NR SRB and message transfer

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这篇所说的消息是指SM(session management) MM(mobility management)和RRC( Radio Resource Control)层的信令，即空口信令，这里不会看每条信令的具体IE，只是简单看下每层信令的传输流程。

和LTE一样，NAS 层的SM信令需要特定的MM信令承载然后传递给RRC层，MM信令也需要RRC层的信令的承载，传递给L2->L1最后通过天线发送到网络端。先看下SM/MM消息都包含哪些。

NAS SM/MM message如下

5GSM消息会通过特定的5GMM消息传输，主要过程就是通过特定5GMM消息的IE表示具体的5GSM消息。5GSM消息仅仅只能在5GMM context建立后触发，例如initial注册过程，完成注册后，有需要建立PDU时，才会触发PDU session establishment request。

而5GMM用于承载5GSM的消息就是UL NAS TRANSPORT/DL NAS TRANSPORT。

24.501中有详细描述了初始化UL/DL NAS TRANSPORT 的场景，如下图是UL NAS TRANSPORT的规定比较繁琐，这里仅对一些场景举例说明。

例如在connected mode，UE要发送单个5GSM消息时，就会触发UL NAS TRANSPORT，这时候UL NAS TRANSPORT中的IE有其规定，例如要包含PDU session 信息(PDU session ID,old PDU session ID,S-NSSAI,mapped S-NSSAI,DNN,request type);要将Payload container type 设置为“N1 SM information”,Payload container对应的就是特定的5GMS消息。

下图示实际log中建立ims PDU session时UL NAS transport的截图，对照看下对应的就是上面的设置要求。

下面是其他各个场景对应UL NAS transport的设置规定，仅仅是列出来，方便后续查找，不做说明。

再看下RRC层如何承载NAS信令，类似的RRC层通过ULInformationTransfer/DLInformation transfer来传输NAS 或non-3GPP dedicated消息。

ULInformationTransfer 消息用来传输上行NAS或non-3GPP dedicated消息。

UL information transfer的目的就是传递UE发送给网络端的NAS dedicated information，当UE在RRC connected mode，有NAS dedicated information 发送时，就会进行这个过程。UE会将ULinfirmationTransfer 的IE dedicatedNAS-Message 设置为NAS PDU，然后交由底层(L2->L1)发送出去。

如果发生Failure,比如在AS security没有激活时发生了RLF或者发生PDCP 重建及传输UL information transfer的SRB release/addtiton ，或者PCell/PSCell 发生改变，RRC connection re-establishment等场景，这时候RRC层要将failure告知NAS层，这时候NAS要根据RRC层报上的failure原因进行特定的处理，这部分异常处理主要在24.501 5.4.5.2.6章节中描述，比如由于 UAC fail，access attempt barred，TAI 发生变化等等。

如上图是RRC层的定义，主要将其中的IE dedicatedNAS-message 设置成NAS传下来的消息，送出去即可。传输ULInformationTransfer 的Signalling radio bearer:是SRB2 或SRB1 (在SRB2没有建立起来之前用SRB1传输). 如果SRB2由于某些原因被suspend，UE要等到SRB2恢复正常后才能传输。传输方式对应的是RLC AM 模式，即可以通过RLC ARQ过程，在得到网络端ack消息后才能确认网络端有正常收到这条消息，常见的fail原因，比如在信号状况不佳或者网络异常的情况下，UE一直收不到RLC ack，UE就会重传， UL RLC 重传达到最大次数后会引发RLF等等。下图是实际log的截图。

DLInformationTransfer对应的就是DL NAS消息的传输过程。

在RRC connected mode ，当网络端NG-RAN有NAS dedicated消息发送给UE时就会触发。过程类似，网络端会将IE dedicatedNAS-message 设置为接收到的NAS层消息，如果还包含referenceTimeInfo IE时，要将对应的time,referenceSFN timeInfoType等都设置好，这个Time相关的IE是R16才新增的，在23.501 5.27.1.2中描述，主要用于UE端的时间同步，RRC层结构如下。

传输ULInformationTransfer 的Signalling radio bearer:是SRB2 或SRB1 (在SRB2没有建立起来之前用SRB1传输). 如果SRB2由于某些原因被suspend，UE要等到SRB2恢复正常后才能传输。传输方式对应的是RLC AM 模式，下图是实际log，对应的是R15版本协议，肯定没有上面提到的time相关的IE。

