WCDMA無線網(wǎng)絡接口和流程教材

WCDMA無線網(wǎng)絡接口和流程1課程目標了解UTRAN的相關接口協(xié)議和功能了解無線側的基本信令流程和基本呼叫流程學習完本課程，您將能夠：2課程內(nèi)容 T第一章UTRAN網(wǎng)絡結構第二章UTRAN接口協(xié)議和功能第三章基本信令流程3UTRAN UMTSTerrestrialRadioAccessNetworkCN CoreNetworkUE UserEquipmentIuUTRANUEUuCNUMTS體系結構4RNSRNCRNSRNCCoreNetworkNodeBNodeBNodeBNodeBIuIuIurIubIubIubIubUTRAN體系結構5接口協(xié)議結構的原則是層與平面在邏輯上相互獨立，如果需要，在將來的協(xié)議版本協(xié)議層、甚至一個平面內(nèi)的所有層可以改變。UTRAN接口的一般協(xié)議模型6TEMTUTRANCNIuEDGENODECNGatewayTEUMTSUTRAFDD/TDDServicePhysicalBearerServiceRadioBearerServiceIuBearerServiceBackboneNetworkServiceRadioAccessBearerServiceCNBearerServiceUMTSBearerServiceTE/MTLocalBearerServiceExternalBearerServiceEnd-to-EndServiceUTRANradiointerfaceBearerservice:承載業(yè)務。具有能力、延遲、BER的信息傳播途徑。UMTS承載分層結構7UE的工作模式UE有兩種基本的運行模式：空閑模式和連接模式空閑模式：UE處于待機狀態(tài)，沒有業(yè)務的存在，UE和UTRAN之間沒有連接，UTRAN內(nèi)沒有任何有關此UE的信息；通過非接入層標識如IMSI、TMSI或P-TMSI等標志來區(qū)分UE；連接模式：當UE完成RRC連接建立時，UE才從空閑模式轉移到連接模式；

在連接模式下，UE有4種狀態(tài)：Cell-DCH,Cell-FACH,Cell-PCH,URA-PCH8UE在連接模式下的狀態(tài)Cell-DCH：

UE處于激活狀態(tài)，正在利用自己專用的信道進行通信，上下行都具有專用信道，UTRAN準確的知道UE所位于的小區(qū)中Cell-FACH

UE處于激活狀態(tài)，但是上下行都只有少量的數(shù)據(jù)需要傳輸，不需要為此UE分配專用的信道，下行的數(shù)據(jù)在FACH上傳輸，上行在RACH上傳輸，下行需要隨時監(jiān)聽FACH上是否有自己的信息，UTRAN準確的知道UE所位于的小區(qū)，保留了UE所使用的資源，所處的狀態(tài)等信息。9CELL_DCHCELL_FACHCELL_PCHURA_PCHIDLEDEAD-搜索網(wǎng)絡(PLMN)-“駐扎”小區(qū)(campon)-偵聽pagingchannel-小區(qū)重選-專用信道-Radiobearers傳輸業(yè)務-高層信令觸發(fā)(CN)-減少活動，DRX，節(jié)電RRCconnection這些狀態(tài)只用與UTRAN與UE，對CN來說，這些狀態(tài)是透明的

UE狀態(tài)示意圖10UE在連接模模式下的狀態(tài)態(tài)Cell-PCH

UE上下行都沒沒有數(shù)據(jù)傳送送，需要監(jiān)聽聽PICH，，以便收聽尋尋呼，因此UE此時進入入非連續(xù)接收收，可有效的的節(jié)電。UTRAN準準確的知道UE所位于的的小區(qū)，這樣樣，UE所所位于的小區(qū)區(qū)變化后，UTRAN需需要更新UE的小區(qū)信息息。URA-PCH

