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3GPP LTE Introduction (RRC) ・A hands-on resource for mobile engineers ※written in Japanese
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1.
3GPP LTE解説資料 2022/11/16 1 COPYRIGHT
© 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED 3GPP LTE introduction 2(RRC) Rev3.00 2022年9月5日 Centimani 株式会社(技術顧問 安永 隆一)
2.
内 容 1.RRCとは 2.RRCに関連した状態と接続 Appendix
3.
1.RRCとは
4.
RRC機能 2022/11/16 4 COPYRIGHT ©
2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED ■対象機能 【LTEーUu】 ・NAS ⇒UEとMME間でシグナリング制御) ⇒EPS Mobility Management(EMM) ⇒EPS Session Management(ESM) ・RRC(Radio Resource Control) ⇒Handoverを含むシグナリング、データ コネクションを制御 ・PDCP(Packet data convergence protocol) ⇒IPヘッダーのコンプレッション(ユーザープレーン) 暗号化等(データプレーン) ・RLC(Radio Link Control) ⇒データの誤り確認を行い再送制御 ・MAC ⇒プライオリティによるデータスケジューリング、 HARQで誤り確認 UE eNB LTE-Uu MME S1-MME NAS RRC PDCP RLC MAC PHY RRC PDCP RLC MAC PHY S1-AP IP L2 L1 S1-AP SCTP IP L2 NAS LTE-Uu UE eNodeB MME S1-MME 【LTE-Uu(Control Plane)】 【LTE-Uu(User Plane)】 IP PDCP RLC MAC PHY PDCP RLC MAC PHY GDP-U UDP/IP L2 L1 GDP-U SCTP IP L1/L2 LTE-Uu UE eNodeB SGW S1-U SCTP L1
5.
RRCの状態 2022/11/16 5 COPYRIGHT ©
2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED 状態は2つあり、RRC Idleは「待ち受け」状態、RRC_Connectionは 「接続」状態。 RRC状態定義 RRC Idle RRC Connection RRC層の役割は UEの制御 【機能】 報知情報、ページング、RRC接続制御、セキュリティ、無線 ベアラ管理、移動性(ハンドオフなど)、QOS等を含む。
6.
RRC再接続とTimerの関係(一例) 2022/11/16 6 COPYRIGHT ©
2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED Out Of Sync RLF In Sync? Or Out Sync? Out Sync! t T310 T311 T301 通信再開 物理層で同期監視し、 「Out Sync」カウント数 が規定数に達した時 T310スタート 無線障害と判断 ・セルサーチ ・MIB/SIB情報取得 ・ランダムアクセス eNBへRRC接続の 再確立要求の手続き T301満了前に再確立が完了すれば 通信再開 手続き中 通信再開
7.
RRCの流れ(正常系) 2022/11/16 7 COPYRIGHT ©
2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED UE eNodeB すべてのRRC Connection Requestメッセージには独自の EstablishmentCauseがある。 ネットワークは、確立理由に基づいてSRBおよびDRBを確立する。 UEは、SRBおよびDRBの設定を確認する。 Attach Request + PDN Connectivity Request Default Radio Bearer Setup UL-SCH: RRC Connection Request (C-RNTI, M-TMSI, Establishment Cause) DL-SCH: RRC Connection Setup (SRBs, DRBs, UE Specific Configuration) RRC Connection Setup Complete 処理 UL-SCH: RRC Connection Setup Complete
8.
2.RRCに関連した状態と接続
9.