除了上述DLInformationtransfer/ULInformationtransfer，还有一些其他消息也会顺带传输NAS层的消息，例如RRCSetupComplete,RRCReconfiguration,RRCResumeComplete等，具体情况就不说了，可以搜下38.331看下，下面是实际log中的一些截图。

SM/MM/RRC层的消息传输，基本上说完了，下面顺带看下SRB的内容。

SRB 全称signalling Radio Bearers，即传输RRC/NAS消息的RB，通常包含SRB0/SRB1/SRB2，在某些DC场景可能会有SRB3。SRB1主要发送RRC信令，SRB2建立后主要用于发送DL/ULInformationTransfer，下面通过一张图说明下SRB的使用场景。

上图是UE从RRC idle进入connected的信令图，简单的说在SRB1 没有建立前的消息用SRB0传输，此时对应的是CCCH 逻辑信道，例如初始注册进行RA的场景，SRB0传输的消息对应的就是第一步的RRCSetuprequest 和第二步的RRC setup消息；而SRB1一般在RRC setup信令中配置下来，这之后的信令都由SRB1收发。

第一条NAS消息Registration request就是通过RRCSetupComplete发送给网络端；4/4a/5/5a 步对应的过程可以是authentication或identity过程。

第6步网络端AMF将准备的UE context data (包括PDU session context, the Security Key, UE Radio Capability and UE Security Capabilities等) 发送给gNB，之后第7步gNB就会和UE激活AS security，在AS security激活后就会建立SRB2。

第8步 gNB下发RRCreconfiguration让UE建立SRB2和对应的DRBs，对应实际log一般会在UE送出去第一条PDU session establishment request后，通过接下来的第一条RRCreconfiguration配置SRB2和DRB下来，之后的RRC信令DL/ULInformationTransfer都由SRB2进行收发。

第9步 gNB通知AMF完成setup过程。

实际log中SRB1/SRB2 配置下来的对应消息如下。

上述是SA场景不会出现SRB3，接下来就来看看SRB3相关的内容。

SRB3适用的场景是EN-DC NGEN-DC NR-DC，SRB3就是SN和UE之间建立的一个SRB，是否建立SRB3是由SN决定，SRB3的建立和release是通过Secondary Node Addition和Secondary Node Change过程完成的，如果要对SRB3 进行重配置，可以通过Secondary Node Modification完成。

在SRB3建立起来后，SN和UE之间就可以直接通信，不必再通过SN->MN->UE的路径发送消息，例如可以在SN和UE之间直接发送RRC Reconfiguration ,RRC Reconfiguration complete,Measurement report failure Information等消息，如下图，但是实际上ENDC场景一般都没有enable SRB3，看不到SRB3的传输过程。

还有一个概念Split SRB 也是仅适用于MR-DC场景,其是一个在MN和UE 间建立的SRB，如下图。

SRB1和SRB2均支持Split SRB(SRB0和SRB3不支持Split SRB)。Split SRB的RRC PDU通过NR PDCP进行加密和完整性保护。

Split SRB可由MN在辅助节点添加或修改过程中配置，SN配置部分由SN提供。UE可同时配置Split SRB和SRB3，SRB3和Split SRB在SCG可独立配置。

对于Split SRB下行传输路径的选择取决于网络实现；对于上行链路根据MN RRC信令配置决定是用MCG path还是在MCG和SCG path进行重复传输。

如果未配置Split SRB1，UE可以使用SRB3在ULInformationTransfer MRDC消息中向MN发送封装的MCG Failure Information消息，并在响应中接收封装的 RRC重配置、MobilityFromNRCommand 消息；在DLInformation TransferMRDC消息中发送Mobility From EUTRA Command或RRC释放消息。

SRB3是38.331中定义的一种SRB，使用的是NR-DCCH逻辑信道。SRB3上的RRC PDU使用NR PDCP加密和完整性保护，安全密钥来自S-KgNB。SN为SRB3选择加密和完整性保护算法，并在SCG配置中将它们提供给MN以传输给UE。

SRB3比所有的DRB的优先级都高，而split SRB1和SRB3的优先级是相同的，在SCG 释放掉的同时，SRB3也会release掉。

最后是几张从协议中截取的相关应用场景的流程图，主要在TS 37.340中，这个spec不算长，感兴趣可以看下。

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