图5-1 信令连接协议栈架构
RRC连接建立
RRC连接是UE和eNodeB之间的层三msg3连接，RRC连接建立由UE触发。RRC连接就是建立SRB1的过程。在S1连接建立之前，E-UTRAN无法从EPC获取UE的上下文信息，所以RRC连接建立过程中不需要激活安全模式(SRB1不启动加密和完整性保护)。在RRC连接建立过程中可以配置UE进行切换测量，但只有在安全模式启动后，UE才接受切换命令。
RRC连接建立的具体过程如图5-2所示。 图5-2 RRC连接建立过程
RRC连接建立过程如下：
步骤 1 UE发送携带具体建立原因的RRC Connection Request消息在CCCH信道上发送给eNodeB。具体建立原因请参见“NAS层呼叫类型”。
RRC Connection Request消息中携带UE标识。如果上层提供了S-TMSI，则携带S-TMSI信息给eNodeB；
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如果没有S-TMSI信息，生成一个0 .. 2-1之间的随机数给eNodeB。LTE系统中，eNodeB对UE的IMSI信息不可见。
步骤 2 eNodeB收到RRC Connection Request消息后，为UE建立RRC连接。
步骤 3 eNodeB进行SRB1资源的准入和资源分配。
? 信令连接的准入不做判断，一律准入。 ? 资源分配时，如果资源分配失败，则向
UE回复RRC Connection Reject拒绝消息。
资源分配成功，则继续后续流程。
步骤 4 eNodeB在CCCH信道上向UE回复RRC Connection Setup消息，消息中携带SRB1资源配置的详细信息。
步骤 5 UE收到的RRC Connection Setup消息指示的SRB1资源信息，进行无线资源配置，然后发送携带NAS消息的RRC Connection Setup Complete给eNodeB。 eNodeB收到RRC Connection Setup Complete消息表示RRC连接建立完成。
专用S1连接建立
一个完整的信令连接是包括UE和eNodeB之间的RRC连接以及eNodeB和MME之间的专用S1连接。RRC连接建立后，eNodeB收到RRC Connection Setup Complete消息后，将携带的NAS消息INITIAL UE MESSAGE发送给MME，开始建立专用S1连接。 图5-3 专用S1连接建立流程图
专用S1连接建立过程如图5-3所示。
步骤 1 eNodeB收到RRC连接建立完成最后一条消息RRC Connection Setup Complete，将给UE分配专用的S1APID，并将RRC Connection Setup Complete中的NAS消息和S1APID填入INITIAL UE MESSAGE消息中，发送给MME。
eNodeB连接多个MME的情况下，关于MME的选择，详细请参见《S1-Flex 特性参数描述》文档。
步骤 2 MME根据INITIAL UE MESSAGE中的NAS消息解析出此次网络连接的具体原因，根据网络建立的具体原因处理UE业务请求，为UE分配专用的S1APID。
步骤 3 MME触发INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST消息给eNodeB，此消息包括UE上下文以及EPS承载上下文。
步骤 4 eNodeB收到INITIAL CONTEXT上下文SETUP REQUEST消息后，开始建立与UE相关的上下文。同时，eNodeB进行安全配置，根据收到的安全参数生成业务承载和信令使用的密钥。
安全算法选择是由eNodeB决定的，它通过比较自己支持的算法和UE支持的算法，选择一个双方共同支持的算法作为最终使用的算法，eNodeB通过Security Mode Command将算法配置给UE。安全处理过程详细请参见《无线安全特性参数描述》。
步骤 5 eNodeB进行业务准入判决与资源分配。
步骤 6 eNodeB通过安全模式Security Mode Command通知UE启动完整性保护和加密过程，UE通过消息中的安全算法获取密钥并开始下行加密。
步骤 7 eNodeB下发经过加密与完整性保护的RRC Connection Reconfiguration重配消息，用于SRB2与DRB的建立。
