CN112867153B - 一种5g终端模拟器中协议栈rrc消息解码方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种5G终端模拟器中协议栈RRC消息解码方法，属于移动通信系统5G高层协议栈领域，包括构建BCCH_BCH、BCCH_DL_SCH、DL_CCCH、DL_DCCH、DL_PCCH、UL_CCCH、UL_CCCH1、UL_DCCH信道结构体模块，分模块对各消息进行解码，最终完成整个5G终端模拟器中协议栈RRC层消息的解码。该方法对5G协议栈RRC消息分模块解码，分模块时基于信道结构化编程理念，结构清晰，易于扩展。
Description
技术领域
本发明属于移动通信系统5G高层协议栈领域，具体涉及一种5G终端模拟器中协议栈RRC消息解码方法。
背景技术
为了实现开放系统内不同设备与网络环境之间应用数据的交换，ISO(国际标准化组织)于上世纪80年代制定了ASN.1标准。ASN.1是一种用来描述结构化信息的标记语言，它广泛应用在通信协议的描述上，用它描述的信息独立于任何应用环境，不会引起二义性的解释。
RRC(Radio Resource Control)消息的编解码是5G高层协议栈软件的关键一步，也是高层协议栈消息解码中极为复杂也极为重要的一环，消息解码包括小区搜索，下行物理信道包括广播信道、物理控制格式指示信道、物理混合自动回传请求指示信道、物理下行控制信道以及物理下行共享信道的解码，上行信道包括物理随机接入信道、物理上行控制信道和物理上行共享信道的解码。
ASN.1在5G协议中被用来描述空中接口的RRC层消息。目前OSS NOKALVA公司已生产出了比较成熟的ASN.1编译器，但此类编译器价格昂贵，且通常采用传统的类型映射方式，针对性不强，代码量巨大，产生的代码效率相对较低，可读性较差，后期的维护成本高。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种5G终端模拟器中协议栈RRC消息解码方法，能够实现对5G协议栈RRC消息分模块解码，该模块采用信道结构化编程理念，结构清晰，易于扩展。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种5G终端模拟器中协议栈RRC消息解码方法，对5G协议栈RRC消息基于信道结构化编程理念进行分模块解码，具体包括如下步骤：
步骤1：构建BCCH_BCH信道结构体，解析MIB消息；
步骤2：构建BCCH_DL_SCH信道结构体，解析SIB1消息和SIB消息，系统广播消息解码完成；
步骤3：构建DL_CCCH信道结构体，解析RRCReject消息和RRCSetup消息；
步骤4：构建DL_DCCH信道结构体，解析RRCReconfiguration消息、RRCResume消息、RRCRelease消息、RRCReestablishment消息、SecurityModeCommand消息、dlInformationTransfer、ueCapabilityEnquiry消息、CounterCheck消息、mobilityFromNRCommand消息；
步骤5：构建DL_PCCH信道结构体，解析PCCH消息，5G RRC消息下行消息解码完成；
步骤6：构建UL_CCCH信道结构体，解析rrcSetupRequest消息、rrcResumeRequest消息、rrcReestablishmentRequest消息、rrcSystemInfoRequest消息；
步骤7：构建UL_CCCH1信道结构体，解析rrcResumeRequest1消息；
步骤8：构建UL_DCCH信道结构体，解析measurementReport消息、rrcConnectionReconfigurationComplete消息、rrcSetupComplete消息、rrcReestablishmentComplete消息、rrcResumeComplete消息、rrcsecurityModeComplete消息、securityModeFailure消息、ulInformationTransfer消息、locationMeasurementIndication消息、ueCapabilityInformation消息、counterCheckResponse消息、ueAssistanceInformation消息，5G RRC消息上行消息解码完成，整个5G终端模拟器中协议栈RRC层消息解码结束。
优选地，步骤1和步骤2中MIB、SIB1、SIB消息为系统广播消息，5G终端模拟器通过接收MIB和SIB、SIB1消息，获得工作小区系统的基本参数，以实现基本的接入功能、RRC连接和移动性功能。