RRCと関連がある状態 2022/11/16 9 COPYRIGHT ©
2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED UE eNB MME NAS RRC PDCP RLC MAC PHY RRC PDCP RLC MAC PHY S1-AP SCTP IP L1 S1-AP SCTP IP L1 NAS LTE-Uu S1-MME L2 L2 RRC Connection Bearer Context Active Bearer Context Inactive EMM Registered EMM Deregistered ECM- Connected ECM-Idle States in NAS Layer RRC Connected RRC Idle States in RRC Layer S! Signaling Connection 下図は、UEおよびMMEに関連付けられたEMM、ECM、およびRRCの状態を示している。EMMは、UEがネットワークに接続されて いるか、ネットワークから切断されているかに応じて、「EMM登録済み」または「EMM登録解除」状態になる。ECMは、NASシグナリング 接続(ECM接続)が確立されているかどうかに応じて、「ECM接続」または「ECMアイドル」のいずれかを持つことができる。 同様に、 RRCは、RRC接続が確立されているかどうかに応じて、「RRCConnected」または「RRC-Idle」のいずれかになる。
10.
RRC/EMM/ECMの機能概要 2022/11/16 10 COPYRIGHT ©
2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED □RRC(Radio Resource Control) RRCは端末(UE)と基地局(E-UTRAN)間の接続状態は、無線ネットワークを 制御するRRCの状態で表す。 □ECM(EPS Connection Management) ECMは端末とコアネットワーク(MME)との間の接続状態を示す。 ECMアイドル(ECM idle)とECM接続状態(ECMConnected)の2つで、端末の 状態遷移を管理する仕組み。 □EMM(Evolved Packet System Connection Management) UEがモバイル管理エンティティ(MME)に登録されているか否かを非アクセス層 (NAS)状態(「登録済み」または「登録解除済み」)で表す。
11.
RRC状態とMME状態遷移 2022/11/16 11 COPYRIGHT ©
2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED ECM-Idle RRC-Idle ECM-Idle RRC-Idle ECM- Connected RRC- Connected ECM-Idle RRC-Idle A B C D Attach ・Detach ・Attach reject ・TAU reject ・Rdio Link Failure ・UE power off ・New Traffic ・TAU Request Power on ・Power on 長時間電源 が切れる PLMN / Cell Selection PLMN / Cell Selection Attach Hand over ・Radio link failure ・UE power off Cell Recelection ・UE Inactivity ・TAU Accept EMM-Registered EMM-Deregistered
12.
EMM+ECM+RRC状態の組合せと要件 2022/11/16 12 COPYRIGHT ©
2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED A EMM-Deregistered + ECM-Idle + RRC-Idle ・サブスクリプション後にUEが初めてオンになったとき ・UEが長時間オフになった後にオンになった場合 ・UEおよびMMEにUEコンテキストは無い。 B EMM-Deregistered + ECM-Idle + RRC-Idle ・UEがオフされた後、一定時間内にスイッチオンされる場合 ・無線リンク障害のために通信中にECM接続が失われた場合 ・最後のアタッチからのいくつかのUEコンテキストは、UEおよびMMEにまだ格納できる (たとえば、すべてのAttachプロシージャ中にAKAプロシージャを実行しないように するため)。 C EMM-Registered + ECM-Connected + RRC Connected ・UEがネットワーク(MME)に接続されていて、サービス(インターネット、VoD、 ライブTVなど)を使用している場合 ・UEのモビリティは、ハンドオーバー手順によって処理される。 D EMM-Registered + ECM-Idle + RRC-Idle ・UEがネットワーク(MME)に接続されているが、サービスを使用していない場合 ・UEのモビリティは、セル再選択手順によって処理される。 状態 要件
13.
接続状況 (要件:EMM-Registered + ECM-Connected
+ RRC-Connected) 2022/11/16 13 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED Control Plane Connection SGW UE Source eNB MME PGW User Plane Connection Data Radio Bearer S5 Bearer RRC Connec S1 Signaling Connection S11 GTP-C S5 GTP-C ECM Connection EPS Connection S1 Bearer
14.
