前沿

之前的文章介绍PLMN是如何被搜索到的，在搜索到PLMN全部搜索之后，UE会选择其中的一个PLMN进行驻留。这个过程相对前面的内容来讲比较简单，本文来分析下srsLTE的代码是如何选择PLMN的。

RRC层的PLMN搜索过程

RRC层会进行全频段的PLMN扫描，收集周围的全部PLMN，并进行存储，并在全频段扫描之后，通知NAS层PLMN搜索过程结果，NAS层会进行PLMN 选择，选择完之后会发起RRC 信令连接的过程。

rrc::plmn_search_proc::plmn_search_proc(rrc* parent_) : rrc_ptr(parent_), log_h(srslte::logmap::get("RRC")) {}proc_outcome_t rrc::plmn_search_proc::init()
{Info("Starting PLMN search\n");nof_plmns       = 0;cell_search_fut = rrc_ptr->cell_searcher.get_future();if (not rrc_ptr->cell_searcher.launch(&cell_search_fut)) {Error("Failed due to fail to init cell search...\n");return proc_outcome_t::error;}return step();
}/* NAS interface to search for available PLMNs.* It goes through all known frequencies, synchronizes and receives SIB1 for each to extract PLMN.* The function is blocking and waits until all frequencies have been* searched and PLMNs are obtained.*/
proc_outcome_t rrc::plmn_search_proc::step()
{if (rrc_ptr->cell_searcher.run()) {// wait for new TTIreturn proc_outcome_t::yield;}if (cell_search_fut.is_error() or cell_search_fut.value()->found == phy_interface_rrc_lte::cell_search_ret_t::ERROR) {// stop searchnof_plmns = -1;Error("Failed due to failed cell search sub-procedure\n");return proc_outcome_t::error;}
//解到SIB1之后，保存PLMN和TACif (cell_search_fut.value()->found == phy_interface_rrc_lte::cell_search_ret_t::CELL_FOUND) {if (rrc_ptr->serving_cell->has_sib1()) {// Save PLMN and TAC to NASfor (uint32_t i = 0; i < rrc_ptr->serving_cell->nof_plmns(); i++) {if (nof_plmns < MAX_FOUND_PLMNS) {found_plmns[nof_plmns].plmn_id = rrc_ptr->serving_cell->get_plmn(i);found_plmns[nof_plmns].tac     = rrc_ptr->serving_cell->get_tac();nof_plmns++;} else {Error("No more space for plmns (%d)\n", nof_plmns);}}} else {Error("SIB1 not acquired\n");}}if (cell_search_fut.value()->last_freq == phy_interface_rrc_lte::cell_search_ret_t::NO_MORE_FREQS) {Info("completed PLMN search\n");return proc_outcome_t::success;}if (not rrc_ptr->cell_searcher.launch(&cell_search_fut)) {Error("Failed due to fail to init cell search...\n");return proc_outcome_t::error;}// run againreturn step();
}void rrc::plmn_search_proc::then(const srslte::proc_state_t& result) const
{// on cleanup, call plmn_search_completedif (result.is_success()) {Info("completed with success\n");//RRC层的PLMN search过程结束之后将结果通知给NAS层rrc_ptr->nas->plmn_search_completed(found_plmns, nof_plmns);} else {Error("PLMN Search completed with an error\n");rrc_ptr->nas->plmn_search_completed(nullptr, -1);}
}

