LTE中RRC链接创建
为何要创建RRC链接
eNodeB和UE之间的通讯管道含有两种：SRB和DRB。DRB（Data Radio Bear）用于数据传输，它和S1 Bear（eNodeB和EPC之间的承载）组成了E-RAB，用于核心网内S-GW和P-GW与UE之间的用户面数据传输。DRB的创建是经过重配消息（RRCConnectionReconfiguration）完成。SRB（Signaling Radio Bearer）用于控制信令传输，其中分三种：SRB0，SRB1和SRB2。SRB0不须要创建，它是一直存在的，用来传输映射到CCCH信道的信令，只有6种，RRCConnectionRequest、RRCConnectionReject、RRCConnectionSetup和RRCConnectionReestablishmentRequest、RRCConnectionReestablishment、RRCConnectionReestablishmentReject。上述6个消息都与RRC链接创建相关。SRB1即RRC链接所须要创建的信令承载，SRB1上传输的信令有除了上述6个消息之外的全部RRC消息，以及部分NAS信息，传输的是DCCH信道映射的信令。SRB2是经过重配消息创建的，创建优先级低于SRB1，传输的信令只有NAS信息,。所以进行RRC链接创建的目的是创建SRB1，而后经过SRB1传输其余RRC消息。算法
创建RRC链接前的准备
在开始进行RRC链接创建过程前有两个步骤不可忽略，即小区搜索和上行同步。网络
UE在接入LTE网络的第一步，是进行小区搜索，获取对应的系统信息，完成下行同步。系统信息包含MIB，SIB1，SIB（包含2~13），MIB在3gpp协议36.331内6.2.2节中，MasterInformationBlock（MIB）被定义包含dl-Bandwidth、phich-Config、systemFrameNumber、spare。较为重要的是dl-Bandwidth，eNodeB的下行带宽，spare，符号，systemFrameNumber（SFN）系统帧号，这三者是用于下行同步。phich-Config是用于物理层信道配置。SIB1内包含了该小区的基本信息，小区选择信息等。因为我是主攻UE链接控制，对小区的相关动做不是很熟，所以待我钻研小区相关信息后，专门写一篇与小区MIB、SIB1和其余SIB信息的讲解。并发
UE完成小区选择，下行同步后，接受SIB2信息。SIB2信息包含eNodeB发送的preamble index和prach 资源相关信息，若是preamble index不为0，能够认为eNodeB为UE指定了preamble，UE进行非竞争性接入。可是UE是初次进行接入，所以eNodeB不会为UE指定preamble index，UE须要进行竞争性随机接入。而随机接入的结果是UE和eNodeB完成上行同步。UE在完成上行同步是经过向eNodeB发送msg1即random access preamble，eNodeB接收到msg1后完成相应的配置，再发送msg2，即random access response。当UE接收到msg2后，认为完成上行同步，开始RRC链接创建流程。上行同步主要于MAC层相关，这里很少叙述，待我研究完MAC层相关协议后，会在为MAC层功能介绍中穿插上行同步MAC层相关动做。dom
RRC链接创建过程
根据协议36.331中5.3.3.1节，创建流程以下：加密
UE在完成上行同步后，会向eNodeB发送RRCConnnectionRequest（msg3）。eNodeB接收到后进行内部资源分配等行为，回应UERRCConnnectionSetup（msg4），其中包含一系列配置信息。UE完成配置后，回应RRCConnnectionSetupComplete，如此RRC链接完成创建，UE开始发送附着消息。spa
具体过程分析
完成随机接入流程后，UE将构造并发送msg3。根据36.331中6.2.2节中的规定，msg3内包含ue id，链接创建缘由，bit位标志（spare，用于帮助表示链接创建缘由）。协议中规定ue id应该由UE提供，值即为S-TMSI（SAE Temporary Mobile Station Identifier）或是随机值（S-TMSI不存在）。若UE接收到了MME（核心网EPC包含两部分，即MME和S-GW、P-GW，MME用于UE管理控制，后者用于数据传输，这里统一使用MME，涉及到用户面时使用S-GW）的寻呼信息（Paging），那么UE会被分配S-TMSI，不然UE不存在S-TMSI。eNodeB接收到msg3后，并在发送msg4之前，内部每每还须要进行两个流程：第一是RRM的UE接纳，第二是向L一、L2发送UE实例的创建请求。接收到msg3后，RRC会首先向RRM（无线资源管理模块，具体见36.300内16节，后续研究后专门写一篇其介绍）发送UE接纳请求，RRM完成接纳后，会向RRC发送回应消息。消息内包含SRB1配置信息，对UE的MAC和PHY层配置信息，以及对eNodeB内L一、L2的配置信息。接收到RRM的UE接纳成功消息后，RRC构造并向L一、L2发送创建UE实例请求的消息。发送这个消息的目的有两个：第一，要求L一、L2为该UE分配资源保存其配置；第二，为SRB1信道进行配置，例如MAC的传输模式（AM），HARQ重传次数，CRNTI，TA配置、MCS配置、SR配置等；RLC层主要是SRB1必须为AM模式；PDCP层须要为SRB1分配实体，为后续的完整性保护算法和加密算法作准备。在完成向L一、L2发送实例创建请求后，RRC须要构造msg4并完成发送。根据36.331内6.2.2节，msg4内参数主要为无线资源配置radioResourceConfigDedicated。根据36.331内6.3.2节对radioResourceConfigDedicated参数的定义，里面须要包含srb-ToAddModList，mac-MainConfig、physicalConfigDedicated。srb-ToAddModList内主要包含须要创建的SRB的ID（ID为1）、rlc配置（SRB默认为AM模式）、逻辑信道配置（即逻辑信道组号和具体配置，可见36.331内9.2.1.1节）；mac-MainConfig包含了上行传输信道ul-sch的配置（HARQ重传次数，bsr定时器），TA定时器，DRX配置，SR定时器，PHR定时器；physicalConfigDedicated主要是物理层的配置，包含PDSCH、PUCCH、PUSCH信道配置，上行功率控制，cqi上报配置，eNodeB天线配置，SR配置。完成msg4消息构造后，RRC经过CCCH信道向UE发送，当RRC收到L一、L2的实例建立成功回应以及UE回应的RRCConnnectionSetupComplete消息后，认为RRC链接已经完成创建，后续RRC消息将经过SRB1发送。