优选地，步骤3中，RRCSetup消息为基站在下行方向发送到终端的消息，此过程包含建立SRB1承载和无线资源配置信息；RRCReject消息为异常消息。
优选地，步骤4中，RRCReconfiguration、RRCRelease、RRCReestablishment、SecurityModeCommand、ueCapabilityEnquiry消息皆为5G基站向5G终端模拟器发送的消息；RRCReconfiguration消息为SRB2建立完成后，要求5G终端模拟器进行相关无线资源重配，并且建立SRB2与DRB；RRCResume消息用于恢复暂停的RRC连接；RRCRelease消息通知5G终端模拟器进行RRC连接释放以及释放原因；解析RRCReestablishment消息的过程一方面重配SRB1，且仅为其恢复数据传输，另一方面重新激活AS安全不改变算法；SecurityModeCommand消息是在RRC连接建立上激活AS安全，包括cipheringAlgorithm算法和integrityProtAlgorithm算法；dlInformationTransfer消息为NAS专用信息的下行传输过程，此过程目的为将NAS专用消息从5G基站传输到5G终端；ueCapabilityEnquiry消息请求传输5G终端模拟器的无线接入性能；CounterCheck消息用来指示5G基站使用计数器检查流程来请求终端验证每个DRB上发送/接收的数据量；解析mobilityFromNRCommand消息的过程一方面考虑向E-UTRA发起的interRAT移动性，另一方面将nas-SecurityParamFromNR转发到上层，根据inter-RAT消息进入目标小区。
优选地，步骤5中，PCCH为寻呼消息，是在PCCH逻辑信道上从5G基站发送到5G终端的一组RRC消息。
优选地，步骤6中，rrcSetupRequest消息为5G终端模拟器请求建立一条RRC连接，该消息携带主要IE有初始的UE标识以及建立的原因；rrcResumeRequest消息为用于请求恢复暂停RRC连接或执行RNA更新48比特消息；rrcReestablishmentRequest消息用于请求重新建立RRC连接；rrcSystemInfoRequest消息用于请求5G终端模拟器所需的SI消息。
优选地，步骤7中，rrcResumeRequest1消息为在上行链路CCCH1逻辑信道上从终端发送到基站RRC消息的集合，用于请求恢复暂停RRC连接或执行RNA更新64比特消息。
优选地，步骤8中，measurementReport消息包含服务小区和邻小区的测量结果；rrcConnectionReconfigurationComplete消息用于确认RRC连接重配的成功完成；rrcSetupComplete消息用于确认RRC连接建立的成功完成；rrcReestablishmentComplete消息用于确认RRC连接重建的成功完成；rrcResumeComplete消息用于确认RRC连接恢复的成功完成；rrcsecurityModeComplete消息用于确认安全模式命令的成功完成；securityModeFailure消息用于指示安全模式命令的失败情况，为异常消息；ulInformationTransfer消息为NAS专用信息的上行传输过程，此过程目的为将NAS专用消息从5G终端模拟器传输到5G基站；locationMeasurementIndication消息用于指示5G终端模拟器将开始或停止与位置相关的测量；ueCapabilityInformation消息用于5G基站请求的5G终端模拟器的无线接入功能、并上报5G终端模拟器的能力到5G基站；counterCheckResponse为5G终端模拟器用来响应CounterCheck的消息；ueAssistanceInformation消息用于向5G基站指示5G终端辅助信息。
本发明所带来的有益技术效果：
在不购买ASN.1编译器的前提下，对5G RRC消息分模块进行准确解码，节约成本；通过构建RRC层消息结构体化模块，使得解码的代码量大幅度减少，高效的完成RRC消息的解码。
附图说明
图1为本发明5G协议栈架构示意图；
图2为本发明5G RRC消息结构体化模块示意图；
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
如图1所示，5G协议栈架构由UE、gNB和AMF组成，其中，UE侧由NAS层、RRC层、PDCP层、RLC层、MAC层、PHY层组成，gNB侧由RRC层、PDCP层、RLC层、MAC层、PHY层组成，AMF侧由NAS组成。