NAS层的PLMN选择

NAS层的plmn_search_completed函数接口，会trigger NAS层的PLMN搜索过程的react函数。

void nas::plmn_search_completed(const rrc_interface_nas::found_plmn_t found_plmns[rrc_interface_nas::MAX_FOUND_PLMNS],int                                   nof_plmns)
{//trigger plmn_search_proc的react函数  plmn_searcher.trigger(plmn_search_proc::plmn_search_complete_t(found_plmns, nof_plmns));
}

react函数的代码流程

关键步骤如下：
1、NAS层保存PLMN搜索结果；
2、执行PLMN选择；
3、发起建立RRC连接的过程。

proc_outcome_t nas::plmn_search_proc::react(const plmn_search_complete_t& t)
{if (state != state_t::plmn_search) {ProcWarning("PLMN Search Complete was received but PLMN Search is not running.\n");return proc_outcome_t::yield; // ignore}// check whether the state hasn't changedif (nas_ptr->state != EMM_STATE_DEREGISTERED or nas_ptr->plmn_is_selected) {ProcError("ProcError while searching for PLMNs\n");return proc_outcome_t::error;}if (t.nof_plmns < 0) {ProcError("Error while searching for PLMNs\n");return proc_outcome_t::error;}if (t.nof_plmns == 0) {ProcWarning("Did not find any PLMN in the set of frequencies.\n");return proc_outcome_t::error;}// Save PLMNsnas_ptr->known_plmns.clear();for (int i = 0; i < t.nof_plmns; i++) {nas_ptr->known_plmns.push_back(t.found_plmns[i].plmn_id);nas_ptr->nas_log->info("Found PLMN:  Id=%s, TAC=%d\n", t.found_plmns[i].plmn_id.to_string().c_str(), t.found_plmns[i].tac);nas_ptr->nas_log->console("Found PLMN:  Id=%s, TAC=%d\n", t.found_plmns[i].plmn_id.to_string().c_str(), t.found_plmns[i].tac);}nas_ptr->select_plmn();// Select PLMN in request establishment of RRC connectionif (not nas_ptr->plmn_is_selected) {ProcError("PLMN is not selected because no suitable PLMN was found\n");return proc_outcome_t::error;}nas_ptr->rrc->plmn_select(nas_ptr->current_plmn);state = state_t::rrc_connect;if (not nas_ptr->rrc_connector.launch(srslte::establishment_cause_t::mo_sig, nullptr)) {ProcError("Unable to initiate RRC connection.\n");return proc_outcome_t::error;}nas_ptr->callbacks.add_proc(nas_ptr->rrc_connector);return proc_outcome_t::yield;
}

PLMN选择

PLMN选择会将搜索的结果和本地的PLMN(home_plmn)进行比较，如果找到，返回成功。如果没有，就选择第一个PLMN。
这里的home_plmn是在SIM卡存储的信息，开机时，NAS会从通过接口从SIM卡中获取信息，此外还有s-tmsi等信息。这里多介绍下SIM卡，SIM除了有存储的功能，还有处理加密等计算的功能。

void nas::select_plmn()
{plmn_is_selected = false;// First find if Home PLMN is availablefor (const srslte::plmn_id_t& known_plmn : known_plmns) {if (known_plmn == home_plmn) {nas_log->info("Selecting Home PLMN Id=%s\n", known_plmn.to_string().c_str());plmn_is_selected = true;current_plmn     = known_plmn;return;}}// If not, select the first available PLMNif (not known_plmns.empty()) {nas_log->info("Could not find Home PLMN Id=%s, trying to connect to PLMN Id=%s\n",home_plmn.to_string().c_str(),known_plmns[0].to_string().c_str());nas_log->console("Could not find Home PLMN Id=%s, trying to connect to PLMN Id=%s\n",home_plmn.to_string().c_str(),known_plmns[0].to_string().c_str());plmn_is_selected = true;current_plmn     = known_plmns[0];}// reset attach attempt counter (Sec. 5.2.2.3.4)if (plmn_is_selected) {attach_attempt_counter = 0;}
}

总结

至此，现在才获取PLMN，但是UE的入网流程还有很远，虽然从代码上来分析，从NAS->RRC->MAC层，以这样的方式来看比较直观，但是，从空口报文的分析来看，MAC层的随机接入是在前面的，后续的过程，我们将以空口的报文顺序来分析代码流程。

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