置失败等情况时，触发重连过程。

Step1：RRC连接重建请求：UE通过UL_CCCH在SRB0上发起，携带UE的初始AS层初始标识信息和重建立原因，该消息对应随机接入过程的Msg3；

Step2：RRC连接重建：eNB通过DL_CCCH在SRB0上回复，携带SRB1的完整配置信息，该消息对应随机接入过程的Msg4；

Step3：RRC连接重建立完成：UE通过UL_DCCH在SRB1上发送，不携带任何实际信息，只起到RRC层确认的功能。

七、RRC连接重建拒绝过程

上述Step2中，如果eNB中没有UE的上下文信息，则拒绝为UE重建RRC连接，则通过DL_CCCH在SRB0上回复一条RRC连接重建立拒绝消息。

八、RRC连接重配置过程

当需要发起对SRB和DRB的管理、低层参数配置、切换执行和测量控制时，触发连接重配置过程。

Step1：RRC连接重配置：eNB通过DL_CCCH在SRB1上发送，根据功能的不同携带不同的配置信息内容，一条消息中可以携带体现多个功能的信息单元；

Step2：RRC连接重配置完成：UE通过UL_DCCH在SRB1上发送，不携带任何实际信息，只起到RRC层确认的功能。

九、RRC连接重配置异常过程

若UE无法执行RRC连接重配置消息中的内容，则UE回退到收到该消息前的配置，并发起RRC连接重建立过程。

十、 RRC连接释放过程

当网络希望解除于UE的RRC连接时，触发RRC连接释放过程。

RRC连接释放：eNB通过DL_DCCH在SRB1上发送，可选择携带重定位信息和专用优先级分配信息（用于控制UE的小区选择和小区重选）。

本地释放：某些情况下，UE的RRC层根据NAS层的指示主动释放RRC连接，不通知网络侧而主动进入空闲状态，如NAS层鉴权过程中没有通过鉴权检查。

十一、4/5G信令过程对比

		4G	5G
UE/gNB/AMF状态管理	注册状态	均包含注册态和去注册态
	连接状态NAS层	CM_IDLE和CM_CONNECTED
	连接状态AS层（RRC）	IDLE和CONNECTED	IDLE、CONNECTED和INACTIVE
开机注册		attach过程	register过程
RRC连接建立、重配置、释放、修改		相同，5G的RRC流程 最终在18年9月确定
业务发起	IDLE态发起	4G service request	5G service request
	CONNECTED态发起新业务	4G ERAB建立或修改	5G PDU session建立或修改
双连接（DC）		4/5G DC信令过程与4G基本相同，差别在消息信元上； 4/5G DC由于增加5GC的原因，增加了option 4和option 7的典型DC，导致整体上更加复杂。
切换		4/5G基本切换，除去由于核心网网元变化引入的差别，大体流程相同； DC情况下的移动性由于DC方式，产了伴随切换的DC激活和去激活
位置更新		TAU	register update和RAN notification area update（用于RRC inactive态）
寻呼		MME（Mobility Management Entity）发起（广播更新发起寻呼用于读广播，不算真正寻呼）	gNB和AMF发起寻呼，用于RRC inactive态和IDLE态的UE