3GPP TS 38.331 深度解读 — NR 无线资源控制 (RRC) 协议

本文是「3GPP 5G NR 协议与射频指标深度解读」系列第 11/40 篇 · 卷一·协议栈全景控制面核心 RRC连接建立、重配置、切换与测量上报。系列总览与阅读路线图见开篇《3GPP 5G NR 协议与射频指标深度解读写在系列之前》3GPP TS 38.331 深度解读 — NR 无线资源控制 (RRC) 协议规范编号: 3GPP TS 38.331 V16.x.x标题: NR; Radio Resource Control (RRC) protocol specification版本: Release 16关联规范: TS 38.300 (NR 总体), TS 38.304 (空闲态), TS 38.321 (MAC), TS 38.322 (RLC), TS 38.323 (PDCP), TS 38.133 (RRM), TS 33.501 (安全)一、文档总览与知识导图1.1 RRC 层定位RRC 层是 NR 协议栈中控制面的核心层位于 PDCP 之上负责 UE 与 gNB 之间无线资源的控制和管理。┌─────────────────────────────────────────────┐ │ NAS (5GMM/5GSM) │ ├─────────────────────────────────────────────┤ │ ← RRC (TS 38.331) → ← 本规范 │ ├─────────────────────────────────────────────┤ │ PDCP (TS 38.323) │ ├─────────────────────────────────────────────┤ │ RLC (TS 38.322) │ ├─────────────────────────────────────────────┤ │ MAC (TS 38.321) │ ├─────────────────────────────────────────────┤ │ PHY (TS 38.2xx) │ └─────────────────────────────────────────────┘1.2 核心功能导图TS 38.331 RRC 协议核心功能 │ ├── RRC 状态管理 │ ├── RRC_IDLE → RRC_CONNECTED (RRC Setup) │ ├── RRC_INACTIVE ↔ RRC_CONNECTED (RRC Resume/Suspend) │ └── RRC_CONNECTED → RRC_IDLE/INACTIVE (RRC Release) │ ├── 系统信息 (System Information) │ ├── MIB (PBCH承载) │ ├── SIB1 ~ SIB14 │ ├── SI 广播/按需 (On-demand SI) │ └── SI 更新通知 │ ├── 连接控制 │ ├── 寻呼 (Paging) │ ├── RRC 建立/拒绝 (Setup/Reject) │ ├── RRC 恢复/释放 (Resume/Release) │ ├── 安全模式命令 (Security Mode Command) │ ├── UE 能力查询 (UE Capability Enquiry) │ └── RRC 重建 (Re-establishment) │ ├── RRC 重配置 │ ├── RRC Reconfiguration │ ├── ReconfigurationWithSync (切换) │ ├── SCell 添加/释放 │ ├── BWP 配置/切换 │ └── 测量配置 │ ├── 移动性 │ ├── 同频/异频切换 │ ├── 异系统切换 (NR→LTE, NR→UMTS等) │ ├── 条件切换 (CHO, R16) │ ├── DAPS 切换 (R16) │ └── 双连接 (EN-DC/NE-DC/NR-DC) │ ├── 测量 │ ├── 测量对象 (MeasObjectNR) │ ├── 报告配置 (ReportConfigNR) │ ├── 测量事件 (A1-A6, B1-B2) │ └── 测量上报 │ ├── RRC_INACTIVE 特有 │ ├── RNA 更新 (RAN Notification Area Update) │ ├── RAN 寻呼 │ └── I-RNTI 管理 │ ├── 其他功能 │ ├── Sidelink RRC (NR V2X) │ ├── IAB (Integrated Access and Backhaul) │ ├── NPN (Non-Public Network, R16) │ ├── SCell 休眠 │ ├── UE 辅助信息 (UE Assistance Information) │ └── MDT (最小化路测) │ └── ASN.1 消息定义 ├── RRC 消息类 ├── 信息元素 (IEs) └── 消息编码规则1.3 R15 → R16 演进要点特性R15R16 增强移动性基本切换CHO, DAPS 切换非授权频谱无NR-U RRC 支持IAB无IAB 节点 RRCSidelink基本 NR V2X增强 Sidelink RRC定位基本NR 定位 RRC 增强NPN无非公共网络 RRC节电基本增强节电信令SCell基本SCell 休眠增强测量基本测量增强测量配置双连接EN-DC 为主MR-DC 增强MIMO基本eMIMO RRC 增强二、逐章节深度解读2.1 RRC 状态模型2.1.1 三状态模型┌──────────┐ │ RRC_IDLE │ └────┬─────┘ │ RRC Setup │ RRC Release │ ┌────▼─────┐ │RRC_CONNECTED│ └────┬─────┘ │ RRC Release │ RRC Suspend (with Suspend) │ │ ┌────▼──────┐ │RRC_INACTIVE│ └───────────┘2.1.2 各状态特征特性RRC_IDLERRC_INACTIVERRC_CONNECTED核心网连接CM-IDLECM-CONNECTEDCM-CONNECTEDUE AS 上下文无存储在 gNB 和 UE存储在 gNB 和 UERAN 寻呼不支持支持 (由最后服务gNB触发)不需要核心网寻呼支持 (由AMF触发)支持 (由AMF触发)不需要UE 移动性基于小区重选基于小区重选 (RAN寻呼区域)基于网络控制的切换DRX配置配置配置数据传输不支持不支持 (需恢复)支持PLMN 选择执行执行由网络指示RNA (RAN通知区域)不适用配置不适用2.1.3 状态转换触发RRC_IDLE → RRC_CONNECTED: - UE 发起 RRCSetupRequest - 收到 RRCSetup 消息 - 建立 SRB1 RRC_INACTIVE → RRC_CONNECTED: - UE 发起 RRCResumeRequest/RRCResumeRequest1 - 收到 RRCResume 消息 - 恢复 SRB 和 DRB RRC_CONNECTED → RRC_INACTIVE: - 收到 RRCRelease (含 suspendConfig) - 存储 UE Inactive AS Context - 进入 RRC_INACTIVE RRC_CONNECTED → RRC_IDLE: - 收到 RRCRelease (无 suspendConfig) - 释放所有无线资源 RRC_INACTIVE → RRC_IDLE: - 收到 RRCRelease (在 INACTIVE 状态) - 或 RNA 更新失败、定时器超时2.2 系统信息 (System Information)2.2.1 系统信息结构┌───────────────────────────────────────────┐ │ MIB (PBCH 承载) │ │ - SFN (6 MSB) │ │ - 子载波间隔 │ │ - SSB 偏移 │ │ - PDCCH-ConfigSIB1 │ │ - 小区禁止状态 │ └──────────────────┬────────────────────────┘ │ ▼ ┌───────────────────────────────────────────┐ │ SIB1 (RMSI) │ │ - PLMN 列表 │ │ - 小区选择信息 │ │ - SI 调度信息 │ │ - 服务小区配置 (TDD/频段) │ │ - UAC 禁止信息 │ │ - IMS 紧急呼叫支持 │ └──────────────────┬────────────────────────┘ │ ┌─────────────┼─────────────┐ ▼ ▼ ▼ ┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌──────────┐ │ SIB2 │ │ SIB3 │ │ SIB4 │ │ 小区重选 │ │ 同频重选 │ │ 异频重选 │ │ 公共信息 │ │ │ │ │ └─────────┘ └─────────┘ └──────────┘ │ │ │ ▼ ▼ ▼ ┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌──────────┐ │ SIB5 │ │ SIB6 │ │ SIB7 │ │ 异系统 │ │ ETWS │ │ CMAS │ │ (LTE) │ │ 主通知 │ │ 通知 │ └─────────┘ └─────────┘ └──────────┘ │ │ │ ▼ ▼ ▼ ┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌──────────┐ │ SIB8 │ │ SIB9 │ │ SIB10 │ │ CMAS │ │ GPS时间 │ │ ETWS │ │ 辅通知 │ │ │ │ 辅通知 │ └─────────┘ └─────────┘ └──────────┘ │ ▼ ┌─────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐ │ SIB11 │ │ SIB12 │ │ SIB13 │ │ Sidelink│ │ NR │ │ MBS │ │ │ │ Sidelink │ │ │ └─────────┘ └──────────┘ └──────────┘ │ ▼ ┌──────────┐ │ SIB14 │ │ Sidelink │ │ (增强) │ └──────────┘2.2.2 SI 调度机制SI 窗口周期: SIB1 中配置 si-SchedulingInfo: ┌──────────────────────────────────────────────┐ │ SI-SchedulingInfo :: SEQUENCE { │ │ schedulingInfoList SEQUENCE { │ │ si-BroadcastStatus ENUMERATED { │ │ broadcasting, notBroadcasting │ │ }, │ │ si-Periodicity ENUMERATED { │ │ rf8, rf16, rf32, rf64, rf128, │ │ rf256, rf512 │ │ }, │ │ sib-MappingInfo SEQUENCE { │ │ SIB-TypeInfo │ │ }, │ │ si-WindowLength ENUMERATED { │ │ s5, s10, s20, s40, s80, s160, │ │ s320, s640, s1280 │ │ } │ │ } │ │ } │ └──────────────────────────────────────────────┘2.2.3 SI 请求 (On-Demand SI)UE 请求特定 SI 的流程: RRC_IDLE / RRC_INACTIVE: 1. UE 发送 RRCSystemInfoRequest (Msg3-based) 2. 