Introduction

L’établissement de bearer radioélectrique de signalisation SRB [1,2] (Signaling Radio Bearer) permettent l’échanges de messages RRC et de messages NAS (couches supérieures) entre l’UE (User Equipment) et la station de base.

Figure 1 : Les supports de signalisation SRB

Jusqu’à la spécification R.14, le réseau d’accès radioélectrique 4G E-UTRAN supporte 3 types de SRB numérotés de 0 à 2. La spécification 3GPP propose le bearer SRB4 à partir de la R.15 [3].

La 5G-NSA introduit un SRB supplémentaire (SRB3) pour l’échange de message RRC entre l’UE et le nœud radioélectrique secondaire SN (Secondary Node) et une séparation des SRB1 et SRB2 nommés respectivement Split SRB1 et Split SRB2.

L’inteface NB-IoT présente le bearer SRB1bis.

L’interface 5G reprend les notions de bearer SRB0 à SRB2.

Les messages échangés entre un UE et une station de base doivent être protégés (chiffrement), authentifiés (intégrité) et sur des allocations de ressources spécifiques (des blocs de ressources physiques PRB alloués à l’UE, éventuellement PRB alloués à plusieurs UE dans le cas d’un multiplexage d’accès non orthogonal NOMA).
Toutefois, lorsque le mobile est à l’état de veille RRC_IDLE, son interface radioélectrique est déconnectée de la station de base. L’UE écoute les informations émises par la station de base (MIB/SIB, Synchronisation, Paging) mais ne transmet aucun message dans le canal dédié PUCCH/PUSCH vers la station de base. Le mobile peut uniquement émettre un message de demande d’accès aléatoire sur le canal commun PRACH et recevoir la réponse sur le canal commun logique CCCH. Des requêtes de signalisation peuvent être émises au cours de cette procédure.

Ainsi, lorsque l’UE souhaite passer de l’état RRC_IDLE à l’état RRC_CONNECTED (cf. article précédent), il doit dans un premier temps signifier sa présence à la station de base en transmettant sa demande sur le canal de contrôle commun. Il s’agit de la procédure d’accès aléatoire RACH (Random Access Channel).

On définit ainsi l’établissement des bearers radioélectrique de signalisation SRB de la
manière suivante :

• SRB0 correspond à l’échange de signalisation entre l’UE et la station de base lors de la procédure d’accès aléatoire. L’échange entre l’UE et la station de base se fait sur le canal de contrôle commun CCCH, en mode transparent TM-RLC. Les échanges RRC ne sont pas sécurisés (pas de chiffrement, ni d’intégrité). Le bearer SRB0 permet d’allouer des ressources radioélectriques dédiées au mobile pour basculer sur la canal dédié DCCH (Dedicated Control Channel)
• SRB1 permet l’échange de messages RRC et de messages NAS encapsulés dans le message RRC sur le canal DCCH. Le bearer SRB1 permet l’activation du mode de sécurité entre l’UE et la station de base. Pour activer le mode de sécurité, les premiers messages RRC transmis sur le bearer SRB1 sont non chiffrés mais authentifiés par un sceau MAC. Le dernier message est quant à lui chiffré et authentifié. La transmission se fait en mode acquitté RLC-AM.
  • Pour les terminaux NB-IoT, le bearer de signalisation se nomme SRB1bis
• SRB2 permet l’échange de message RRC sécurisés. La transmission se fait en mode acquitté RLC-AM.
  • Pour les terminaux NB-IoT, le bearer de signalisation SRB2 n’est pas
    applicable.
• SRB4 (R.15) est configuré sur le réseau d’accès E-UTRAN pour transmettre des
  mesures au niveau de la couche applicative. Ces mesures sont portées par le canal DCCH
  • Pour les terminaux NB-IoT, le bearer de signalisation SRB4 n’est pas
    applicable

Le bearer SRB0 étant utilisé pour la procédure d’accès aléatoire, ses objectifs sont :

• D’établir une connexion radioélectrique via le message RRC Connection Setup en 4G ou RRC Setup en 5G
• De ré-établir la connexion radioélectrique en cas d’échec via le message RRC Connection Re-establishment Request en 4G ou RRC Re-establishment Request en 5G
• De permettre l’échange de données pour les terminaux LTE BL/CE UE selon
  l’optimisation du plan de contrôle C-IoT EPS optimization ou l’optimisation du plan
  de données U-IoT EPS Optimization.
• De ré-activer la connexion radioélectrique lorsque le mobile est :
  • à l’état RRC_IDLE via le message RRC Connexion Resume Request à partir de la R.13 [4] sur un cœur de réseau 4G EPC
  • à l’état RRC_INACTIVE via le message RRC Resume Request à partir de la
    R.15 sur un ceour de réseau 5GC

Le bearer SRB1 a pour objectif d’activer la sécurité AS (Access Stratum) entre l’UE et la
station de base et prépare ainsi l’établissement du bearer SRB2. Les messages émis sur le bearer SRB1 sont prioritaires par rapport aux messages émis sur le bearer SRB2.

Le bearer SRB2 est utilisé pour transporter des messages NAS encapsulés dans les requêtes RRC.

Le bearer SRB4 porte les informations sur les mesures relatives à la couche applicative QoE Measurement Collection [5].

Pour l’interface LTE, les messages RRC transmis sont présentés dans le tableau ci-dessous :

Tableau 1 : Les bearers SRB et les messages associés sur l’interface LTE [6]

Pour l’interface 5G NR, les messages RRC transmis sont présentés dans le tableau ci-dessous :

Tableau 2 : Les bearers SRB et les messages associés sur l’interface 5G NR [2]

5G NSA
Le bearer de signalisation SRB3 (R.15) est spécifique au mode MR-DC (EN-DC pour le cas de la 5G-NSA) sur le canal DCCH. La transmission se fait en mode acquitté RLC-AM.

Le support SRB3 permet un échange direct entre l’UE et la nœud radioélectrique secondaire SN (Secondary Node). Le bearer SRB3 est optionnel. L’établissement du SRB3 est décidé par le nœud secondaire.

Tableau 3 : Le bearer SRB3

Références :
[1] TS 36.331 v17
[2] TS 38.331
[3] TS 36.331v15.3.0
[4] TS 36.331, Release 13, version 13.2.0
[5] TS 26.247
[6] https://www.rfwireless-world.com/Tutorials/LTE-signalling-radio-bearers.html