4.5 L3
4.5.1 概述
在前面我们已经提到过，L3由RR、MM和CM三个子层组成。现在我们来看看这几个子层都有些什么作用和功能。
4.5.1.1 RR
RR的作用是在呼叫期间建立和释放MS和MSC之间的稳定连接，不管用户如何运动，总维持连接的状态。它必须在各种需要之间动态地共享有限的无线资源。RR层的功能主要由MS和BSC完成。另外，由于切换过程的责任完全位于RR层内，因此MSC内实现的一部分功能（特别是与MSC内部切换有关的功能）也属于RR层。
RR层功能集中于在无线接口上管理传输路径，更确切地说，是在MS和有控制功能的MSC之间负责通信。这些路径的管理包括不同的方面。首先必须能建立和释放这些路径，一个连接的建立是一个接入过程，对应于MS从空闲模式转换为专用模式。与接入有关的寻呼功能能建立对空闲MS的呼叫，以及支持空闲MS所需的功能。管理MS-MSC连接的另一方面是传输链主要特性的处理，如传输的是信令、话音、还是数据，是否使用了加密等。
RR功能的另一方面是切换，切换准备首先要求对服务的小区和其它邻近小区估计传输质量，这通过测量随用户运动而变化的连接特性得到。
概括起来，RR层的基本过程如下：
a)system information broadcasting
b)RR连接建立
— 进入dedicated mode: immediate assignment procedure
— paging procedure
c)专用模式下的过程：
— measurement report procedure
— intracell change of channels
— intercell change of channels
— frequency redefinition procedure
— channel mode change procedure
— ciphering mode setting procedure
— additional channel assignment procedure
— partial channel release procedure
d)RR连接释放过程
4.5.1.2 MM
MM子层的主要功能是支持移动用户终端，如：告知网络MS的当前位置并对用户的身份保密。更进一步，MM子层向上一层CM(Connection Management)的不同实体提供连接管理服务。
所有的MM过程，都是基于RR 连接已建立这个前提的。如果RR连接没有建立的话，则MM子层首先启动RR连接建立过程。MM过程可以分为：
（i）MM一般（common）过程：
这一过程的前提是：RR连接已存在。
若MM过程由网络触发，则MM过程包括以下几种类型：
— TMSI重分配过程；
— 鉴权过程；
— 身份识别过程；
— MM信息过程；
— 放弃（abort）过程（仅用于MM连接 正在建立或已经建立，并不适用于MM专用过程或IMSI拆离过程中）；
如果MM过程由MS触发：
— IMSI拆离过程
（ii） MM专用过程：
当MM连接不存在或无其它MM专用过程正在进行的话，MM专用过程才能启动。
主要有以下几种类型：
— 一般（normal）位置更新过程；
— 周期性位置更新过程；
— IMSI附着（attach）过程；
（iii） MM 连接管理过程：
这一过程主要用于建立、保持和释放MS和网络之间的MM连接。通过这一过程，CM层可以与其对等实体交换信息。MM连接管理过程只有在MM专用过程不进行时才能执行。同一时间内可以同时激活多个MM连接。
4.5.1.3 CM
CM层的主要功能是，应用户的要求，在用户之间建立连接，并能维持和释放这些呼叫。它包括通过补充业务使用户能控制其发出或接收到的呼叫管理方法。呼叫管理功能的多样性使得CM可分为三个实体（CC、SS、SMS），每个CC实体与自己的MM实体相连接与对等层实体通信，并用业务标识符TI加以区别。
CM的三个实体之间是相互独立的，它们分别使用自己的MM连接与对等实体进行通信，不同的CM实体使用不同的TI来加以区分。
无论是MS还是网络的uplayer发起呼叫的建立，都包括以下两方面：
a) MS和网络间CC连接的建立；
b) 激活编解码;
4.5.2 各过程详细描述
4.5.2.1 idle mode and dedicated mode
处于空闲模式时，RR连接是不存在的，但上一层可以提出建立RR连接的要求对MS来说，只是监听BCCH、CCCH以及为它所属的寻呼组监听寻呼子信道。同时它还得测量信号功率，以保持同其它小区的联系。测量信息主要用于小区切换。当决定进行小区切换后，MS转向监听新的小区的BCCH，通过广播消息，MS可以判定它是否被允许接入这个小区。
对网络来说，它在BCCH上有规律的广播系统信息。通过这些信息，MS能够知道如何通过当前的小区接入网络。广播消息主要有以下几方面的内容：
- 当前小区、LA和网络的唯一识别（identification）。
- 作为小区重选的后备小区的一些相关信息。
- 当前控制信道的结构。
- 有关随机接入信道的信息。
- 关于小区内特权的一些信息。
此外，网络还在寻呼子信道上不断发送正确的L3消息
由空闲模式进入专用模式是由以下情况引起的：
— RR实体回答PAGING REQUEST消息。
— MM子层请求进入专用模式。
当MS处于专用模式时，RR处于连接状态，这一过程中可以提供以下的服务：
—在任何处于连接状态的L2上传输消息；
—指示临时不可用的传输；
—指示RR连接的断开；
—为保持RR连接而进行的小区重选和切换；
—建立/改变物理信道的传输模式，包括：改变信道的类型，改变编码、解码的模式以及设置加密；
—释放一个RR连接；
4.5.2.2 Paging procedure for RR connection establishment on CCCH
网络通过寻呼过程来触发RR的连接。网络在合适的寻呼信道上通过广播PAGING REQUEST消息来触发寻呼过程。同时，网络启动计时器T3113。当网络收到CHANNEL REQUEST消息后，它将根据其中的信息为MS分配合适的信道，当接入网络是允许的，MS将启动立即分配过程。通过包括PAGING RESPONSE的SABM帧建立主信令连接。之后，MS的MM子层被告知RR实体已进入专用模式。当网络收到PAGING RESPONSE消息后，就停止计时器T3113。网络的MM子层被告知RR连接存在。
