NR SRB and message transfer
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這篇所說(shuō)的消息是指SM(session management) MM(mobility management)和RRC(?Radio Resource Control)層的信令,即空口信令,這里不會(huì)看每條信令的具體IE,只是簡(jiǎn)單看下每層信令的傳輸流程。
和LTE一樣,NAS 層的SM信令需要特定的MM信令承載然后傳遞給RRC層,MM信令也需要RRC層的信令的承載,傳遞給L2->L1最后通過(guò)天線發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)端。先看下SM/MM消息都包含哪些。
NAS SM/MM message如下
5GSM消息會(huì)通過(guò)特定的5GMM消息傳輸,主要過(guò)程就是通過(guò)特定5GMM消息的IE表示具體的5GSM消息。5GSM消息僅僅只能在5GMM context建立后觸發(fā),例如initial注冊(cè)過(guò)程,完成注冊(cè)后,有需要建立PDU時(shí),才會(huì)觸發(fā)PDU session establishment request。
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而5GMM用于承載5GSM的消息就是UL NAS TRANSPORT/DL NAS TRANSPORT。
24.501中有詳細(xì)描述了初始化UL/DL NAS TRANSPORT 的場(chǎng)景,如下圖是UL?NAS TRANSPORT的規(guī)定比較繁瑣,這里僅對(duì)一些場(chǎng)景舉例說(shuō)明。
例如?在connected mode,UE要發(fā)送單個(gè)5GSM消息時(shí),就會(huì)觸發(fā)UL NAS TRANSPORT,這時(shí)候UL NAS TRANSPORT中的IE有其規(guī)定,例如要包含PDU session 信息(PDU session ID,old PDU session ID,S-NSSAI,mapped S-NSSAI,DNN,request type);要將Payload container type 設(shè)置為“N1 SM information”,Payload container對(duì)應(yīng)的就是特定的5GMS消息。?
下圖示實(shí)際log中建立ims PDU session時(shí)UL NAS transport的截圖,對(duì)照看下對(duì)應(yīng)的就是上面的設(shè)置要求。
下面是其他各個(gè)場(chǎng)景對(duì)應(yīng)UL NAS transport的設(shè)置規(guī)定,僅僅是列出來(lái),方便后續(xù)查找,不做說(shuō)明。
再看下RRC層如何承載NAS信令,類(lèi)似的RRC層通過(guò)ULInformationTransfer/DLInformation transfer來(lái)傳輸NAS 或non-3GPP dedicated消息。
ULInformationTransfer 消息用來(lái)傳輸上行NAS或non-3GPP dedicated消息。
UL information transfer的目的就是傳遞UE發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)端的NAS dedicated information,當(dāng)UE在RRC connected mode,有NAS dedicated information 發(fā)送時(shí),就會(huì)進(jìn)行這個(gè)過(guò)程。UE會(huì)將ULinfirmationTransfer 的IE dedicatedNAS-Message 設(shè)置為NAS PDU,然后交由底層(L2->L1)發(fā)送出去。
如果發(fā)生Failure,比如在AS security沒(méi)有激活時(shí)發(fā)生了RLF或者發(fā)生PDCP?重建及傳輸U(kuò)L information transfer的SRB release/addtiton ,或者PCell/PSCell?發(fā)生改變,RRC connection re-establishment等場(chǎng)景,這時(shí)候RRC層要將failure告知NAS層,這時(shí)候NAS要根據(jù)RRC層報(bào)上的failure原因進(jìn)行特定的處理,這部分異常處理主要在24.501 5.4.5.2.6章節(jié)中描述,比如由于?UAC?fail,access attempt barred,TAI?發(fā)生變化等等。