如图2所示，对5GRRC消息构建结构体模块，分别为：BCCH_BCH信道结构体、BCCH_DL_SCH信道结构体、DL_CCCH信道结构体、DL_DCCH信道结构体、DL_PCCH信道结构体、UL_CCCH信道结构体、UL_CCCH1信道结构体和UL_DCCH信道结构体。然后分模块对各消息进行解码，最终完成整个5G终端模拟器中协议栈RRC层消息的解码。
5G终端模拟器中协议栈RRC消息解码方法具体包括以下步骤：
步骤1：构建BCCH_BCH信道结构体，解析MIB消息，MIB为系统广播消息。
步骤2：构建BCCH_DL_SCH信道结构体，解析SIB1、SIB消息，SIB1、SIB为系统广播消息；
5G终端模拟器通过接收步骤1和步骤2中的MIB和SIB、SIB1系统广播消息，完成系统广播消息的解码，获得工作小区系统的基本参数，以实现基本的接入功能、RRC连接和移动性功能。
步骤3：构建DL_CCCH信道结构体，解析RRCReject和RRCSetup消息，RRCSetup为基站在下行方向发送到终端的消息，此过程包含建立SRB1承载和无线资源配置信息；RRCReject为异常消息。
步骤4：构建DL_DCCH信道结构体，解析RRCReconfiguration消息、RRCResume消息、RRCRelease消息、RRCReestablishment消息、SecurityModeCommand消息、dlInformationTransfer消息、ueCapabilityEnquiry消息、CounterCheck消息、mobilityFromNRCommand消息；
RRCReconfiguration消息为SRB2建立完成后，5G基站向5G终端模拟器发送的消息，要求5G终端模拟器进行相关无线资源重配，并且建立SRB2与DRB；RRCResume消息用于恢复暂停的RRC连接；RRCRelease消息为5G基站向5G终端模拟器发送的消息，告诉5G终端模拟器进行RRC连接释放以及释放原因；RRCReestablishment消息为5G基站向5G终端模拟器发送的消息，此过程一方面重配SRB1，且仅为其恢复数据传输，另一方面重新激活AS安全不改变算法；SecurityModeCommand消息为5G基站向5G终端模拟器发送的消息，目的是在RRC连接建立上激活AS安全，其主要包括cipheringAlgorithm算法和integrityProtAlgorithm算法；dlInformationTransfer消息为NAS专用信息的下行传输过程，此过程目的为将NAS专用消息从5G基站传输到5G终端；ueCapabilityEnquiry消息为5G基站向5G终端模拟器发送的消息，请求传输5G终端模拟器的无线接入性能；CounterCheck消息用来指示5G基站使用计数器检查流程来请求终端验证每个DRB上发送/接收的数据量；mobilityFromNRCommand此过程一方面考虑向E-UTRA发起的interRAT移动性，另一方面将nas-SecurityParamFromNR转发到上层，根据inter-RAT消息进入目标小区。
步骤5：构建DL_PCCH信道结构体，解析PCCH消息；其中PCCH为寻呼消息，是在PCCH逻辑信道上从5G基站发送到5G终端的一组RRC消息；
经过以上步骤，5G RRC消息下行消息已经解析完成。
步骤6：构建UL_CCCH信道结构体，解析rrcSetupRequest消息、rrcResumeRequest消息、rrcReestablishmentRequest消息、rrcSystemInfoRequest消息；rrcSetupRequest消息为5G终端模拟器请求建立一条RRC连接，该消息携带主要IE有初始的UE标识以及建立的原因；rrcResumeRequest消息为用于请求恢复暂停RRC连接或执行RNA更新48比特消息；rrcReestablishmentRequest消息用于请求重新建立RRC连接；rrcSystemInfoRequest消息用于请求5G终端模拟器所需的SI消息。
步骤7：构建UL_CCCH1信道结构体，解析rrcResumeRequest1消息；rrcResumeRequest1消息为在上行链路CCCH1逻辑信道上从终端发送到基站RRC消息的集合，用于请求恢复暂停RRC连接或执行RNA更新64比特消息；
