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LTE RRC连接重建过程详解及优化应用
作者/老G@网优雇佣军

当处于RRC连接状态时，如果出现切换失败、无线链路失败、完整性保护失败、RRC重配置失败等情况，将会触发RRC连接重建过程。
该过程旨在重建RRC连接，包括SRB1操作的恢复，以及安全的重新激活。
处于RRC_CONNECTED状态的UE，安全已被激活，可发起该过程继续RRC连接。仅当相关小区是具有UE上下文的小区时，连接重建才会成功。假使E-UTRAN认可重建，SRB1的操作会恢复，而其它RB将继续保持挂起。如果AS安全没有被激活，UE不会发起该过程，而直接转到RRC_IDLE状态。总体信令流程图如下：

注意：E-UTRAN在如下情况使用此过程：
- 重配SRB1，且仅为其恢复数据传输；
- 重新激活AS安全不改变算法。

1 RRC重建初始化
当出现以下任一情况是，触发RRC 重建初始化：
1）检测到无线链路失败；
2）切换失败；
3）E-UTRA侧移动性失败；
4）底层制式完整性校验失败；
5）RRC连接重配失败。

在RRC重建初始化阶段，UE会执行如下操作：
●停止定时器 T310，如果正在运行；
●开始定时器T311；
●挂起除SRB0之外的所有RB；
●复位MAC；
●应用缺省的物理信道配置；
●应用缺省的半持久调度配置；
●应用缺省的MAC主配置；
●释放reportProximityConfig并情况所有邻近状态报告相关的定时器；
●进行小区选择；

当选择一个合适的 E-UTRA小区后，意味着RRC重建初始化完成，此时，UE将执行如下操作：
●停止定时器T311；
●开始定时器 T301；
●采用SystemInformationBlockType2中包含的 timeAlignmentTimerCommon 。
●初始化RRCConnectionReestablishmentRequest消息的发送；
注：该过程同样适用于如果UE返回源小区的情况
注：在定时器T311运行过程中，UE选择了一个不同RAT的小区时，UE 将离开RRC_CONNECTED状态，同时‘RRC连接失败’。

2 UE发送RRCConnectionReestablishmentRequest消息

RRCConnectionReestablishmentRequest消息主要包含两部分内容：
1） ue-Identity；
2） reestablishmentCause。

ue-Identity
UE识别码，凭借该标识可以取回UE信息，以及帮助低层减缓竞争问题。

reestablishmentCause
在RRCConnectionReestablishmentRequest消息中ReestablishmentCause为枚举类型，包括以下四个信息元素：reconfigurationFailure, handoverFailure, other Failure, spare 1。
●如果重新建立过程的发起是UE没有办法遵从重配的重配失败，设置reestablishmentCause 为‘reconfigurationFailure’；
●如果重新建立过程的发起是由于LTE内切换失败EUTRA侧不同RAT移动性失败切换失败，设置reestablishmentCause 为 ‘handoverFailure’；
●否则，设置 reestablishmentCause 为 ‘otherFailure’；
UE应将RRCConnectionReestablishmentRequest 消息提交给底层传输。

3 UE接收RRCConnectionReestablishment 消息
当UE接收到RRCConnectionReestablishment 消息，UE将执行如下操作：
●停止定时器T301；
●为SRB1重建PDCP；
●为SRB1重建RLC；
●根据接收到的radioResourceConfigDedicated进行无线资源配置过程；
●恢复SRB1；
●根据当前KeNB关联的密钥KASME密钥更新KeNB，使用RRCConnectionReestablishment 消息中指示的nextHopChainingCount 值；
●存储nextHopChainingCount值；
●根据之前配置的完整性算法推演KRRCint密钥；
●根据之前配置的加密算法推演KRRCenc密钥和KUPenc密钥；
●立刻配置底层使用之前配置的算法和KRRCint密钥，配置底层，激活完整性保护，对UE所有后来接收和发送的消息应用完整性保护，包括指示该过程成功完成的消息；
●立刻配置底层使用之前配置的算法、KRRCenc密钥以及KUPenc密钥，配置底层进行加密，对UE所有后来接收和发送的消息都有进行加密，包括指示该过程成功完成的消息；
●设置RRCConnectionReestablishmentComplete消息内容如下：
如果UE有最近一次无线链路失败相关的信息，则包含rlf-InfoAvailable并设置为true；
●进行测量相关的动作；
●将RRCConnectionReestablishmentComplete消息提交给底层进行传输，此过程结束。

消息内容如下：

注意：当T301 超时或已选小区变更时，UE将离开RRC_CONNECTED状态，同时‘RRC连接失败’。

4 UE接收RRCConnectionReestablishmentReject消息
当接收到 RRCConnectionReestablishmentReject 消息，UE 将离开RRC_CONNECTED状态，释放的原因为‘RRC连接失败’。

5 UE发送RRCConnectionReestablishmentComplete消息
RRCConnectionReestablishmentComplete消息主要包含域rlf-InfoAvailable，该域用来指示RLF相关测量的可能性。

如果UE有最近一次无线链路失败相关的信息，则包含rlf-InfoAvailable并设置为true。

6 相关定时器

定时器T301、T311超时均会导致RRC连接失败，UE回到空闲状态。

7 重建过程中RRC连接失败的几种情形

8 通过定时器调整提高RRC重建成功率降低掉线率
如上所述，LTE 系统中如果发生切换失败、无线链路失败、底层完整性保护失败和RRC 重配置失败后UE 会进行RRC 连接重建，如果RRC 连接重建失败，UE 将转入RRC_IDLE 状态，发生掉线。通过适当延长RRC 重建过程中允许的UE 进行小区选择的时长和重建时长，无线环境的可能改善（也可能恶化），即增加了小区选择和小区重建成功的机会，从而降低掉话率。完整的RRC 重建成功流程如下：

从流程中可以看到，可以通过设置定时器T311 来延长重建过程中UE 进行小区选择的时
长，设置定时器T301来延长重建时长，如果该参数设置过小，可能在某些链路可以被挽救的情况下，由于定时器设置不合理而进入IDLE 状态，引起掉话，影响用户感知，如果设置较大，虽然可以挽救部分掉话，但RRC Connection Reestablishment 过程越滞后，也会影响用户感知。
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