网络广播请求的 SI RRC_CONNECTED: 1. UE 发送 DedicatedSIBRequest 2. 网络通过 RRCReconfiguration 提供 SI2.3 连接控制2.3.1 寻呼 (Paging)寻呼触发场景: ├── 核心网寻呼 (CN-initiated Paging) │ └── 下行数据到达 (CM-IDLE/CM-CONNECTED with RRC_INACTIVE) ├── RAN 寻呼 (RAN-initiated Paging) │ └── RRC_INACTIVE 状态下行数据到达 └── SI 变更通知 └── 系统信息更新或 ETWS/CMAS 通知 寻呼消息内容: ┌──────────────────────────────────────────┐ │ PagingRecordList :: SEQUENCE { │ │ ue-Identity PagingUE-Identity, │ │ accessType ENUMERATED {non3GPP} │ │ } │ │ │ │ PagingUE-Identity :: CHOICE { │ │ ng-5G-S-TMSI BIT STRING (48), │ │ fullI-RNTI BIT STRING (40), │ │ ... │ │ } │ └──────────────────────────────────────────┘2.3.2 RRC 建立过程UE gNB │ │ │──── RRCSetupRequest ─────────►│ │ (ue-Identity, │ │ establishmentCause) │ │ │ │◄─── RRCSetup ────────────────│ │ (radioBearerConfig, │ │ masterCellGroup) │ │ │ │──── RRCSetupComplete ────────►│ │ (selectedPLMN-Identity, │ │ nas 消息, ...) │ │ │ ▼ SRB1 建立, 进入 RRC_CONNECTED │establishmentCause 取值:emergency: 紧急呼叫highPriorityAccess: 高优先级接入mt-Access: 被叫接入mo-Signalling: 主叫信令mo-Data: 主叫数据mo-VoiceCall: 主叫语音mo-VideoCall: 主叫视频mo-SMS: 主叫短信mps-PriorityAccess: MPS 优先接入mcs-PriorityAccess: MCS 优先接入2.3.3 RRC 恢复过程UE (RRC_INACTIVE) gNB │ │ │──── RRCResumeRequest ────────►│ │ /RRCResumeRequest1 │ │ (resumeIdentity, │ │ resumeMAC-I, │ │ resumeCause) │ │ │ │◄─── RRCResume ───────────────│ │ (radioBearerConfig, │ │ masterCellGroup, │ │ sk-Counter) │ │ │ │──── RRCResumeComplete ───────►│ │ │ ▼ 恢复 SRB/DRB, 进入 RRC_CONNECTEDI-RNTI 格式:fullI-RNTI (40 bit): ┌──────────────────────────────────────────┐ │ gNB ID UE 特定部分 │ └──────────────────────────────────────────┘ shortI-RNTI (24 bit): (用于 RRCResumeRequest1) ┌──────────────────────────────────────────┐ │ 截短的 I-RNTI │ └──────────────────────────────────────────┘2.3.4 RRC 重建过程UE gNB │ │ │ 检测到无线链路失败/切换失败 │ │ 小区选择 │ │ │ │──── RRCReestablishmentRequest ►│ │ (physCellId, │ │ c-RNTI, │ │ shortMAC-I) │ │ │ │◄─── RRCReestablishment ──────│ │ (nextHopChainingCount) │ │ │ │──── RRCReestablishmentComplete►│ │ │ ▼ SRB1 恢复, 后续重配置 DRB │重建触发条件:检测到无线链路失败 (RLF)切换失败 (Handover Failure)RLC 达到最大重传次数完整性校验失败RRC 重配置失败2.4 RRC 重配置2.4.1 RRCReconfiguration 消息结构RRCReconfiguration :: SEQUENCE { rrc-TransactionIdentifier RRC-TransactionIdentifier, criticalExtensions CHOICE { rrcReconfiguration RRCReconfiguration-IEs, criticalExtensionsFuture SEQUENCE {} } } RRCReconfiguration-IEs :: SEQUENCE { radioBearerConfig RadioBearerConfig OPTIONAL, secondaryCellGroup OCTET STRING OPTIONAL, measConfig MeasConfig