步骤8：构建UL_DCCH信道结构体，解析measurementReport消息、rrcConnectionReconfigurationComplete消息、rrcSetupComplete消息、rrcReestablishmentComplete消息、rrcResumeComplete消息、rrcsecurityModeComplete消息、securityModeFailure消息、ulInformationTransfer消息、locationMeasurementIndication消息、ueCapabilityInformation消息、counterCheckResponse消息、ueAssistanceInformation消息；
measurementReport消息包含服务小区和邻小区的测量结果；rrcConnectionReconfigurationComplete消息用于确认RRC连接重配的成功完成；rrcSetupComplete消息用于确认RRC连接建立的成功完成；rrcReestablishmentComplete消息用于确认RRC连接重建的成功完成；rrcResumeComplete消息用于确认RRC连接恢复的成功完成；rrcsecurityModeComplete消息用于确认安全模式命令的成功完成；securityModeFailure消息用于指示安全模式命令的失败情况，为异常消息；ulInformationTransfer消息为NAS专用信息的上行传输过程，此过程目的为将NAS专用消息从5G终端模拟器传输到5G基站；locationMeasurementIndication消息用于指示5G终端模拟器将开始/停止与位置相关的测量；ueCapabilityInformation消息用于5G基站请求的5G终端模拟器的无线接入功能、并上报5G终端模拟器的能力到5G基站；counterCheckResponse为5G终端模拟器用来响应CounterCheck的消息；ueAssistanceInformation消息用于向5G基站指示5G终端辅助信息。
再经过步骤7和步骤8，5G终端模拟器中协议栈RRC消息完成上行消息解码，至此，整个5G终端模拟器中协议栈RRC层消息解码完成。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种5G终端模拟器中协议栈RRC消息解码方法，其特征在于，对5G协议栈RRC消息基于信道结构化编程理念进行分模块解码，具体包括如下步骤：
步骤1：构建BCCH_BCH信道结构体，解析MIB消息；
步骤2：构建BCCH_DL_SCH信道结构体，解析SIB1消息和SIB消息，系统广播消息解码完成；
步骤3：构建DL_CCCH信道结构体，解析RRCReject消息和RRCSetup消息；
步骤4：构建DL_DCCH信道结构体，解析RRCReconfiguration消息、RRCResume消息、RRCRelease消息、RRCReestablishment消息、SecurityModeCommand消息、dlInformationTransfer、ueCapabilityEnquiry消息、CounterCheck消息、mobilityFromNRCommand消息；
步骤5：构建DL_PCCH信道结构体，解析PCCH消息，5G RRC消息下行消息解码完成；
步骤6：构建UL_CCCH信道结构体，解析rrcSetupRequest消息、rrcResumeRequest消息、rrcReestablishmentRequest消息、rrcSystemInfoRequest消息；
步骤7：构建UL_CCCH1信道结构体，解析rrcResumeRequest1消息；
步骤8：构建UL_DCCH信道结构体，解析measurementReport消息、rrcConnectionReconfigurationComplete消息、rrcSetupComplete消息、rrcReestablishmentComplete消息、rrcResumeComplete消息、rrcsecurityModeComplete消息、securityModeFailure消息、ulInformationTransfer消息、locationMeasurementIndication消息、ueCapabilityInformation消息、counterCheckResponse消息、ueAssistanceInformation消息，5G RRC消息上行消息解码完成，整个5G终端模拟器中协议栈RRC层消息解码结束。
2.根据权利要求1所述的一种5G终端模拟器中协议栈RRC消息解码方法，其特征在于，所述步骤1和步骤2中MIB、SIB1、SIB消息为系统广播消息，5G终端模拟器通过接收MIB和SIB、SIB1消息，获得工作小区系统的基本参数，以实现基本的接入功能、RRC连接和移动性功能。