步骤 8 UE向eNodeB回复Security Mode Commplete消息。UE收到eNodeB的Security Mode Command，选择eNodeB指示的加密算法，并生成业务承载和信令面都使用的密钥，密钥成功生成后，UE发送此消息，此消息是没有被加密的，只有在eNodeB收到Security Mode Commplete消息后，上行加密才开始。
步骤 9 UE根据RRC Connection Reconfiguration建立连接，建立成功后向eNodeB回复RRC Connection Reconfiguration Complete消息。
步骤 10 eNodeB将成功建立承载的信息通过INITIAL CONTEXT SETUP RESPONSE反馈给MME。
E-UTRAN网络将安全过程和初始承载建立过程合一，安全参数与承载建立参数一并下发。eNodeB要先进行安全模式过程，但业务建立过程也就是“7”中RRC Connection Reconfiguration消息可以不用等待安全模式命令完成就可以发起，这样的处理在很大程度上减小了从UE初始接入到承载建立的时延。
RRC连接重建
本节主要讲解UE侧的RRC连接重建过程。
RRC连接重建包括了SRB1的恢复以及安全的重激活。处于连接态且安全已经被激活的UE为了继续保持RRC连接，有条件地触发此过程。如果AS层安全还未被激活，UE便不能触发此过程。
RRC连接重建触发条件
UE在如下几种情况会触发RRC连接重建：
? 检测到无线链路失败 ? 切换失败 ? 从
E-UTRAN向异系统网络切换失败时 连接重配置失败 T310超时
T300、T301、T304（T304ForEutran、T304ForGeran）或者
? 从底层收到了完整性检查失败指示 ? RRC
在满足如下任一条件时，UE认为检测到无线链路失败：
? 定时器
? 随机接入失败且定时器
T311都未运行时
? RLC
达到最大重传次数
eNodeB支持无线链路失败检测功能，详细信息请参见“上行无线链路检测”。
当UE从底层连续收到N310个out-of-sync指示并且此时定时器T300、T301、T304或者T311都没有运行时，则启动定时器T310。定时器T310运行时，如果UE从底层连续收到N311个in-sync指示，则停止定时器T310。T300、T301、T304、T310、T311、N311定时器的详细含义请参见《eNodeB 参数参考》。
RRC连接重建成功后，SRB1可以被恢复，其他无线承载不进行恢复。
eNodeB处理RRC连接重建将会重配置SRB1，并重新开始此无线承载上的数据传输，以及在不更改算法的前提下重新激活AS层的安全模式。
RRC连接重建流程
RRC连接重建过程如图5-4所示。
图5-4 RRC连接重建流程图
步骤 1 UE发送RRC Connection Reestablishment（重建）Request消息。根据不同的场景，消息中携带的重建原因与小区信息不同。
? 重配置失败触发的重建原因为“reconfigurationFailure”，其中的
C-RNTI和physCellId
为本小区信息。
? 切换失败触发的重建原因为“handoverFailure”，其中的
C-RNTI和physCellId为源C-RNTI和physCellId为本
小区的信息。
? 无线链路失败触发的重建原因为“otherFailure”，其中的
小区信息。
步骤 2 eNodeB进行安全参数认证，如果UE的安全参数认证信息与eNodeB的一致，则UE认证通过。UE身份认证后，eNodeB将原资源释放，重新进行准入和资源分配。
如果UE认证不通过，则eNodeB拒绝该UE这次的RRC连接重建请求。
步骤 3 eNodeB在CCCH信道上向UE发送RRC Connection Reestablishment消息，消息中携带新分配资源的信息。UE收到RRC Connection Reestablishment消息，根据消息指示重新配置无线资源，激活加密和完整性保护。
步骤 4 UE发送RRC Connection Reestablishment Complete消息给eNodeB。
RRC连接管理
RRC连接管理是指对RRC连接状态的检测和恢复。eNodeB能够对上行无线链路状况进行检测，当前有两种检测机制：
? 上行失步检测 ? 上行无线链路检测