如上圖是RRC層的定義,主要將其中的IE dedicatedNAS-message 設(shè)置成NAS傳下來(lái)的消息,送出去即可。傳輸U(kuò)LInformationTransfer?的Signalling radio bearer:是SRB2 或SRB1 (在SRB2沒(méi)有建立起來(lái)之前用SRB1傳輸). 如果SRB2由于某些原因被suspend,UE要等到SRB2恢復(fù)正常后才能傳輸。傳輸方式對(duì)應(yīng)的是RLC AM 模式,即可以通過(guò)RLC ARQ過(guò)程,在得到網(wǎng)絡(luò)端ack消息后才能確認(rèn)網(wǎng)絡(luò)端有正常收到這條消息,常見(jiàn)的fail原因 ,比如在信號(hào)狀況不佳或者網(wǎng)絡(luò)異常的情況下,UE一直收不到RLC ack,UE就會(huì)重傳, UL RLC 重傳達(dá)到最大次數(shù)后會(huì)引發(fā)RLF等等。下圖是實(shí)際log的截圖。
DLInformationTransfer對(duì)應(yīng)的就是DL NAS消息的傳輸過(guò)程。
在RRC connected mode ,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)端NG-RAN有NAS dedicated消息發(fā)送給UE時(shí)就會(huì)觸發(fā)。過(guò)程類(lèi)似,網(wǎng)絡(luò)端會(huì)將IE dedicatedNAS-message 設(shè)置為接收到的NAS層消息,如果還包含referenceTimeInfo IE時(shí),要將對(duì)應(yīng)的time,referenceSFN timeInfoType等都設(shè)置好,這個(gè)Time相關(guān)的IE是R16才新增的,在23.501 5.27.1.2中描述,主要用于UE端的時(shí)間同步,RRC層結(jié)構(gòu)如下。
傳輸U(kuò)LInformationTransfer?的Signalling radio bearer:是SRB2 或SRB1 (在SRB2沒(méi)有建立起來(lái)之前用SRB1傳輸). 如果SRB2由于某些原因被suspend,UE要等到SRB2恢復(fù)正常后才能傳輸。傳輸方式對(duì)應(yīng)的是RLC AM 模式,下圖是實(shí)際log,對(duì)應(yīng)的是R15版本協(xié)議,肯定沒(méi)有上面提到的time相關(guān)的IE。
除了上述DLInformationtransfer/ULInformationtransfer,還有一些其他消息也會(huì)順帶傳輸NAS層的消息,例如RRCSetupComplete,RRCReconfiguration,RRCResumeComplete等,具體情況就不說(shuō)了,可以搜下38.331看下,下面是實(shí)際log中的一些截圖。
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?SM/MM/RRC層的消息傳輸,基本上說(shuō)完了,下面順帶看下SRB的內(nèi)容。
SRB 全稱(chēng)signalling Radio Bearers,即傳輸RRC/NAS消息的RB,通常包含SRB0/SRB1/SRB2,在某些DC場(chǎng)景可能會(huì)有SRB3。SRB1主要發(fā)送RRC信令,SRB2建立后主要用于發(fā)送DL/ULInformationTransfer,下面通過(guò)一張圖說(shuō)明下SRB的使用場(chǎng)景。
上圖是UE從RRC idle進(jìn)入connected的信令圖,簡(jiǎn)單的說(shuō)在SRB1 沒(méi)有建立前的消息用SRB0傳輸,此時(shí)對(duì)應(yīng)的是CCCH 邏輯信道,例如初始注冊(cè)進(jìn)行RA的場(chǎng)景,SRB0傳輸?shù)南?duì)應(yīng)的就是第一步的RRCSetuprequest 和第二步的RRC setup消息;而SRB1一般在RRC setup信令中配置下來(lái),這之后的信令都由SRB1收發(fā)。
第一條NAS消息Registration request就是通過(guò)RRCSetupComplete發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)端;4/4a/5/5a 步對(duì)應(yīng)的過(guò)程可以是authentication或identity過(guò)程。
第6步網(wǎng)絡(luò)端AMF將準(zhǔn)備的UE context data (包括PDU session context, the Security Key, UE Radio Capability and UE Security Capabilities等) 發(fā)送給gNB,之后第7步gNB就會(huì)和UE激活A(yù)S security,在AS security激活后就會(huì)建立SRB2。
