1 RRC连接过程中的子状态间的跃迁
任意状态1NULL23初搜(小区选择）45171615131112CON
图1 子状态跃迁
HOIDL（小区重选）69ACC7810WCA141.1 子状态描述
表1：LTE中各子状态说明
状态 空闲 子状态 NULL（空状态） 初搜 IDLE UE一开机先进入此状态，通过附着和注册过程，接收寻呼消息和系统信息，完成PLMN选择和小区选择、初始下行同步。 正常的小区驻留状态，在收到寻呼或是高层发起呼叫之前，UE一直处于该状态。在该状态下，UE与E-UTRAN之间没有任何上行物理信道连接。UE在该状态监听广播信道,维护更新服务小区的系统信息；执行邻近小区的测量，当发现一个更好的小区时或是满足小区重选标准时就进行小区重选。 当UE接收到高层配置的连接建立请求消息，根据连接建立原因判断小区是否被禁止。若小区不被禁止，UE的RRC负责配置无线资源和无线信道，通过原语通知MAC初始随机接入进程，建立上行同步。 状态描述 连接 ACC（随机接入） WCA（等待激活接入） 当接收到MAC来的随机 接入响应的指示消息，通知高层建立RRC连接，并建立SRB1。 CON（正常连接状态） 初始安全性激活，配置AS密钥和相关参数，并配置低层进行加密和完整性保护所需要的相关密钥和参数。负责连接重配置，建立SRB2和DRBs，完成UE和E-UTRAN之间的无线链路建立。当UE和E-UTRAN之间的无线链路建立起来后，可以进行正常的数据通信过程 HO（切换）
执行同频、异频小区间的切换，主要是通过重配置消息里的MobilityControlInfo来实现。 1.2 子状态跃迁描述
“1”：任意状态->NULL， “2”：NULL->初搜， “3”：初搜->NULL， “4”：初搜->IDL， “5”：IDL->初搜， “6”：IDLE->ACC，已经小区驻留的UE通过原语RR_ESTABLISH_REQ收到高层的业务请求或是对寻呼的响应而发起的RRC连接建立，通过原语CMAC_RANDOM_ACC_REQ请求MAC进行随机接入，进入ACC子状态。 “7”：ACC->IDL，在ACC子状态的UE，当收到高层发起的突然中断连接请求，或是T300超时，RRC子层放弃连接建立过程，返回IDL子状态。
“8”:即ACC->WCA，当MAC子层通过原语CMAC_STATUS_ACC_IND，向RRC子层指示随机接入的响应情况，RRC子层配置MAC，配置RLC子层建立层2链路，停止定时器T300，开始传输RRCConnectionRequest消息，进入WCA子状态。
“9”:WCA->初搜：当接收到RRCConnectionReject消息时，RRC子层放弃连接建立过程，通过原语RR_ESTABLISH_ERR告诉高层连接失败，进入初搜子状态。
“10”:WCA->IDL:在WCA子状态下，如果收到高层发起的突然中断连接请求，或是此时定时器T300、T302、T303、T305正在运行时发生小区重选，RRC子层放弃连接建立过程，返回IDL子状态。 “11”:WCA->CON，在WCA子状态下完成了SRB1建立，RRC子层向高层发送RR_ESTABLISH_CNF，并向网络端发送RRCConnectionComplete消息，进入CON子状态。 “12”：CON->WCA，在CON子状态，主要是完成安全性激活和SRB2、DRBs的建立，若在这个子状态下，初始安全性激活失败（SecurityModeCommand消息没有通过完整性校验），UE将继续使用安全性激活过程开始之前的配置，既不加密也不完整性保护，返回到WCA子状态，重新激活安全性。 “13”：CON->IDL, 初始安全性激活成功情形下，RRC重配置失败时，UE将返回到IDL小区驻留状态，重新发起连接建立请求。
“14”:CON->初搜，在CON子状态下，发生无线链路失败，RRC子层释放无线资源，进入小区初搜子状态。 “15”：CON->HO，当用户在正常通话过程中发生小区跃迁，或者当一定时间一个小区的同时进行通信的用户数饱和时，网络端要求UE进行小区切换，进入HO子状态。 “16”：HO->IDL，当定时器T304超时，即切换失败，UE先返回到源小区，使用源小区的某些配置，处于小区驻留，重新发起连接建立过程。 “17”：HO->初搜，切换失败，同时发生无线链路失败时，UE无法返回到源小区，回到初搜，重新开始小区选择。
2 RRC连接建立过程的设计流程
下面将详细介绍RRC连接建立过程中RRC模块接收信号的流程设计，主要针对一些重要信号。
2.1 连接建立过程的MSC