3.根据权利要求1所述的一种5G终端模拟器中协议栈RRC消息解码方法，其特征在于，所述步骤3中，RRCSetup消息为基站在下行方向发送到终端的消息，此过程包含建立SRB1承载和无线资源配置信息；RRCReject消息为异常消息。
4.根据权利要求1所述的一种5G终端模拟器中协议栈RRC消息解码方法，其特征在于，所述步骤4中，RRCReconfiguration、RRCRelease、RRCReestablishment、SecurityModeCommand、ueCapabilityEnquiry消息皆为5G基站向5G终端模拟器发送的消息；RRCReconfiguration消息为SRB2建立完成后，要求5G终端模拟器进行相关无线资源重配，并且建立SRB2与DRB；RRCResume消息用于恢复暂停的RRC连接；RRCRelease消息通知5G终端模拟器进行RRC连接释放以及释放原因；解析RRCReestablishment消息的过程一方面重配SRB1，且仅为其恢复数据传输，另一方面重新激活AS安全不改变算法；SecurityModeCommand消息是在RRC连接建立上激活AS安全，包括cipheringAlgorithm算法和integrityProtAlgorithm算法；dlInformationTransfer消息为NAS专用信息的下行传输过程，此过程目的为将NAS专用消息从5G基站传输到5G终端；ueCapabilityEnquiry消息请求传输5G终端模拟器的无线接入性能；CounterCheck消息用来指示5G基站使用计数器检查流程来请求终端验证每个DRB上发送/接收的数据量；解析mobilityFromNRCommand消息的过程一方面考虑向E-UTRA发起的interRAT移动性，另一方面将nas-SecurityParamFromNR转发到上层，根据inter-RAT消息进入目标小区。
5.根据权利要求1所述的一种5G终端模拟器中协议栈RRC消息解码方法，其特征在于，所述步骤5中，PCCH为寻呼消息，是在PCCH逻辑信道上从5G基站发送到5G终端的一组RRC消息。
6.根据权利要求1所述的一种5G终端模拟器中协议栈RRC消息解码方法，其特征在于，所述步骤6中，rrcSetupRequest消息为5G终端模拟器请求建立一条RRC连接，该消息携带主要IE有初始的UE标识以及建立的原因；rrcResumeRequest消息为用于请求恢复暂停RRC连接或执行RNA更新48比特消息；rrcReestablishmentRequest消息用于请求重新建立RRC连接；rrcSystemInfoRequest消息用于请求5G终端模拟器所需的SI消息。
7.根据权利要求1所述的一种5G终端模拟器中协议栈RRC消息解码方法，其特征在于，所述步骤7中，rrcResumeRequest1消息为在上行链路CCCH1逻辑信道上从终端发送到基站RRC消息的集合，用于请求恢复暂停RRC连接或执行RNA更新64比特消息。
8.根据权利要求1所述的一种5G终端模拟器中协议栈RRC消息解码方法，其特征在于，所述步骤8中，measurementReport消息包含服务小区和邻小区的测量结果；rrcConnectionReconfigurationComplete消息用于确认RRC连接重配的成功完成；rrcSetupComplete消息用于确认RRC连接建立的成功完成；rrcReestablishmentComplete消息用于确认RRC连接重建的成功完成；rrcResumeComplete消息用于确认RRC连接恢复的成功完成；rrcsecurityModeComplete消息用于确认安全模式命令的成功完成；securityModeFailure消息用于指示安全模式命令的失败情况，为异常消息；ulInformationTransfer消息为NAS专用信息的上行传输过程，此过程目的为将NAS专用消息从5G终端模拟器传输到5G基站；locationMeasurementIndication消息用于指示5G终端模拟器将开始或停止与位置相关的测量；ueCapabilityInformation消息用于5G基站请求的5G终端模拟器的无线接入功能、并上报5G终端模拟器的能力到5G基站；counterCheckResponse为5G终端模拟器用来响应CounterCheck的消息；ueAssistanceInformation消息用于向5G基站指示5G终端辅助信息。
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