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3GPP LTE Detailed explanation 2 (RRC_Radio Resource Control)

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  1. 1. 3GPP LTE解説資料 2022/11/16 1 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED 3GPP LTE Detailed explanation 2 (Radio Resource Control)Rev2.00 2022年9月14日 Centimani 株式会社(技術顧問 安永 隆一)
  2. 2. 内 容 1.Radio Resource Control とは 2.RRC(Radio Resource Control)コールフロー 3.RRC(Radio Resource Control)メッセージ 4.RRC(Radio Resource Control)タイマー
  3. 3. 1.RRC(RADIO RESOURCE CONTROL)とは
  4. 4. RRC(Radio Resource Control)とは 2022/11/16 4 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED RRC Idleは「待ち受け」状態、RRC Connectionは 「接続」状態と言える。 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。
  5. 5. RRC(Radio Resource Control)の目的 2022/11/16 5 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED ☑ RRC(Radio Resource Control)層は、端末とeNodeB間との多くの機能を サポートする重要なシグナリングプロトコルである。 ☑ RRCプロトコルは、特定のUEにのみ適用可能な専用NAS情報だけでなく、すべての UEに適用可能な共通NAS情報の転送を可能にする。 ☑ RRC IDLEのUEの場合、RRCは着信通知をサポートする。
  6. 6. RRC(Radio Resource Control)の役割 2022/11/16 6 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED ☑ システム情報のブロードキャスト ・NAS共通情報を含むシステム情報のブロードキャストを処理する。 ・システム情報のいくつかは、RRC-IDLE内のUEに対してのみ適用可能であり、他のシステム情報は、 RRC-CONNECTED内のUEにも適用可能である。 ☑ RRC接続管理 ・RRC接続の確立、変更、および解放に関連するすべての手順を管理 ・ページング、初期セキュリティアクティベーション、シグナリング無線ベアラ(SRB)およびユーザデータを運ぶ 無線ベアラ(データ無線ベアラ、DRB)の確立、LTE内でのハンドオーバ(UE RRCコンテキスト情報の 転送を含む)、下位プロトコルレイヤーの設定、アクセスクラス禁止、無線リンク障害などがある。 ☑ 無線リソースの確立と解放 ・端末とeNodeBとの間のシグナリングメッセージまたはユーザデータの転送のためのリソースの割り当てに 関すること。
  7. 7. RRC(Radio Resource Control)の役割 2022/11/16 7 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED ☑ ページング ・PCCH論理制御チャネルを通じて実行され、ページングの主な使用は、RRC-IDLEにあるUEを一斉呼出し することである。 ・ページングはまた、システム情報の変更またはSIB10およびSIB11の転送について、RRC-IDLEモード およびRRC-CONNECTEDモードの両方でUEに通知するためにも使用可能 ☑ EPCとの間のシグナリングメッセージの送信 ・これらのメッセージ( NAS for Non Access Stratum)は、RRCを介して端末との間で転送される。 ☑ セル再選択 ・端末は、それ自身の無線測定値及びネットワークシステム情報パラメータに基づいてキャンプオンすべき最良 のセルを定期的に評価する。 ・条件に達すると、端末は自律的に新しいサービングセルの選択を実行する。
  8. 8. 2.RRC(RADIO RESOURCE CONTROL)コールフロー
  9. 9. RRC(Radio Resource Control)の流れ 2022/11/16 9 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED UE eNodeB RACH: Random Access Preamble (RA-RNTI) DL-SCH: Random Access Response (RA-RNTI, C-RNTI, Timing Advance) UL-SCH: RRC Connection Request (C-RNTI, M-TMSI, Establishment Cause) DL-SCH: RRC Connection Setup (SRBs, DRBs, UE Specific Configuration) UL-SCH: RRC Connection Complete (PLMN id, Dedicated NAS Info) UEは、ランダムRA-RNTIを使用してNodeBへのセッションを開始する。 eNodeBはC-RNTIを割り当て、送信タイミングを調整する 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。
  10. 10. RRC(Radio Resource Control)コールフロー 2022/11/16 10 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED UE eNodeB MME UL-CCCH RRC Connection Request RRC Connection Establishment (Random Access手順) ※UEおよびeNodeBは、ランダムアクセス手順を実行して、 上り同期を確立し、RRC接続設定メッセージの送信のための リソースを割り当てる。 ※UEは、ランダムアクセス手順において割り当てられたアップリンク を使用して、eNodeBにRRC接続を確立するよう要求。 UL-SCH, C-RNTI, UE-Identity = S-TMSI, Establishment Cause = mo-Signalling ・UEは、ランダムアクセス手順において 割当てられたアップリンクリソース アサインを使用して、eNodeBに RRC接続を確立するよう要求する。