UE-NASUE-RRCUE-PDCP先根据建立原因判断小区是否被barred，否，执行以下动作，启动T30XUE-RLCUE-MACEUTRANIDLRR_ESTABLISH_REQCMAC_RANDOM_ACC_REQACCCMAC_STATUS_ACC_INDSTART T300PRACHCMAC_CONNECT_CONFIG_REQ=CRLC_CONFIG_REQWCACMAC_TM_DATA_REQRRCConnection-RequestRRCConnectionSetupSTOP T300,T30XCMAC_TM_DATA_INDCPDCP_CONFIG_REQCRLC_CONFIG_REQCMAC_CONNECT_CONFIG_REQ=RR_ESTABLISH_CNFCPDCP_SRB_REQ(Establlish SRB1)CRLC_AM_DATA_REQMAC_DATA_REQRRCConnectionSetp-Complete WCA 图2 RRC连接建立过程的MSC（成功情形）
UE-NASUE-RRCIDLUE-PDCP先根据建立原因判断小区是否被barred，是，执行以下动作UE-RLCUE-MACEUTRANRR_ESTABLISH_REQ若被barred，根据建立原因，进行计算比较判决是否被barred，若是，告诉高层失败，若否，执行正常连接进程(barred)RR_ESTABLISH_ERR(not barred) CAMC_RANDOM_ACC_REQWCAACCCMAC_STATUS_ACC_INDSTART T300CMAC_CONNECT_CONFIG_REQCRLC_CONFIG_REQPRACHWCACMAC_TM_DATA_REQCMAC_TM_DATA_INDCMAC_TM_DATA_INDCell re-selection while T302,T303 or T305 is runningRR_ESTABLISH_INDCell re-selection while T300 is running or T300 expiryRR_ESTABLISH_INDUE高层突然中断连接RR_RELEASE_REQRR_RELEASE_INDRRCConnection-RequestRRCConnectionRejectRRCConnectionSetupRR_ESTABLISH_REJ初搜 图3 RRC连接建立过程的MSC（失败情形）
2.2 连接建立过程的流程说明
2.2.1 RRC连接建立过程，建立SRB1（WCA）
RR_ESTABLISH_REQ (IDL)
在IDLE状态下收到RR_ESTABLISH_REQ信号，要求进入接入。该信号包含了RRC连接建立原因、NAS层的信息以及UE标识。处理流程如图4所示。在收到该原语后首次判断是否允许接入，如果允许接入，RRC向MAC发送CMAC_RANDOM_ACC_REQ信号，要求MAC进行物理层接入过程，RRC模块进入ACC状态。如果不允许接入则发送RR_RELEASE_IDN通知EMM，进入初搜小区选择状态重新进行小区选择过程。
IDL状态收到RR_ESTABLISH_REQ是否允许接入保存NAS信令及连接建立原语到全局变量发送RR_RELEASE_IND到EMM子层进行RRC连接建立请求的ASN编码进入初搜小区选择状态CMAC_RADOM_ACC_REQ到MAC层进入ACC状态 图4 收到RR_ESTABLISH_REQ信号的处理流程
CMAC_ACC_STATUS_IND(ACC)
在收到该信号后RRC子层已得到MAC的随机接入响应指示，RRC子层对MAC、RLC子层进行缺省配置，开启定时器T300，RRC进入WCA状态，向网络端发送“RRC连接建立请求”消息，并等待接收网路来的“RRC连接建立”消息或其他。
RR_ABORT_REQ(ACC)
RR_ABORT_REQ(WCA)
CMAC_TM_DATA_IND(WCA)
在WCA状态下收到CMAC_TM_DATA_IND信号，处理流程如图5所示，RRC子层首先停止T300，对信号中携带的信息进行ASN解码。然后进行消息解码的正确性判断，如果收到消息解码正确则进行后续的过程。如果消息解码错误，丢弃该消息不做任何处理，停留在WCA状态。判断消息的类型，如果是“RRC连接建立”消息的容，如果分配了DCCH信道并且消息中包含无线资源配置专用信息，执行无线资源配置。RRC发送CPDCP_CONFIG_REQ、CRLC_CONFIG_REQ，CMAC_CONNECT_CONFIG_REQ，配置PDCP、RLC、MAC子层，建立层2链路，发送RLC_AM_DATA_REQ携带“RRC连接建立完成”消息到网络，RRC停留在WCA状态。如果消息的类型为“RRC连接拒绝”，处理流程如果所示，解析该消息的容，开启定时器T302，并把它的值设为waitTime，继续停留在WCA状态，当该定时器超时，RRC进入初搜小区选择过程，通知EMM子层，RRC连接建立失败。