第8步 gNB下發(fā)RRCreconfiguration讓UE建立SRB2和對(duì)應(yīng)的DRBs,對(duì)應(yīng)實(shí)際log一般會(huì)在UE送出去第一條PDU session establishment request后,通過(guò)接下來(lái)的第一條RRCreconfiguration配置SRB2和DRB下來(lái),之后的RRC信令DL/ULInformationTransfer都由SRB2進(jìn)行收發(fā)。
第9步 gNB通知AMF完成setup過(guò)程。
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實(shí)際log中SRB1/SRB2 配置下來(lái)的對(duì)應(yīng)消息如下。
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上述是SA場(chǎng)景不會(huì)出現(xiàn)SRB3,接下來(lái)就來(lái)看看SRB3相關(guān)的內(nèi)容。
SRB3適用的場(chǎng)景是EN-DC NGEN-DC NR-DC,SRB3就是SN和UE之間建立的一個(gè)SRB,是否建立SRB3是由SN決定,SRB3的建立和release是通過(guò)Secondary Node Addition和Secondary Node Change過(guò)程完成的,如果要對(duì)SRB3 進(jìn)行重配置,可以通過(guò)Secondary Node Modification完成。
在SRB3建立起來(lái)后,SN和UE之間就可以直接通信,不必再通過(guò)SN->MN->UE的路徑發(fā)送消息,例如可以在SN和UE之間直接發(fā)送RRC Reconfiguration ?,RRC Reconfiguration ?complete,Measurement report failure Information等消息,如下圖,但是實(shí)際上ENDC場(chǎng)景一般都沒(méi)有enable SRB3,看不到SRB3的傳輸過(guò)程。
還有一個(gè)概念Split SRB?也是僅適用于MR-DC場(chǎng)景,其是一個(gè)在MN和UE 間建立的SRB,如下圖。
SRB1和SRB2均支持Split SRB(SRB0和SRB3不支持Split SRB)。Split SRB的RRC PDU通過(guò)NR PDCP進(jìn)行加密和完整性保護(hù)。
Split SRB可由MN在輔助節(jié)點(diǎn)添加或修改過(guò)程中配置,SN配置部分由SN提供。UE可同時(shí)配置Split SRB和SRB3,SRB3和Split SRB在SCG可獨(dú)立配置。
對(duì)于Split SRB下行傳輸路徑的選擇取決于網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn);對(duì)于上行鏈路根據(jù)MN RRC信令配置決定是用MCG path還是在MCG和SCG path進(jìn)行重復(fù)傳輸。
如果未配置Split SRB1,UE可以使用SRB3在ULInformationTransfer MRDC消息中向MN發(fā)送封裝的MCG Failure Information消息,并在響應(yīng)中接收封裝的 RRC重配置、MobilityFromNRCommand 消息;在DLInformation TransferMRDC消息中發(fā)送Mobility From EUTRA Command或RRC釋放消息。
SRB3是38.331中定義的一種SRB,使用的是NR-DCCH邏輯信道。SRB3上的RRC PDU使用NR PDCP加密和完整性保護(hù),安全密鑰來(lái)自S-KgNB。SN為SRB3選擇加密和完整性保護(hù)算法,并在SCG配置中將它們提供給MN以傳輸給UE。
SRB3比所有的DRB的優(yōu)先級(jí)都高,而split SRB1和SRB3的優(yōu)先級(jí)是相同的,在SCG 釋放掉的同時(shí),SRB3也會(huì)release掉。
最后是幾張從協(xié)議中截取的相關(guān)應(yīng)用場(chǎng)景的流程圖,主要在TS 37.340中,這個(gè)spec不算長(zhǎng),感興趣可以看下。
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總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的NR SRB and message transfer的全部?jī)?nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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