  11. 11. RRC(Radio Resource Control)コールフロー 2022/11/16 11 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED UE eNodeB MME DL-CCCH RRC Connection Setup RRC Connection Establishment ※eNodeBは、DL-SCH上のRRC接続セットアップメッセージで応答する。 ※このメッセージは、Acknowledgedモードでシグナリング無線ベアラ(SRB)を 生成する。 ※メッセージはまた、アップリンクRLC、UL-SCH、電力ヘッドルーム(PHR)および アップリンク電力制御のための構成パラメータを含む。 DL-SCH, C-RNTI, SRB Identity, DL AM RLC, UL AM RLC, UL-SCH Config, PHR Config, Uplink Power Control ・eNodeBはSRB1を設定し、RRC 接続セットアップメッセージを介して UE固有の設定を渡す。
  12. 12. RRC(Radio Resource Control)コールフロー 2022/11/16 12 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED UE eNodeB MME RRC Connection Establishment ※UEは、RRC接続の設定を通知する。 ※このメッセージは、Attit RequestをNAS Payloadとして送信することに よってAttach手順を開始するためにも使用されます。 ※添付メッセージには、古いGUTI(Globally Unique Temporary Identifier)が含まれています。 PUCCH UCI SR PDCCH DCI Format RRC Connection Setup Complete 処理 TC-RNTI 1 ・UEは、RRC接続セットアップ 完了メッセージを送信するため アップリンクリソースを要求する。 ・UEはリソース割り当てを受信する。
  13. 13. RRC(Radio Resource Control)コールフロー 2022/11/16 13 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED UE eNodeB MME RRC Connection Establishment ※UEは、RRC接続の設定を通知する。 ※このメッセージは、Attit RequestをNAS Payloadとして送信することに よってAttach手順を開始するためにも使用されます。 ※添付メッセージには、古いGUTI(Globally Unique Temporary Identifier)が含まれています。 RRC Connection Setup Complete + NAS Attach Request UL-SCH, Selected PLMN Identity, Old TAI, Old GUMMEI, Old GUTI, Selected PLMN Identity ※UEによって報告された 旧GUMMEI(グローバルに一意のMME識別 子)からMMEを識別。 S1AP Initial UE Message [Attach Request + PDN Connectivity Request] Default Radio Bearer Setup RRC Connection Reconfiguration [Attach Accept] EPS Radio Bearer Identity, RLC Mode, PDCP Sequence Number RRC Connection Reconfiguration Complete Attach Complete Uplink / Downlink Data ・UEは、次のシグナリングを開始 するためにRRC接続セット アップメッセージを送信する。 ・RRC Connection Reconfigurationメッセージが送信 され、デフォルトの無線ベアラをアクティブ にします。 ・このメッセージには、NAS Payload としてAttach Acceptメッセージも 表示される。
  14. 14. 3.RRC(RADIO RESOURCE CONTROL)メッセージ
  15. 15. RRC Connection Request 2022/11/16 15 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED RRC Connection Request UE ID / RNTI Type C-RNTI ☑ UEは、RA-RNTIに基づいてランダムアクセス応答を受信する。 ⇒ランダムアクセスレスポンスは、C-RNTIおよびRRC接続要求の送信のためのリソースを割り当てる。 ☑ UEは、メッセージをC-RNTIで識別する。 ☑ このメッセージには、UE-Identityが含まれる。 ⇒これがネットワークへの最初の接続である場合、メッセージにIMSIが送信される。 ⇒端末が以前に接続されていた場合、メッセージにS-TMSIが含まれる。 ☑ このメッセージには、RRC確立理由も含まる。 ⇒「emergency」、「highPriorityAccess」、「mobile terminate-Access」、 「mobile oreginating-Signalling」、 「mobile oreginating-Data」 ※eNodeBは、オプションで、このメッセージの受信時に競合解決メッセージを送信することができる。 UL-SCH: UE ⇒eNodeB UE ID / RA-RNTI Value UE-Identity Establishment Cause S-TSMI MMEC M-TMSI 5つの定義
  16. 16. RRC Connection Request(パラメータ) 2022/11/16 16 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED lte_rrc LTE Radio Resource Control (RRC) protocol ##lte-rrc.UL_CCCH_Message_element UL-CCCH-Message ##per.choice_index Choice Index: 0 ##lte-rrc.message message: c1 (0) ##per.choice_index Choice Index: 1 ##lte-rrc.c1 c1: rrcConnectionRequest (1) ##lte-rrc.rrcConnectionRequest_element rrcConnectionRequest ##per.choice_index Choice Index: 0 ##lte-rrc.criticalExtensions criticalExtensions: rrcConnectionRequest-r8 (0) ##lte-rrc.rrcConnectionRequest_r8_element rrcConnectionRequest-r8 ##per.choice_index Choice Index: 1 ##lte-rrc.ue_Identity ue-Identity: randomValue (1) ##lte-rrc.randomValue randomValue: 000000e391 [bit length 40, 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1110 0011 1001 0001 decimal value 58257] per.enum_index Enumerated Index: 3 lte-rrc.establishmentCause establishmentCause: mo-Signalling (3) lte-rrc.spare spare: 00 [bit length 1, 7 LSB pad bits, 0... .... decimal value 0]