UE上上下行都沒有有數(shù)據(jù)傳送，，需要監(jiān)聽PICH，進進入非連續(xù)接接收，UTRAN只知知道UE所位位于的URA（UTRANRegistrationArea，，一個URA包含多個小小區(qū)），也就就是說，UTRAN只在在UE位于的的URA發(fā)生生變化后才更更新其位置信信息，這樣更更加節(jié)約了資資源，減少了了信令。11ServingRNC與DriftRNCCNSRNCDRNCIuIur在WCDMA系系統(tǒng)中中，由由于Iur接口的的引入入而產(chǎn)產(chǎn)生了了SRNC/DRNC的的概念念。SRNC和和DRNC都是是對于于某一一個具具體的的UE來說說的,是邏邏輯上上的一一個概概念。。簡單的的說，，對于于某一一個UE來來說，，其與與CN之間間的連連接中中，直直接與與CN相連連，并并對UE的的所有有資源源進行行控制制的RNC叫該該UE的SRNC。。UE與與CN之間間的連連接中中，與與CN沒有有連接接，僅僅為UE提提供資資源的的RNC叫叫該UE的的DRNC。處于連連接狀狀態(tài)的的UE必須須而且且只能能有一一個SRNC，，可以以有0個或或者多多個DRNC12CRNCCRNCIubNodeBCellCellCellNodeB...CNIuCRNC是對于于某一一個NodeB(或者者Cell)來來說的的直接和和某NodeB相相連接接，對對該NodeB資資源的的使用用進行行控制制的RNC叫該該NodeB的ControlRNC一個NodeB有有且只只能有有一個個CRNCCRNC對對其控控制的的所有有NodeB的資資源進進行合合理的的分配配和使使用13SourceRNC與與TargetRNCCNCNSourceRNCTargetRNCServingRNCIuIuIurRNCSRNSRelocation就是是將某某個UE的的SRNC的角角色由由一個個RNC轉轉到另另外一一個RNC的的過程程.SRNSRelocation前，，該UE的的SRNC(ServingRNC)叫SourceRNC，即即將將承擔擔SRNC角色色的目目標RNC叫TargetRNC.SourceRNC和和TargetRNC是在在一次次SRNSRelocation過過程中中對于于不同同RNC的的稱謂謂.14思考題題UTRAN網(wǎng)絡絡具有有哪些些接口口？UE具具有哪哪些工工作模模式？？ServingRNC、DriftRNC、CRNC、、SourceRNC、TargetRNC的的區(qū)別別是什什么？？15本章小小結本章主主要介介紹了了UTRAN網(wǎng)網(wǎng)絡的的一些些基本本知識識。16課程內(nèi)內(nèi)容T第一章章UTRAN網(wǎng)絡絡結構構第二章章UTRAN接口口協(xié)議議和功功能第三章章基基本信信令流流程17第二章章UTRAN接口口協(xié)議議和功功能Iu接接口Iur接口口Iub接口口Uu接接口18Iu接接口體體系結結構19Physical(FullRateE1orSTM1Optical)ATMLowerLayersAAL2AAL5-SAALNNIMTP3-BIPQ.2150Q.2630Q.AAL2FrameProtocolUnrestrictedDigitalVoiceDataSCCPRANAPUDPGTP-UPacketBearerCSBearerPSBearerControlSignalingRANAP:RadioAccessNetworkApplicationPartIu接接口協(xié)協(xié)議棧棧結構構20移動性性管理理功能能位置區(qū)區(qū)報告告SRNSRelocationRNC間硬硬切換換和系系統(tǒng)間間切換換無線接入承承載（RAB）管理理功能RAB的建建立，更改改，釋放Iu數(shù)據(jù)傳傳輸正常數(shù)據(jù)傳傳輸異常數(shù)據(jù)