OPTIONAL, lateNonCriticalExtension OCTET STRING OPTIONAL, nonCriticalExtension RRCReconfiguration-v1530-IEs OPTIONAL }主要配置内容:IE用途radioBearerConfigSRB/DRB 配置 (PDCP参数等)secondaryCellGroupSCG 配置 (双连接)measConfig测量配置masterCellGroupMCG 配置 (包含在 CellGroupConfig 中)masterKeyUpdate密钥更新dedicatedNAS-MessageListNAS 消息列表radioBearerConfig2R16 新增: 增强 DRB 配置sl-ConfigDedicatedNRSidelink 配置iab-IP-AddressConfigurationListIAB IP 地址配置2.4.2 ReconfigurationWithSync (同步重配置)用于切换或 PSCell 变更要求 UE 与目标小区同步。ReconfigurationWithSync :: SEQUENCE { spCellConfigCommon ServingCellConfigCommon OPTIONAL, newUE-Identity RNTI-Value, t304 ENUMERATED {ms50, ms100, ..., ms2000}, rach-ConfigDedicated RACH-ConfigDedicated OPTIONAL, ... }T304 定时器:在收到 ReconfigurationWithSync 时启动在目标小区成功完成随机接入时停止超时 → 触发重建2.5 移动性2.5.1 切换类型NR 切换分类: │ ├── 同频切换 (Intra-frequency HO) │ └── 源和目标小区在同一 NR 频点 │ ├── 异频切换 (Inter-frequency HO) │ └── 源和目标小区在不同 NR 频点 │ ├── 异系统切换 (Inter-RAT HO) │ ├── NR → LTE │ ├── NR → UMTS │ └── NR → GSM │ ├── 条件切换 (CHO, R16) │ └── 基于条件的预配置切换 │ ├── DAPS 切换 (R16) │ └── 双激活协议栈切换 │ └── 双连接切换 ├── PSCell 变更 (不改变 MCG) ├── 带 MN 参与的 SN 变更 └── 带 SN 参与的 MN 切换2.5.2 条件切换 (CHO — Conditional Handover, R16)CHO 流程: ┌─────────────────────────────────────────────────┐ │ 源 gNB 配置 CHO │ │ - 提供候选目标小区列表 │ │ - 为每个候选小区配置 CHO 触发条件 │ │ (类似 A3/A5 事件) │ └───────────────────┬─────────────────────────────┘ │ ▼ ┌─────────────────────────────────────────────────┐ │ UE 评估 CHO 条件 │ │ - 持续测量候选小区 │ │ - 当某候选小区的条件满足时自动执行切换 │ └───────────────────┬─────────────────────────────┘ │ 条件满足 ▼ ┌─────────────────────────────────────────────────┐ │ UE 执行 CHO │ │ - 与目标小区同步 │ │ - 发送 RRCReconfigurationComplete │ │ - 源 gNB 停止数据传输 │ └─────────────────────────────────────────────────┘CHO 配置:ConditionalReconfiguration :: SEQUENCE { attemptCondReconfig ENUMERATED {true} OPTIONAL, condExecutionCond ENUMERATED { condEventA3, condEventA5, ... }, condRRCReconfig OCTET STRING, -- RRCReconfiguration ... }CHO 优势:减少切换失败率尤其在信道快速恶化时降低切换中断时间提高高频段移动性可靠性2.5.3 DAPS 切换 (Dual Active Protocol Stack, R16)DAPS 切换: ┌─────────────────────────────────────────────────┐ │ 传统切换: │ │ 源 gNB 断开 → 目标 gNB 连接 │ │ 中断时间 ≈ 5-15ms │ │ │ │ DAPS 切换: │ │ 源 gNB 保持连接 → 目标 gNB 建立连接 │ │ 同时维持两个协议栈 │ │ 中断时间 ≈ 0ms (对 URLLC 关键) │ └─────────────────────────────────────────────────┘DAPS 配置:DAPS-Config :: SEQUENCE { daps-SourceRelease ENUMERATED {true} OPTIONAL, ... } RRCReconfiguration :: SEQUENCE { ... daps-Config DAPS-Config OPTIONAL, ... }DAPS 限制:仅支持同频切换仅支持特定 QoS 要求的承载需要 UE 支持双射频链2.5.4 双连接 (MR-DC)MR-DC 架构类型: │ ├── EN-DC (E-UTRA-NR Dual Connectivity) │ └── LTE MN NR SN (NSA 组网) │ ├── NE-DC (NR-E-UTRA Dual Connectivity) │ └── NR MN LTE SN │ ├── NR-DC (NR-NR Dual Connectivity) │ └── NR MN NR SN (SA 组网) │ └── NGEN-DC (NG-RAN E-UTRA-NR Dual Connectivity) └── ng-eNB MN gNB SNSCG 配置:CellGroupConfig :: SEQUENCE { cellGroupId CellGroupId, rlc-BearerToAddModList SEQUENCE, mac-CellGroupConfig MAC-CellGroupConfig OPTIONAL, physicalCellGroupConfig PhysicalCellGroupConfig OPTIONAL, spCellConfig SpCellConfig OPTIONAL, sCellToAddModList SEQUENCE OPTIONAL, ... }2.6 测量配置和上报2.6.1 测量框架测量配置 (MeasConfig): │ ├── 测量对象 (MeasObject) │ ├── MeasObjectNR: NR 频点测量 │ ├── MeasObjectEUTRA: LTE 频点测量 │ └── MeasObjectUTRA-FDD, MeasObjectUTRA-TDD 等 │ ├── 报告配置 (ReportConfig) │ ├── ReportConfigNR: NR 报告配置 │ └── ReportConfigInterRAT: 异系统报告配置 │ ├── 测量标识 (MeasId) │ └── 关联 MeasObject 和 ReportConfig │ ├── 测量量配置 (QuantityConfig) │ └── 配置测量量 (RSRP, RSRQ, SINR) │ └── 测量间隙 (MeasGapConfig) └── 异频/异系统测量所需的间隔2.6.2 测量事件事件名称触发条件用途A1服务小区高于门限Ms - Hys Thresh停止异频测量等A2服务小区低于门限Ms Hys Thresh启动异频测量A3邻区优于服务小区(偏置)Mn Ofn Ocn - Hys Ms Ofs Ocs Off同频/异频切换A4邻区高于门限Mn Ofn Ocn - Hys Thresh异频切换(绝对门限)A5服务低于门限1且邻区高于门限2MsHysThresh1, MnOfnOcn-HysThresh2异频/异系统切换A6邻区优于SCell(偏置)Mn Ocn - Hys Ms Ocs OffSCell 变更B1异系统邻区高于门限Mn Ofn Ocn - Hys ThreshNR→LTE 等B2服务低于门限1且异系统高于门限2MsHysThresh1, MnOfnOcn-HysThresh2NR→LTE 等测量量说明:Ms: 服务小区测量结果Mn: 邻区测量结果Hys: 迟滞 (Hysteresis)Thresh: 门限Off/Ofn/Ofs/Ocn/Ocs: 偏置值2.6.3 测量上报上报类型:事件触发上报(Event Triggered): 满足事件条件时上报周期上报(Periodical): 按周期上报事件触发周期上报(Event Triggered Periodical): 事件触发后持续周期上报CGI 上报(ReportCGI): 上报小区全局标识ReportConfigNR 结构:ReportConfigNR :: SEQUENCE { reportType CHOICE { periodical PeriodicalReportConfig, eventTriggered EventTriggerConfig, reportCGI ReportCGI, ... } } EventTriggerConfig :: SEQUENCE { eventId CHOICE { eventA1 SEQUENCE { a1-Threshold MeasTriggerQuantity, ... }, eventA2 SEQUENCE { a2-Threshold MeasTriggerQuantity, ... }, eventA3 SEQUENCE { a3-Offset ..., reportOnLeave BOOLEAN, ... }, eventA4 SEQUENCE { a4-Threshold ..., ... }, eventA5 SEQUENCE { a5-Threshold1 ..., a5-Threshold2 ..., ... }, eventA6 SEQUENCE { a6-Offset ..., ... }, ... }, rsType NR-RS-Type, reportInterval ReportInterval, reportAmount ENUMERATED {r1, r2, r4, r8, r16, r32, r64, infinity}, ... }2.7 UE 能力传输2.7.1 UE 能力查询流程gNB UE │ │ │──── UECapabilityEnquiry ─────►│ │ (rrc-RequestedFreqBands, │ │ requestedCapabilityInfo) │ │ │ │◄─── UECapabilityInformation ──│ │ (ue-CapabilityRAT-ContainerList)│ │ │ ▼ gNB 存储 UE 能力 │2.7.2 UE 能力结构UE-NR-Capability :: SEQUENCE { accessStratumRelease AccessStratumRelease, pdcp-Parameters PDCP-Parameters, rlc-Parameters RLC-Parameters, mac-Parameters MAC-Parameters, phy-Parameters