WCA状态CMAC_TM_DATA_IND申请内存进行消息的ASN解码解码是否正确否是忽略该信号判断消息类型WCA状态RRC连接建立消息处理RRC连接建立拒绝消息处理小区更新消息处理URA更新消息处理根据消息的内容进入响应的状态图5 RLC_TM_DATA_IND信号处理流程
CRLC_AM_DATA_REQ（WCA）
RRC子层接收到RRCConnectionSetup消息，执行无线资源配置，建立SR1及其对应的PDCP、RLC实例，向EMM子层发送RR_ESTABLISH_CNF通知EMM，RRC连接建立成功，完成接入过程，通过发送信号CRLC_AM_DATA_REQ携带“RRC连接建立完成”消息包含NAS响应网络，“RRC连接建立完成”消息在SRB1上发送。这样RRC连接建立就完成了。
T300超时（WCA） 当T300超时时，RRC子层重置MAC，释放MAC配置和为所有已建立的RBs重建RLC，通知EMM子层RRC连接建立失败，进入初搜小区选择过程。
2.2.2 初始安全性激活过程(CON)
UE-NASUE-RRCUE-PDCPUE-RLCEUTRANCPDCP_SRB_INDRR_SECURITY_INDRR_SECURITY_REQRLC_AM_DATA_INDSecurityModeCommandSMC消息通过完整性校验CPDCP_Integrity_IND （指示完整性校验失败）继续使用接收到SMC之前的配置，既不加密也不完整性保护CPDCP_SRB_REQSecurityModeFailureRLC_AM_DATA_REQSMC消息通过完整性校验SecurityModeFailureCPDCP_Integrity_IND （指示完整性校验失败）配置低层使用加密和完整性保护CPDCP_SRB_REQSecurityModeCompleteRLC_AM_DATA_REQSecurityModeComplete 图6 安全性激活过程
2.2.3 建立SRB2、DRBs过程(CON)
UE-NASUE-RRCUE-PDCPUE-RLCUE-MACEUTRANSecurityModeCommandRRCConnection-ReconfigurationRLC_AM_DATA_INDCPDCP_SRB_INDCPDCP_CONFIG_REQMAC_DATA_INDCRLC_CONFIG_REQRR_DATA_INDCPDCP_SRB_REQRLC_AM_DATA_REQMAC_DATA_REQRRCConnection-Reconfiguration-Complete 图7 RRC连接重配置过程（建立SRB2、DRBs）
3 RRC连接重建过程
UE-NASUE-RRC 在5种情形之下下，UE 初始连接重建进程STOP T310,START T311UE-PDCPUE-RLCUE-MACEUTRAN CRLC_SUSPEND_REQCMAC_ACC _CONFIG_REQ执行小区选择选择了一个合适的E-UTRA小区选择了一个iner-RAT小区RR_RELEASE_INDCPDCP_SRB_REQCPDCP_SRB_INDCPDCP_SRB_REQRLC_AM_DATA_REQRRCConnectionRee-stablishmentRequestSRB0 CCCHRRCConnectionRee-stablishmentSRB0 CCCHSTOP T311,START T301设置shortMAC-I值的过程MAC_DATA_REQSTOP T301CPDCP_SRB_INDCPDCP_CONFIG_REQCRLC_CONFIG_REQ执行无线资源配置专用RLC_AM_DATA_INDMAC_DATA_IND CRLC_RESUME_REQT311 expiryRR_RELEASE_ERRCPDCP_SECURITY_REQCPDCP_SECURITY_INDCPDCP_SRB_REQRLC_AM_DATA_REQMAC_DATA_REQT301 expiry或者已选小区变得不再合适RRCConnectionReest-ablishmentComplete(SRB1 CCCH)RR_RELEASE_ERR重建成功，进行重配置CPDCP_SRB_REQRLC_UM_DATA_REQMAC_DATA_REQCPDCP_CONFIG_REQCRLC_CONFIG_REQRRCConnectionReest-ablishmentReject(SRB1 CCCH)执行无线资源配置专用RR_DATA_INDCRLC_RESUME_REQCPDCP_SRB_REQRLC_AM_DATA_REQMAC_DATA_REQRRCConnection-Reconfiguration(SRB1 DCCH) 图8 RRC连接重建过程