傳傳輸UE-CN連接信息息的透明傳傳輸Iu接口功功能（1））21尋呼（Paging)Iu釋放安全性模式式控制過載控制公共UEID（IMSI））的管理Iu信令跟跟蹤管理Iu接口異異常管理CBS(CellBroadcastService)控制制Iu接口功功能（2））22第二章UTRAN接口協(xié)議議和功能Iu接口Iur接口口Iub接口口Uu接口23Iur接口口邏輯模型型24Physical(FullRateE1orSTM1Optical)ATMLowerLayersAAL2AAL5-SAALNNIMTP3-BQ.2150Q.2630Q.AAL2FrameProtocolUnrestrictedDigitalVoiceDataSCCPRNSAPRLC/MACCSBearerControlSignalingRNSAP:RadioNetworkSubsystemApplicationPartIur接口口協(xié)議棧結結構25支持RNC間移動性性的基本功功能支持SRNCrelocationRNC間的的CellUpdate和和URAUpdateRNC間尋尋呼報告協(xié)議錯錯誤專用信道功功能切換時，在在DRNC中建立、、更改、釋釋放專用信信道Iur接口上DCH傳輸塊塊的傳輸通過專用測測量報告過過程和過慮慮控制管理理DRNS中的無線線鏈路RL的管理理，壓縮模模式的管理理Iur接口口功能26公共信道功功能Iur接口口上公共傳傳輸信道的建立，刪刪除，公公共傳輸信信道用于傳傳輸DRNC中處于于公共信道道狀態(tài)UE的信息將MAC-d和MAC-c相相分離MAC-d和MAC-c之間間的流控全局資源管管理（GlobalResourceManagement)RNC間公公共測量RNC間NodeB定時信信息傳輸Iur接口口功能27第二章UTRAN接口協(xié)議議和功能Iu接口Iur接口口Iub接口口Uu接口28Physical(FullRateE1orSTM1Optical)ATMLowerLayersAAL2AAL5-SAALUNINBAPQ.2150Q.2630Q.AAL2FrameProtocolRLC/MACRRCMSSignalingCC/MM/RRUnrestrictedDigital/VoicePacketCSBearerPSBearerControlSignalingNBAP:NodeBApplicationPart RRC:RadioResourceControlRLC:RadioLinkControlMAC:MediumAccessControlIub接口口協(xié)議棧29公共功能公共傳輸信信道管理Iub公共信道數(shù)數(shù)據(jù)傳輸NodeB邏輯O&M（小區(qū)區(qū)配置，故故障管理，，閉塞等維維護功能））系統(tǒng)信息管管理公共測量資源核查異常管理定時和同步步管理Iub接口口功能（1）30專用功能專用傳輸信信道管理無線鏈路（（RL）監(jiān)監(jiān)控專用測量管管理定時和同步步管理上行外環(huán)功功控Iub專用用數(shù)據(jù)傳輸輸下行功率漂漂移的平衡衡壓縮模式控控制Iub接口口功能（2）31第二章UTRAN接口協(xié)議議和功能Iu接口Iur接口口Iub接口口Uu接口32Uu接口協(xié)協(xié)議棧結構構33傳輸信道復復用和碼組組合信道解解復用碼組合傳輸輸信道到物物理信道的的映射宏分集合并并/分發(fā)和和軟切換執(zhí)執(zhí)行傳輸信道錯錯誤檢測，，并向高層層指示FEC編解解碼和交織織/去交織織速率匹配功率加權和和物理信道道合并閉環(huán)功率控控制開環(huán)功控Uu接口L1功能（（1）34調制/解調調和擴頻/解擴頻率和時間間(chip,bit,slot,frame)同步測量并向高高層指示壓縮模式支支持收發(fā)分集其他基帶處處理功能Uu接口L1功能（（2）35