Phy-Parameters, rf-Parameters RF-Parameters, measAndMobParameters MeasAndMobParameters, fdd-Add-UE-NR-Capabilities ..., tdd-Add-UE-NR-Capabilities ..., fr1-Add-UE-NR-Capabilities ..., fr2-Add-UE-NR-Capabilities ..., featureSetCombinations ..., ... }关键能力项:支持的频段组合 (Band Combinations)MIMO 层数载波聚合 (CA) 组合双连接 (MR-DC) 组合ROHC Profile 支持加密/完整性算法支持R16 特性支持 (CHO, DAPS, IAB 等)2.8 RRC_INACTIVE 特有过程2.8.1 RNA (RAN Notification Area)RAN 通知区域 (RNA): ┌─────────────────────────────────────┐ │ RNA 定义: │ │ UE 在 RRC_INACTIVE 状态下可以在 │ │ RNA 内移动而不通知网络 │ │ │ │ RNA 配置方式: │ │ 1. 小区列表 (显式配置) │ │ 2. RAN Area ID 列表 │ │ └── RAN Area {TAI, RAN-AreaCode}│ └─────────────────────────────────────┘2.8.2 RNA 更新 (RNA Update)触发条件:UE 移出配置的 RNA周期性 RNA 更新定时器 (T380) 超时UE gNB │ │ │──── RRCResumeRequest ────────►│ │ (resumeCause rna-Update)│ │ │ │◄─── RRCResume ───────────────│ │ 或 │ │◄─── RRCRelease ──────────────│ │ (含 suspendConfig, │ │ 新 RNA 配置) │ │ │ ▼ 更新 RNA 配置, 回到 INACTIVE │2.8.3 RAN 寻呼RAN 寻呼流程: ┌──────────────────────────────────────────┐ │ 下行数据到达最后服务 gNB │ └──────────────┬───────────────────────────┘ │ ▼ ┌──────────────────────────────────────────┐ │ 最后服务 gNB 向 RNA 内所有 gNB │ │ 发送 RAN Paging 消息 │ └──────────────┬───────────────────────────┘ │ ▼ ┌──────────────────────────────────────────┐ │ RNA 内所有 gNB 在寻呼时机发送 Paging │ │ (PagingRecord 含 fullI-RNTI) │ └──────────────┬───────────────────────────┘ │ ▼ ┌──────────────────────────────────────────┐ │ UE 收到寻呼, 触发 RRC Resume 过程 │ └──────────────────────────────────────────┘2.9 其他重要功能2.9.1 SCell 管理SCell 操作: │ ├── SCell 添加 │ └── RRCReconfiguration 中的 sCellToAddModList │ ├── SCell 释放 │ └── RRCReconfiguration 中的 sCellToReleaseList │ ├── SCell 激活/去激活 │ └── MAC CE (快速) 或 RRC (配置初始状态) │ ├── SCell 休眠 (R16) │ └── 降低功耗的中间状态 │ - 保持 CSI 测量 │ - 不监听 PDCCH │ └── PSCell 变更 └── ReconfigurationWithSync2.9.2 BWP 管理BWP (Bandwidth Part) 配置: ┌──────────────────────────────────────────┐ │ ServingCellConfig: │ │ downlinkBWP-ToAddModList │ │ uplinkBWP-ToAddModList │ │ │ │ BWP 类型: │ │ - initialBWP (初始 BWP) │ │ - defaultBWP (默认 BWP) │ │ - firstActiveBWP (首个激活 BWP) │ │ │ │ BWP 切换: │ │ - DCI-based (动态) │ │ - Timer-based (bwp-InactivityTimer) │ │ - RRC-based (重配置) │ └──────────────────────────────────────────┘2.9.3 Sidelink RRC (NR V2X)Sidelink RRC 功能: │ ├── PC5-RRC 连接建立 │ └── 用于 NR V2X 单播通信 │ ├── Sidelink UE 信息 │ ├── SidelinkUEInformationNR (UE → gNB) │ └── 报告 Sidelink 相关 QoS 需求 │ ├── Sidelink RRC 重配置 │ └── RRCReconfigurationSidelink │ ├── Sidelink 测量 │ └── CBR (Channel Busy Ratio) 测量上报 │ └── Sidelink DRX 配置 └── 省电机制2.9.4 IAB (Integrated Access and Backhaul, R16)IAB