LTE Bearer Architecture 2022/11/16
14 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED ☑ LTEでは、エンドツーエンドのベアラは、無線、S1およびS5 / S8ベアラの集合であるEPSベアラによって実現される。 ☑ EPSベアラ識別情報は、E-UTRANを介してアクセスする1つのUEのEPSベアラを一意的に識別する。 ☑ EPSベアラアイデンティティは、MMEによって割り当てられ、通常はユーザーデータを転送する。 UE eNB SGW PGW Internet End to End Service Bearer EPS Bearer External Bearer E-RAB S5/S8 Bearer Radio Bearer S1 Bearer
15.
APPENDIX
16.
RRC Timer 2022/11/16 16 COPYRIGHT
© 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED ※TS 36.331(RRC) 7.3 Timers Timer Start Stop 有効時間 T300 RRCConnectionRequestの送信 RRCConnectionSetupまたは RRCConnectionRejectメッセージの受信、セル 再選択、および上位層による接続確立の中止時 5.3.3.6で指定されたアクションを実 行する T301 RRCConnectionReestabilshmentReque stの送信 RRCConnectionReestablishmentまたは RRCConnectionReestablishmentReject メッセージの受信と、選択されたセルが不適切に なったとき RRC_IDLEに移行 T302 RRC接続確立中のRRCConnectionReject の受信 RRC_CONNECTED移行時およびセル再選択 時 5.3.3.7に規定 T303 Mobile Originating CallのためのRRC接続 確立を実行している間に禁止されたアクセスが 行われた時 RRC_CONNECTED移行時およびセル再選択 時 5.3.3.7に規定
17.
RRC Timer 2022/11/16 17 COPYRIGHT
© 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED Timer Start Stop 有効時間 T304 MobilityControl Infoを含む RRCConnectionReconfigurationメッセージ の受信、またはCellChangeOrderを含む MobilityFromEUTRACommandメッセージ の受信 EUTRAへのハンドオーバまたはセル変更命令が 正常に完了するための基準が満たされている(基 準は、RAT間の場合の目標RATで指定される) E-UTRAまたはイントラE-UTRA ハンドオーバからのセル変更命令の 場合、RRC接続再確立手順を 開始する。 E-UTRAへのハンドオーバの場合、 ソースRATに適用可能な仕様で 定義されているアクションを実行する。 T305 Mobile Originating CallのためのRRC接続 確立を実行中に禁止されたアクセスが行われた 時 RRC_CONNECTED移行時およびセル再選択 時 5.3.3.7に規定 ※TS 36.331(RRC) 7.3 Timers
18.
RRC Timer 2022/11/16 18 COPYRIGHT
© 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED Timer Start Stop 有効時間 T310 物理層の問題を検出。(下位層から連続した Out of Syncを受信) 物理層正常(下位層からの連続したIn-Syncを 受信している時 ハンドオーバ手順をトリガする時および接続再確立 手順を開始する時 セキュリティがアクティブ化されて いない場合、RRC_IDLEに移行 するまで あるいは、接続の再確立手順を 開始するまで T311 RRC接続の再確立手順を開始 適切なE-UTRAセルまたは別のRATのセルの選択。 RRC_IDLE移行時 ※TS 36.331(RRC) 7.3 Timers
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COPYRIGHT © 2022
Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED 2022/11/16 19 3GPP標準化技術仕様に関する知識は、 翻訳し、読むだけでは なかなか理解が進まないものです。 理解するには、実際のコールフローシナリオに基づき 実際の通信ログとの整合性確認等は欠かせませんが、 その様な資料は広く共有されていないのが現状です。 本資料は、弊社内で3GPP技術仕様の 理解・知識向上を図るため作成したものです。 コンテンツは可能な限り、ベンダー / キャリア依存などを 除外して作成しておりますが、一部標準化や実用化が 進んだシステムと整合性が担保できていない記述を 含んでいる場合があります。 本資料は、ロイヤリティフリーです。閲覧される皆さんの 知識定着と仕事の生産性の向上の一助としてご活用ください。 THANK YOU FOR VIEWS ryuichi@centimani.biz
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