一种5g终端模拟器中协议栈rrc消息解码方法
阅读说明：本技术 一种5g终端模拟器中协议栈rrc消息解码方法 (Method for decoding RRC (radio resource control) message of protocol stack in 5G terminal simulator ) 是由 吴磊 刘祖深 凌云志 张煜 王嘉嘉 许虎 杨传伟 黄毅 于 2020-12-30 设计创作，主要内容包括：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。(The invention discloses a method for decoding a protocol stack RRC message in a 5G terminal simulator, which belongs to the field of 5G high-level protocol stacks of a mobile communication system and comprises building BCCH-BCH, BCCH-DL-SCH, DL-CCCH, DL-DCCH, DL-PCCH, UL-CCCH 1 and UL-DCCH channel structure modules, and decoding each message by the sub-modules to finally finish the decoding of the protocol stack RRC layer message in the whole 5G terminal simulator. The method decodes the RRC message of the 5G protocol stack in modules, and the modules are divided based on the channel structured programming concept, so that the structure is clear and the expansion is easy.)
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。
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