浅谈RRC状态

杨曦炎

为什么要进行RRC连接？

       目的是建立SRB1，以传输RRC消息和NAS层消息。

       SRBs(SignallingRadio Bearers,信令无线承载) 被定义为仅用于RRC和NAS消息的传输的无线电承载(RB)。TS 38.331规定了4种SRB：

1.    SRB0使用CCCH逻辑信道传输RRC消息

2.    SRB1使用DCCH逻辑信道传输RRC消息，若SRB2为建立，它可以传输NAS层消息

3.    SRB2使用DCCH逻辑信道传输NAS层消息，它的优先级低于SRB1

4.    当UE处于EN-DC或NR-DC时，SRB3使用DCCH逻辑信道传输特定的RRC消息

       其中，SRB0不需要建立，它一直存在，用来传输映射到CCCH信道上的信令。但SRB0可传输的RRC消息是有限的，且不能传输NAS层消息。因此要通过SRB0向基站传输与RRC连接建立相关的RRC消息来建立RRC连接，从而建立SRB1。SRB1建立后，UE进入RRC_CONNECTED状态。

       根据RRC是否建立连接，UE有两种不同的状态：RRC_IDLE态和RRC_CONNECTED态。

RRC_IDLE的特点：

Ø  PLMN(Public Land Mobile Network,陆地公共移动网络)选择

Ø  系统消息广播

Ø  小区重选移动性

Ø  由5GC(5GCore Network,5G核心网)发起的移动终端数据寻呼

Ø  NAS配置的用于寻呼的DRX

RRC_CONNECTED的特点：

Ø  为UE建立5GC和NG-RAN之间的连接(包括控制平面和用户平面的连接)

Ø  NG-RAN和UE都保存了UE AS(Access Network,接入网)上下文

Ø  NG-RAN知道UE所属的小区

Ø  可以传输用户数据

Ø  网络控制终端的移动性，包括相关的测量

为什么5G NR引入RRC_INACTIVEA态？

       INACTIVE状态的优点如下：

1.    时延。降低从非激活态到激活态的所需转换时间，并将部分数据发送业务放在非激活态实现，避免状态转换。

2.    节能。让小数据终端更多的呆在长DRX周期的非激活态从而实现长时间的低能耗状态。

3.    扩容。让小数据终端尽可能待在INACTIVE状态，进而释放相关的无线资源和容量。

4. 减小了信令开销。由于UE侧和RAN侧都保存着UE INACTIVE态下的AS层上下文，INACTIVE态UE在恢复和RAN侧空口连接的过程中，可基于之前UE INACTIVE态下的AS层上下文进行相关操作，减少信令交互，从而实现UE快速进行连接态。另外，UE在INACTIVE态的移动性管理通过小区重选实现，在一个网络侧所配置的RAN通知区域内部移动时不需要通知网络侧，因此也减少了UE在移动过程中导致的信令交互开销。

RRC_INACTIVE态的特点：

Ø  PLMN选择

Ø  系统消息广播

Ø  小区重选移动性

Ø  NG-RAN发起的寻呼

Ø  NG-RAN管理的基于接入网的通知区域(RAN-based Notification Area, RNA)

Ø  为UE建立5GC和NG-RAN之间的连接(包括控制平面和用户平面的连接)

Ø  NG-RAN和UE都保存了UE AS(Access Network,接入网)上下文

Ø  NG-RAN知道UE所属的小区

通过对比RRC_INACTIVE态、RRC_IDLE态和RRC_INACTIVE态的特点，不难发现RRC_INACTIVE态兼具RRC_IDLE态和RRC_CONNECTED态的一些特点。

RRC状态对UE与网络通信的影响

当UE处于不同的RRC状态下，UE所具备的能力也是不同的。

当UE处于RRC_IDLE态时， UE具有以下能力：

Ø  监控通过DCI用P-RNTI传输的短消息

Ø  使用5G-S-TMSI监控寻呼信道的CN寻呼

Ø  执行相邻小区测量和小区（重新）选择

Ø  获取系统信息并可以发送SI请求（如果已配置）

当UE处于RRC_CONNECTED态时， UE具有以下能力：

Ø  监控通过DCI用P-RNTI传输的短消息（如果配置）

Ø  监控与共享数据通道关联的控制通道，以确定是否为其安排了数据

Ø  提供信道质量和反馈信息

Ø  执行相邻小区测量和测量报告

Ø  获取系统消息

当UE处于RRC_INACTIVE态时，UE具有以下能力：

Ø  监控通过DCI用P-RNTI传输的短消息

Ø  使用5G-S-TMSI监控寻呼信道的CN寻呼，使用fullI-RNTI监控RAN寻呼

Ø  执行相邻小区测量和小区（重新）选择

Ø  定期执行RNA更新，并在移动到配置的RNA之外时进行更新

Ø  获取系统信息并可以发送SI请求（如果已配置）

区别于其他状态，CONNECTED态下的UE可以监控控制通道，并能够做出反馈。区别于IDLE态，INACTIVE态下的UE可以监控RAN的寻呼，并且可以切换到CONNECTED态。