AS

L2

GC

Nt

DC

RRC(L3)

RLC

PHY(L1)

PDCP

BMC

MAC

邏輯信道

傳輸信道

Control

SAP's

Control

SAP

Radio

(Access)

Bearers

物理信道

MAC:媒媒體接入入控制36邏輯信道到到傳輸信道道的映射根據(jù)瞬時數(shù)數(shù)據(jù)速率選選擇傳輸格格式UE內(nèi)不同同數(shù)據(jù)流的的優(yōu)先級處處理動態(tài)調度UE之間優(yōu)優(yōu)先級處理理公共傳輸信信道上標示示不同UE在公共傳輸輸信道上，，復用/分分解高層PDU進入入/從傳輸輸塊集,該該傳輸塊集集來自/發(fā)發(fā)送到物理理層在專用傳輸輸信道上，，復用/分分解高層PDU進入入/從傳輸輸塊集,該該傳輸塊集集來自/發(fā)發(fā)送到物理理層業(yè)務量測量量動態(tài)傳輸信信道類型切切換加密MAC功能能37{XOR}TransportChannels(L1CharacteristicsDependent)PCHBCHFACHRACHDCHS-CCPCHP-CCPCHPhysicalChannelsPRACHDPDCHLogicalChannels(DataDependent)PCCHDCCHDTCHDecicatedLogicalChannelCipherOnBCCHCCCHCTCHHigherLayerdataPagingSystemInfoSignallingCellBroadcastServiceSignallingandUserdataDTCHDTCHMAC:邏邏輯信道道映射(UE)38通過變更每每TTI(TransmissionTimeInterval,為10ms整數(shù)倍)內(nèi)傳送量來來控制瞬時時比特速率率TransportBlock(TB):從邏輯信道道上來的需需要傳送的的一個比特特序列TransportBlockSize:TB的大小TransportBlockSet:在一個TTI中傳送送的一組TB(從邏邏輯信道上上復用)TransportBlockSetSize:TBS中包包含所有的的比特長度度TransportBlock,TB#1TB#2TB#nTransportBlockSizeTransportBlockSetTransportBlockSetSize=TransportBlockSizexNTransportTimeInterval,TTItMAC:TransportFormationSelection39TFCSTransportFormat(TF)定義TransportBlockSet(TransportBlockSize,TransportBlockSetSize)TrCH#1TFSTFTrCH#2TrCH#3TrCH#4TFCTransportFormatSet(TFS):一個傳輸信信道可能的的TF集合MAC在每個TTI選擇其中的的一個TFTransportFormatCombination(TFC):每個TTI，不同傳輸信信道選定的的TF的集合TransportFormatCombinationSet(TFCS):定義所有TFC可能的組合合情況這樣MAC能夠進行不不同傳輸信信道的動態(tài)態(tài)傳輸速率率控制MAC:TransportFormationSelection40AS

L2

GC

Nt

DC

RRC(L3)

RLC

PHY(L1)

PDCP

BMC

MAC

Control

SAP's

Control

SAP

Radio

(Access)

Bearers

邏輯信道

傳輸信道

物理信道

RLC:無無線鏈路路控制41分段、組裝裝和填充用戶數(shù)據(jù)傳傳輸使用不同的的傳輸模式式進行差錯錯糾正順序傳遞高高層PDU、復制制檢查流量控制序列號檢查查（UM））協(xié)議錯誤檢檢測和恢復復加密掛起/恢復復功能RLC功能能42AS

L2

GC

Nt

DC

RRC(L3)

RLC

PHY(L1)

PDCP

BMC

MAC

邏輯信道

傳輸信道

Control

SAP's

Control

SAP

Radio

(Access)

Bearers

物理信道

PDCP：：分組數(shù)據(jù)據(jù)轉換協(xié)議議

BMC：廣播多多播控制協(xié)協(xié)議43映射網(wǎng)絡PDU從網(wǎng)網(wǎng)絡協(xié)議到到RLC協(xié)協(xié)議頭壓縮/解解壓縮，以以減少上層層數(shù)據(jù)中的的冗余控制制信息，提提高空中接接口傳輸效效率TCP/IP(RFC2507)-Non-realtimeIPRTP/UDP/IP(RFC3095,ROHC)inRel4-RealtimeIP(e.g.VoIP)支持無損遷遷移(LosslessSRNSRelocation)緩存、重發(fā)發(fā)高層數(shù)據(jù)據(jù)PDCP功功能44小區(qū)廣播消消息存儲業(yè)務量監(jiān)測測和CBS(CellBroadcastService)無線資源源請求BMC消息息調度傳送BMC消息到UE向上層傳送送BMC消消息BMC功能能45

AS

L2

GC

Nt

DC

RRC(L3)

RLC

PHY(L1)

PDCP

BMC

MAC

Control

SAP's

Control

SAP

Radio

(Access)