4 RRC连接释放
UE-NASUE-RRCUE-PDCPUE-RLCUE-MACEUTRANRRCConnectionReleaseCONMAC_DATA_INDRLC_AM_DATA_INDCPDCP_SRB_INDRRC子层接收到网络端发来的RRCConnectionRelease消息开始的60ms内CPDCP_RELEASE_IND若收到底层的RLC释放指示失败指示后，还没超过CMAC_STATUS_IND60ms，执行以下动作RR_RELEASE_IND若收到底层的初搜失败指示，已经超过60ms，执行以下动作RR_RELEASE_REQCPDCP_RELEASE_REQCRLC_DETACH_REQCMAC_DEACT_REQRR_RELEASE_IND初搜图9 RRC连接释放过程
5 切换
5.1 intra-MME handover过程说明
UESource eNBTarget eNBMMEServing Gateway0.Area Restriction Provided1.Measurement ControlPacket data UL allocation2.Measurement ReportsL3 signallingL1/L2 signallingUser DataPacket data3.HO decision4.Handover Request5.Admission Control6.Handover Request Ack DL allocation 7.RRCConnectionReconfig Include Mobility-ControlInformationDetach from old cell and syschronize New cellDeliver buffered and in transit packets to target eNB8.SN Status TransferData Forwarding9.Synchronisation10.UL allocation + TA for UE11.RRCConnectionReconfigCompletePacket dataBuffer packets fromSource eNBPacket data12.Path Switch Request13.User Plane update requestEnd MarkerEnd MarkerPacket data14.Switch DL path17.UE Context Release16.Path Switch Request 15.User Plane update responseAck18.Release Resources 图10 intra-MME handover过程
0： 1：
5.2 连接重配置消息里包含MobilityControlInfo消息（UE端的切换过程）
图11
UE-NASUE-RRCUE-PDCPUE-RLCUE-MACEUTRANSTOP T310START T304HOCPDCP_SRB_INDRLC_AM_DATA_INDMAC_DATA_INDRRCConnection-Reconfiguration include Mobility-ControlInfoDetach from old cell and synchronize to new cell与目标小区建立下行同步Reset MACCPDCP_CONFIG_REQCRLC_CONFIG_REQCMAC_RANDOM_ACC_REQPRACHConfigure lower layers in accordance with the received radioResourceConfigCommon更新密钥KeNB 以及加密算法和完整性保护算法配置底层采用加密和完整性保护CPDCP_SRB_REQSTOP T304RLC_AM_DATA_REQMAC_DATA_REQCMAC_STATUS_ACC_INDRRCConnection-Reconfiguration CompleteWCA 图11 UE端的切换过程
LTE-RRC-流程图-详细