  17. 17. RRC Connection Setup 2022/11/16 17 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED RRC Connection Setup UE ID / RNTI Type C-RNTI DL-SCH: UE ⇒ eNodeB UE ID / RA-RNTI Value Radio Resource Config Dedicated UL-SCH Config SRBs to Add/Modify SRB Identity UL AM RLC Periodic BSR Timer DL AM RLC T Poll Retransmit Poll PDU Maximum Retrans. Threshold Maximum Retrans. Threshold MAX HARQ TX Retransmission BSR Timer PHR Config Prohibit PHR Timer Periodic PHR Timer DL Path Loss Change Uplink Power Control Dedicated Delta MCS Enabled P0 UE PUSCH P0 UE PUCCH PSRS Offset Filter Coefficient ☑ メッセージは、シグナリング無線ベアラ(SRB)を識別する情報も含んでいる。
  18. 18. RRC Connection Setup Complete 2022/11/16 18 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED RRC Connection Setup Complete Selected PLMN Identity ☑ UEは、RRC Connection Setupメッセージの受信時にこのメッセージを送信する ☑ 「専用情報NAS」は、ネットワークとUEとの間でUE固有のNAS層情報を転送するために使用される。 (RRC層は、この情報に対して透過的である。) ☑ メッセージは、オプションとして、MME登録情報を含めることが可能。 ☑ RRC接続セットアップ完了は、UEとMMEとの間で交換されるNASメッセージのオクテットを搬送することが可能。 UL-SCH: UE ⇒ eNodeB Registered MME (Optional) Dedicated Info NAS MMEGI MMEC Octets carrying NAS message PLMN ID
  19. 19. 4.RRC(RADIO RESOURCE CONTROL)タイマー
  20. 20. RRC(Radio Resource Control)動作 2022/11/16 20 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED ☑ 動作開始 ☑ RRCConnectionRequestメッセージの送信に関連するアクション ☑ RRCConnectionResumeRequestメッセージの送信に関連するアクション ☑ UEによるRRCConnectionSetupの受信 ☑ UEによるRRCConnectionResumeの受信 ☑ T300、T302、T303、T305、T306、またはT308の実行中のセルの再選択 ☑ T300満了 ☑ T302、T303、T305、T306、またはT308の満了または停止 ☑ UEによるRRCConnectionRejectの受信 ☑ RRC接続確立の中断 ☑ SSAC関連パラメータの処理 ☑ アクセス禁止チェック ☑ EABチェック ☑ ACDCのアクセス禁止チェック ☑ RRCConnectionSetupCompleteメッセージでNAS情報を配信できない
  21. 21. RRC(Radio Resource Control)タイマー動作(一例) 2022/11/16 21 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
  22. 22. RRC(Radio Resource Control)タイマー動作要件 2022/11/16 22 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED 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 RRCConnectionReestabilshmentRequest 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 ※TS 36.331 7.3 Timers
  23. 23. RRC(Radio Resource Control)タイマー動作要件 2022/11/16 23 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED ※TS 36.331 7.3 Timers 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) 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 場合 RRC_CONNECTED移行時およびセル再選択時 5.3.3.7に規定
  24. 24. RRC(Radio Resource Control)タイマー動作要件 2022/11/16 24 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED ※TS 36.331 7.3 Timers 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 受信している場合 ハンドオーバ手順をトリガする時および接続再確立 手順を開始する場合 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
  25. 25. COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED 2022/11/16 25 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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