异常情况说明：
网络还未收到PAGING RESPONSE消息时，计时器T3113超时，网络将重发PAGING REQUEST消息，并重启计时器T3113。
4.5.2.3 Entering the dedicated mode : immediate assignment procedure
进行立即分配过程的目的是建立MS和网络之间的连接。立即分配过程只能由MS的RR实体来触发。RR实体回答PAGING REQUEST消息或MM子层请求进入专用模式都会触发这一过程的开始。
MS的RR实体收到网络的寻呼信息后，将通过RACH向网络发送CHANNEL REQUEST消息，并释放空闲模式。之后MS开始监听BCCH，同时监听与自己的CCCH组相对应的下行链路CCCH时隙。通过CCCH的时隙，网络收到MS所发出的CHANNEL REQUEST消息后，网络发送IMMEDIATE ASSIGNMENT消息给MS分配一条专用信道。此后，网络启动计时器T3101。当MS收到与其发送的CHANNEL REQUEST消息相对应的IMMEDIATE ASSIGNMENT消息后，转到所分配的信道上，且仅将信道模式设为信令，同时将这个信道激活。然后通过一个包括消息域的SABM帧，MS就建立了主信令链路。
MS Network
PAGING REQUEST start T3113
CHANNEL REQUEST
IMMEDIATE ASSIGNMENT start T3101
SABM (PAGING RESPONGSE)
Stop T3101 T3113
Mobile Station Network
┌─
│ CHANNEL REQUEST │ RR connection
│ --------------------------------> establishment
│ │ (MO)
│ │
│ IMMEDIATE ASSIGNMENT │
│ <------------------------------- │
└─ |
┌─
│ │
│ LOCATION UPDATING REQUEST │
│ ---------------------------------> │ Service request
│ │
│ │
│ │
│ │
└─
┌─ ─┐
│ AUTHENTICATION REQUEST │
│ <-------------------------------- │ Authentication
│ │
│ AUTHENTICATION RESPONSE │
│ --------------------------- -- ---> │
└─
┌─ ─┐
│ │
│ CIPHER MODE COMMAND │
│ <-------------------------------- │ Ciphering mode
│ │ setting
│ CIPHER MODE COMPLETE │
│ ----------------------------------> │
└─ ─┘
┌─ ─┐
│ LOCATION UPDATING ACCEPT │
│ <-------------------------------- │
│ │
│ TMSI REALLOCATION COMPLETE │
│ ---------------------------------> │
└─ ─┘
┌─ ─┐
│ CHANNEL RELEASE │ RR connection
│ <-------------------------------- │ release
│ │
└─ ─┘
Location updating: successful case
4.5.2.11 呼叫建立过程
á
Mobile Station Network
┌─ ─┐
│ CHANNEL REQUEST RR connection
│ -------------------------> establishment
│ IMMEDIATE ASSIGNMENT (MO)
│ <------------------------
└─ ─┘
┌─ ─┐
│ CM SERVICE REQUEST
│ -------------------------> Service request
│
└─ ─┘
┌─ ─┐
│ AUTHENTICATION REQUEST
│ <-------------------------
│ AUTHENTICATION RESPONSE Authentication
│ -------------------------->
└─ ─┘
┌─ ─┐
│ CIPHER MODE COMMAND
│ <------------------------- Ciphering
│ CIPHER MODE COMPLETE mode setting
│ -------------------------->
└─ ─┘
┌─ ─┐
│ SETUP
│ --------------------------> Call initiation
│ CALL PROCEEDING
│ <-------------------------
└─ ─┘
┌─ ─┐
│ ASSIGNMENT COMMAND
│ <-------------------------- Assignment of
│ ASSIGNMENT COMPLETE a traffic
│ --------------------------> channel
└─ ─┘
┌─ ─┐
│ ALERTING
│ <-------------------------- User alerting
└─ ─┘
┌─ ─┐
│ CONNECT
│ <-------------------------- Call accepted
│ CONNECT ACKNOWLEDGE
│ -------------------------->
└─ ─┘
Mobile originating call establishment