Bearers

邏輯信道

傳輸信道

物理信道

RRC:無無線鏈路路控制46系統(tǒng)信息廣廣播管理尋呼/通知知RRC連接接管理（建建立、重建建、維護和和釋放）無線承載管管理（建立立、重配置置和釋放）），以便為為非接入層層（NAS）提供服服務RRC連接接移動性管管理功能初始小區(qū)選選擇高層PDU路由請求的QoS控制并并映射到接接入層中不不同的資源源無線資源管管理和控制制RRC功能能（1）47RB，傳輸輸信道，物物理信道的的管理和控控制開環(huán)功控SRNSrelocation支持UE測量控控制和測量量報告加密控制，，完整性保保護CBS相關關功能（BMC配置置，CBS無線資源源分配請求求，CBS非連續(xù)接接收支持等等）RRC功能能（2）48本章小結本章分別對對UTRAN的四個個接口：Iu、Iur、Iub、Uu接口的協(xié)協(xié)議功能進進行了介紹紹。49課程內(nèi)容T第一章UTRAN網(wǎng)絡結構構第二章UTRAN接口協(xié)議議和功能第三章基基本信令流流程50第三章基基本信令流流程呼叫總體流流程網(wǎng)絡啟動流流程呼叫流程及及軟、硬切切換流程51呼叫總體流流程52第三章基基本信令流流程呼叫總體流流程網(wǎng)絡啟動流流程呼叫流程及及軟、硬切切換流程53.3.BCCH:SystemInformation1.SystemInformationUpdateRequestUENodeBRNCCNNBAPNBAPRRCRRC.4.BCCH:SystemInformationRRCRRC5.BCCH:SystemInformationRRCRRC.2.SystemInformationUpdateResponseNBAPNBAP系統(tǒng)信息廣廣播流程54第三章基基本信令流流程呼叫總體流流程網(wǎng)絡啟動流流程呼叫流程及及軟、硬切切換流程55CN發(fā)送尋尋呼消息，，指定UE與尋呼區(qū)區(qū)（CN負負責尋呼消消息的重發(fā)發(fā)）。SRNC根根據(jù)UE的的狀態(tài)發(fā)送送相應的尋尋呼消息。。尋呼流程(type1)56CN發(fā)送尋尋呼消息，，指定UE與尋呼區(qū)區(qū)（CN負負責尋呼消消息的重發(fā)發(fā)）。SRNC根根據(jù)UE的的狀態(tài)發(fā)送送相應的尋尋呼消息。。尋呼流程(type2)57UE在CCCH信道道發(fā)送RRC建立請請求消息，，帶有UE標志、能能力、原因因；SRNC如如果條件滿滿足，首先先根據(jù)需求求配置好NodeB，并建立立與NodeB的通通路；然后在CCCH信道道發(fā)送RRC連接建建立消息，，并等候UE從DCCH的響響應。RRC建立立流程(DCH)58當SRNC決定在公公共信道上上建立RRC連接的的時候，就就不需要再再配置NodeB并并建立SRNC與NodeB之間的數(shù)數(shù)據(jù)承載了了，因為都都已經(jīng)建立立好了。RRC建立立流程(CCCH)59UE與CN之間交換換DT消息息，如鑒權權、業(yè)務請請求、連接接建立等。。NAS信令令建立流程程60Iu接口上上的ALCAP建立立過程有多多次，允許許同時建立立多條用戶戶面的RAB；用戶面建立立完畢后，，UE進入入通話過程程。RAB建立立流程(DCH-DCH,同同步)61RAB建立立流程(DCH-DCH,異異步)62RAB建立立流程(RA/FA-RA/FA)63RAB建立立流程(RA/FA-DCH)64RAB修改改流程65傳輸信道重重配置流程程66物理信道重重配置流程程67被叫流程(RAN)68被叫流程(續(xù)1)(RAN)69被叫流程(續(xù)2)(RAN)70被叫流程(續(xù)3)(RAN)71被叫流程(續(xù)4)(RAN)72被叫流程(續(xù)5)(RAN)73軟切換宏分集："Macrodiversity"isaoperationstateinwhichaUserEquipmentsimultaneouslyhasradiolinkswithtwoormoreUTRANaccesspointsforthesoleaimofimprovingqualityoftheradioconnectionorprovidingseamless活動集：““ActiveSet”SetofradiolinkssimultaneouslyinvolvedinaspecificcommunicationservicebetweenanUserEquipmentandaUTRANaccesspoint軟切換相關關概念74NodeBRNCAirBridgeAirBridgeAirBridge軟切換流程程示意圖75同頻–不同碼Rake接受/分集合并NodeBRNCAirBridgeAirBridgeAirBridge軟切換流程程示意圖76同頻–不同碼RNC分集合并NodeBRNCAirBridgeAirBridgeAirBridge軟切換流程程示意圖77同頻–不同碼SRNC分集合并，DRNC透傳NodeBAirBridgeAirBridgeAirBridgeServingRNCDriftRNC軟切換流程程示意圖(SRNC-DRNC)78NodeBAirBridgeAirBridgeAirBridgeServingRNCRNC軟切換流程程示意圖(SRN遷遷移)79軟切換前軟切換后軟切換示意圖CNSRNCNodeBNodeBCNSRNCNodeBNodeBCNSRNCNodeBNodeB軟切換中軟切換流程程示意圖（（RNC內(nèi)內(nèi)）80DecisiontosetupnewRL7.DCCH:ActiveSetUpdateComplete6.DCCH:ActiveSetUpdateCommandUENodeB(new)SRNCNBAP1.RadioLinkSetupRequestNBAPNBAP2.RadioLinkSetupResponseNBAP3ALCAPIubDataTransportBearerSetupStartRXdescriptionDCH-FP4.DownlinkSynchronisationDCH-FPDCH-FP5.UplinkSynchronisationDCH-FPStartRXdescriptionRRCRRCRRCRRC軟切換流程程（RNC內(nèi)addbranch））81DecisiontodeleteaRL2.DCCH:ActiveSetUpdateComplete1.DCCH:ActiveSetUpdateCommandUENodeB(old)SRNCNBAP3.RadioLinkDeletionRequestNBAPNBAP4.RadioLinkDeletionResponseNBAPRRCRRCRRCRRCStopRXandTx5ALCAPIubTransportBearerrelease軟切換流程程（RNC內(nèi)delbranch））82軟切換前軟切換后無線鏈路同同時增加與與刪除CNSRNCRNCNodeBNodeBNodeBCNSRNCRNCNodeBNodeBNodeB軟切換流程程示意圖（（跨RNC）837.UplinkSynchronisationRNSAPRNSAP1.RadioLinkSetupRequestStartTXdescriptionRNSAPRNSAP4.RadioLinkSetupResponseNBAPNBAP2.RadioLinkSetupRequestNBAPNBAP3.RadioLinkSetupResponseStartRXdescriptionDecisiontosetupnewRLandreleaseoldRLNBAP10.RadioLinkDeletionRequestNBAPNBAP11.RadioLinkReleaseResponseStopRXandTX12.ALCAPIubDataTransportBearerReleaseRRCRRC9.DCCH:ActiveSetUpdateCompleteRRCRRC8.DCCH:ActiveSetUpdateCommand[RadioLinkAddition&Deletion]NBAPUENodeBDriftRNSNodeBServingRNSDriftRNCServingRNCALCAPIurBearerSetup5.ALCAPIubDataTransportBearerSetupDCH-FPDCH-FPDCH-FPDCH-FP6.DownlinkSynchronisation軟切換流程程（跨RNC）84硬切換前硬切換后無線鏈路不不能夠同時時保存CNSRNCNodeBNodeBCNSRNCNodeBNodeB硬切換流程程示意圖（（RNC內(nèi)內(nèi)）85UENodeBSourceNodeBTargetSRNC8.DCCH:PhysicalChannelReconfigurationComplete6.DCCH:PhysicalChannelReconfiguration1.RadioLinkSetupRequest2.RadioLinkSetupResponse9.RadioLinkDeletionRequest10.RadioLinkDeletionResponse3ALCAPubDataTransportBearerSetup7.RadioLinkFailureIndicationRRCRRCNBAPNBAPNBAPRRCRRCNBAPNBAPNBAPNBAPDecidetohandoverStartRxStartTxDCH-FP4.DownlinkSynchronisationDCH-FPDCH-FP5.UplinkSynchronisationDCH-FPNBAPNBAPNBAP11.ALCAPIubDataTransportBearerRele