RRC 功能: │ ├── IAB-MT (Mobile Termination) │ └── 类似 UE 的 RRC 过程 │ - RRC 建立 │ - 测量和移动性 │ - RRC 重配置 │ ├── IAB-DU (Distributed Unit) │ └── F1-AP 配置通过 RRC 传递 │ ├── BH RLC Channel 配置 │ └── 回传链路的 RLC channel 配置 │ └── IP 地址配置 └── IAB 节点 IP 地址分配2.9.5 NPN (Non-Public Network, R16)NPN 类型: │ ├── SNPN (Standalone NPN) │ └── 独立 NPN, 不依赖 PLMN │ └── 使用 NID (Network Identifier) │ └── PNI-NPN (Public Network Integrated NPN) └── 集成在 PLMN 中的 NPN └── 使用 CAG (Closed Access Group)2.10 ASN.1 消息结构概览2.10.1 消息类型-- RRC 消息类定义 BCCH-BCH-Message :: SEQUENCE { message BCCH-BCH-MessageType } BCCH-DL-SCH-Message :: SEQUENCE { message BCCH-DL-SCH-MessageType } DL-CCCH-Message :: SEQUENCE { message DL-CCCH-MessageType } DL-DCCH-Message :: SEQUENCE { message DL-DCCH-MessageType } PCCH-Message :: SEQUENCE { message PCCH-MessageType } UL-CCCH-Message :: SEQUENCE { message UL-CCCH-MessageType } UL-CCCH1-Message :: SEQUENCE { message UL-CCCH1-MessageType } UL-DCCH-Message :: SEQUENCE { message UL-DCCH-MessageType } Sidelink-DCCH-Message :: SEQUENCE { message Sidelink-DCCH-MessageType } -- 逻辑信道映射 BCCH-BCH → MIB BCCH-DL-SCH → SIB1, SystemInformation DL-CCCH → RRCSetup, RRCReject, RRCReestablishment DL-DCCH → RRCReconfiguration, RRCResume, RRCRelease, SecurityModeCommand, UECapabilityEnquiry, DLInformationTransfer, etc. PCCH → Paging UL-CCCH → RRCSetupRequest, RRCResumeRequest, RRCReestablishmentRequest, RRCSystemInfoRequest UL-CCCH1 → RRCResumeRequest1 UL-DCCH → RRCSetupComplete, RRCReconfigurationComplete, RRCReestablishmentComplete, MeasurementReport, SecurityModeComplete, etc.2.10.2 关键 IE 类型-- 常见信息元素 RRC-TransactionIdentifier :: INTEGER (0..3) PLMN-Identity :: SEQUENCE { mcc MCC, mnc MNC } MCC :: SEQUENCE (SIZE (3)) OF MCC-MNC-Digit MNC :: SEQUENCE (SIZE (2..3)) OF MCC-MNC-Digit RNTI-Value :: BIT STRING (SIZE (16)) PhysCellId :: INTEGER (0..1007) ServCellIndex :: INTEGER (0..31) -- MCG SCellIndex :: INTEGER (1..31) BWP-Id :: INTEGER (0..4) ARFCN-ValueNR :: INTEGER (0..3279165)三、与其他标准的脉络关系图3.1 RRC 与其他层的关系┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ NAS (5GMM/5GSM) │ │ TS 24.501 │ ├─────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ ← RRC (TS 38.331) → │ │ │ │ ┌───────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ RRC 配置接口: │ │ │ │ │ │ │ │ PDCP-Config ──────────────► PDCP (TS 38.323) │ │ │ │ - 安全算法, ROHC, 复制等 │ │ │ │ │ │ │ │ RLC-BearerConfig ─────────► RLC (TS 38.322) │ │ │ │ - RLC 模式, SN 长度, 定时器等 │ │ │ │ │ │ │ │ MAC-CellGroupConfig ──────► MAC (TS 38.321) │ │ │ │ - BSR, SR, DRX, LCP 等 │ │ │ │ │ │ │ │ PhysicalCellGroupConfig ──► PHY (TS 38.2xx) │ │ │ │ - PDCCH, PUCCH, PUSCH, SRS 等 │ │ │ └───────────────────────────────────────────────────────┘ │ ├─────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ 层二/层一 │ └─────────────────────────────────────────────────────────────┘3.2 规范交互矩阵规范交互内容方向TS 38.300NR 总体架构, RRC 状态定义参考TS 38.304IDLE/INACTIVE 态过程引用TS 38.321MAC 配置, RA, SCell 激活配置下发TS 38.322RLC 配置配置下发TS 38.323PDCP 配置, 安全参数配置下发TS 38.133测量性能要求测量配置依据TS 38.331 (S1/NGAP)通过 RRC 透明传输的 NAS透传TS 33.501安全算法, 密钥派生安全参数TS 38.401NG-RAN 架构参考TS 37.340MR-DC 架构双连接配置TS 38.174IABIAB RRC3.3 数据流路径RRC 消息 → PDCP → RLC → MAC → PHY → 空口 → PHY → MAC → RLC → PDCP → RRC 控制面信令流程: ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐ │ RRC │───►│ PDCP │───►│ RLC │───►│ MAC │ │ 38.331 │ │ 38.323 │ │ 38.322 │ │ 38.321 │ └──────────┘ └──────────┘ └──────────┘ └──────────┘四、R15 → R16 演进详解4.1 条件切换 (CHO)R15: 仅支持基于测量的立即切换R16: 新增条件切换预配置多个候选目标条件满足后 UE 自主执行降低切换失败率4.2 DAPS 切换R16 新增: 双激活协议栈切换切换过程中维持源连接实现 0ms 中断适用于 URLLC 场景4.3 NR-U 支持新增非授权频谱的 RRC 配置LBT 相关参数配置信道接入优先类别4.4 IAB 支持IAB-MT 的 RRC 功能BH RLC Channel 配置IAB 节点 IP 地址分配4.5 NPN (非公共网络)SNPN 和 PNI-NPN 的 RRC 支持NID 和 CAG 配置网络选择和小区重选增强4.6 节电增强SCell 休眠状态增强的 DRX 配置UE 辅助信息扩展4.7 Sidelink 增强NR V2X 增强 Sidelink RRCPC5-RRC 连接管理Sidelink DRX4.8 定位增强NR 定位的 RRC 配置定位 SRS 配置PRS 配置和测量4.9 MIMO 增强eMIMO RRC 参数增强的 CSI 报告配置Multi-TRP 配置五、延伸阅读5.1 相关 3GPP 规范规范内容关系TS 38.300NR 总体描述总体架构TS 38.304UE 空闲态和去激活态过程IDLE/INACTIVETS 38.321MAC 协议下层配置TS 38.322RLC 协议下层配置TS 38.323PDCP 协议下层配置TS 38.133NR 无线资源管理测量性能TS 38.211-38.214物理层PHY 配置TS 38.401NG-RAN 架构架构参考TS 37.340MR-DC双连接TS 38.174IAB接入回传一体化TS 33.501安全架构安全参数TS 24.501NAS 协议上层信令TS 38.413NGAPNG 接口信令TS 36.331LTE RRC异系统参考5.2 参考书籍5G NR: The Next Generation Wireless Access Technology(Dahlman et al.) — 第 6 章 RRC5G NR: Architecture, Technology, Implementation(Ahmadi) — 第 10 章 RRC5G System Design: Architectural and Functional Considerations(Marsch et al.)5G Core Networks: Powering Digitalization(Rommer et al.) — 与核心网交互NR RRC Protocol: A Practical Guide— RRC 信令流程详解5.3 实用资源3GPP 规范: https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/38_series/38.331/开源实现:OpenAirInterface 5G:openair2/RRC/NR/srsRAN:lib/rrc/,src/stack/rrc/free5GRAN: RRC 模块RRC 消息分析工具:Wireshark (含 NR RRC 解析器)QXDM / QCAT (高通工具)Accuver XCAL5.4 关键 ASN.1 资源3GPP 官方 ASN.1: https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/38_series/38.331/ (附带的 .asn 文件)ASN.1 编译器: asn1c, OSS ASN.1NR RRC ASN.1 在线解析工具文档版本: 1.0生成日期: 2026-07-28适用版本: 3GPP TS 38.331 V16.x.x (Release 16)作者声明: 本文档仅供技术学习参考具体实现请以 3GPP 官方规范为准。TS 38.331 是 NR 规范中最庞大的协议之一正文超过 500 页本文仅作关键要点解读完整细节请查阅官方规范。系列导航上一篇见系列第 10 篇下一篇见系列第 12 篇返回系列开篇与全部目录《3GPP 5G NR 协议与射频指标深度解读写在系列之前》