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文档简介

本资料来源3G(UMTS)网络与协议Page33G(UMTS)网络与协议1.3G综述2.关键技术3.UE的初始接入过程5.HSDPA业务过程分析6.总结4.CS业务呼叫流程Page43G(UMTS)网络与协议1.3G综述2.关键技术3.UE的初始接入过程5.HSDPA业务过程分析6.总结4.CS业务呼叫流程Page53G综述移动通信标准的演进网络拓扑结构的演进MO流程主要内容Page6EvolvementofMobileCommStandard1G(80s)NMT

AMPS

TACSJ-TACSOthersFDMA450/800/900MHz2G(90s)GSM900/1800/1900CDMAIS-95TDMAIS-136PDCTDMA、CDMA800/900/1800/1900MHz3G(2000)

IMT-2000CDMA+TDMA+FDMA2GHzPage73G目标和标准

3G目标3G标准

提供更高的带宽和全球漫游支持有线和无线通信服务的无缝融合支持电路交换和分组交换业务支持多媒体和实时业务对新业务提供更为灵活的支持WCDMACDMA2000TD-SCDMAPage83G标准组织ITUCWTS3GPP:ThirdGenerationPartnershipProject,3G伙伴计划Page93GPP标准Release99(R3)2000年3月正式发布Release4(R4)2001年3月正式发布Release5(R5)2002年3月正式发布Release6(R6)2005年3月正式发布Release7(R7)……21series

Requirementsspecifications

22series

Serviceaspects

23series

Technicalrealization

24series

Signallingprotocols

25series

UTRAaspects

26series

Codecs

27series

Data

28series

Reservedforfutureuse

29series

Signallingprotocols(NSS)

30series

Programmemanagement

31series

UIM(UserIdentityModule)

32series

OperationandMaintenance

33series

Securityaspects

34series

Testspecifications

35series

Algorithms

Page10UMTS发展历程(一)10k100k64k1M2M1k9899000102时间速率bps9.6SMSEDGE电路型分组型话音GPRS2.5代WCDMA

CDMA-2000TD-SCDMA3代HSCSDPage11UMTS发展展历历程程((二二))GSM只能能提提供供9.6kbps的电电路路型型数数据据业业务务。。高速速电电路路交交换换数数据据((HSCSD)可可提提供供n*9.6kbps的数数据据业业务务((目目前前n=6,用用户户最最高高数数据据速速率率为为57.6kbps)。。GPRS是一一种种面面向向无无连连接接的的技技术术,,提提高高了了对对无无线线资资源源的的利利用用率率。。速速率率可可达达171.2kbps。GSM和GPRS都可可以以采采用用新新的的高高电电平平调调制制方方式式EDGE,提高高调调制制的的有有效效性性,,用用户户数数据据速速率率可可达达384kbps。UMTS(UniversalMobileTelecommunicationsSystem,通通用用移移动动通通信信系系统统))是是采采用用WCDMA空中中接接口口技技术术的的第第三三代代移移动动通通信信系系统统。。可可提提供供高高达达2Mbps的空口口速率率。Page12UMTS系统构构成UTRAN(通用用陆地地无线线接入入网))处理理所有有与无无线有有关的的功能能CN(核心心网))处理理UMTS系统内内所有有的话话音呼呼叫和和数据据连接接,并并实现现与外外部网网络的的交换换和路路由功功能UTRAN、CN与UE(用户户设备备)一一起起构成成了整整个UMTS系统CN=PS+CSPage133G综述移动通通信标标准的的演进进网络拓拓扑结结构的的演进进MO流程主要内内容Page14UMTSR99网络结结构及及接口口Co-operatingNetworksUserEquipmentRadioAccessNetworkCoreNetworkNote:

Notallinterfacesare

shownandnamedBSCBTSUmAbisBSSFHLRDCEIRAUCEAGMSCGfGnSGSNGbGrGnSGSNGGSNGsGcGiGdIuCSMSC/VLRGHGpIuPSRNCNodeBUuIurIubRNCNodeBIubRNSRNSUTRANIurMECuorSIM-MEi/fUSIMSIMMSISDNPSTNPSPDNCSPDNPDN:-Intranet-Extranet-Internet-X.25SMSMSC/VLRSCFMESIM-MEi/fSIMMSPage15R99网络的的特点点与2G相比,,主要要改进进在无无线部部分R99核心网网在逻逻辑上上划分分为电电路域域和分分组域域电路域域基于于TDM承载技技术,,分组组域基基于GPRS技术接入网网和核核心网网之间间的Iu接口采采用ATM,适应应接入入网采采用新新的无无线技技术((WCDMA)核心网网仍采采用64KTDM交换Page16UMTSR4网络结结构及及接口口FHSS

(HLR)CAUCGfSGSNGrGnGcGiGdHSMSCo-operatingNetworksUserEquipmentRadioAccessNetworkCoreNetworkNote:

Notallinterfacesare

shownandnamedBTSUmAbisBSSFDCEIRAUCAGMSC

ServerGfGnGbGrSGSNGGSNGsGcGdIuCSMGWHGpIuPSRNCNodeBUuIurIubRNCNodeBIubRNSRNSUTRANIurMECuorSIM-MEi/fUSIMSIMMSISDNPSTNPSPDNCSPDNPDN:-Intranet-Extranet-InternetMSC/VLRServerSCFMESIM-MEi/fSIMMSMGWMSC/VLRServerMcNbNcMGWNbMcMcEGNcT-

SGWBSCCSMSSCFPage17R4网络的的特点点R4网络和和R99相比,,主要要的变变化在在CS域,PS域和无无线网网络基基本没没有变变化;;R4CS域基于于呼叫叫控制制与承承载分分离的的思想想,将将MSC分为MGW和MSCServer;R4核心网网内部部的信信令采采用IP传输;;在核心心网络络上体体现了了NGN的体系系构架架思想想;电路域域由TDM中心节节点交交换型型演进进为典典型的的分组组话音音分布布式体体系结结构,,业务务逻辑辑与底底层承承载相相分离离;Page18UMTSR5网络结结构及及接口口BTSUmAbisBSSARNCNodeBUuIurIubRNCNodeBIubRNSRNSUTRANIurMECuorSIM-MEi/fUSIMSIMMSMESIM-MEi/fSIMMSBSCFHSSCGfSGSNGrGnGcGdSMSCo-operatingNetworksUserEquipmentRadioAccessNetworkCoreNetworkFDCGMSC

ServerGfGnGbGrSGSNGGSNGsGcGdIuCSMGWGpIuPSMSC/VLRServerSCFMGWMSC/VLRServerMcNbNcMGWNbMcMcEGNcT-

SGWCSMSSCFIMSISDNPSTNPSPDNCSPDNPDN:-Intranet-Extranet-InternetPage19R5网络特特点是全IP组网的的第一一个版版本IPUTRAN(UniversalTerrestrialRadioAccessNetwork),无线线接入入部分分IP化增加IMSIP多媒体体域HSDPA(HighSpeedDownLinkPackageAccess)高速下下行分分组接接入,,最高高下行行速率率8~10Mbps将SIP(SessionInitialProtocol)作为呼呼叫控控制协协议引入IPV6增强的的QoS(QualityofService)Page20UMTS体系结结构Iu接口Iur接口Iub接口WCDMA无线接接口介介绍Page21UTRANUMTSTerrestrialRadioAccessNetworkCNCoreNetworkUEUserEquipmentIuUTRANUEUuCNUMTS体系结构Page22RNSRNCRNSRNCCoreNetworkNodeBNodeBNodeBNodeBIuIuIurIubIubIubIubUTRAN体系结结构Page23Iu接口体体系结结构Page24移动性性管理理功能能位置区区报告告SRNSRelocationRNC间硬切切换和和系统统间切切换无线接接入承承载((RAB)管理理功能能RAB的建建立立,,更更改改,,释释放放Iu数据据传传输输正常常数数据据传传输输异常常数数据据传传输输UE-CN连接接信信息息的的透透明明传传输输Iu接口口功功能能((1)Page25寻呼(Paging)Iu释放安全性模模式控制制过载控制制公共UEID(IMSI)的管理理Iu信令跟踪踪管理Iu接口异常常管理CBS(CellBroadcastService)控制Iu接口功能能(2)Page26支持RNC间移动性性的基本本功能支持SRNCrelocationRNC间的CellUpdate和URAUpdateRNC间寻呼报告协议议错误专用信道道功能切换时,,在DRNC中建立、、更改、、释放专专用信道道Iur接口上DCH传输块的的传输通过专用用测量报报告过程程和过虑虑控制管管理DRNS中中的无线线链路RL的管理,,压缩模模式的管管理Iur接口功能能Page27公共信道道功能Iur接口上公公共传输输信道的建立,,删除,,公共共传输信信道用于于传输DRNC中处于公公共信道道状态UE的信息将MAC-d和MAC-c相分离MAC-d和MAC-c之间的流流控全局资源源管理((GlobalResourceManagement)RNC间公共测测量RNC间NodeB定时信息息传输Iur接口功能能Page28公共功能能公共传输输信道管管理Iub公共信道道数据传传输NodeB逻辑O&M(小区配配置,故故障管理理,闭塞塞等维护护功能))系统信息息管理公共测量量资源核查查异常管理理定时和同同步管理理Iub接口功能能(1)Page29专用功能能专用传输输信道管管理无线链路路(RL)监控专用测量量管理定时和同同步管理理上行外环环功控Iub专用数据据传输下行功率率漂移的的平衡压缩模式式控制Iub接口功能能(2)Page30协议总体体结构Page31接口协议议结构的的原则是是层与平平面在逻逻辑上相相互独立立,如果果需要,,在将来来的协议议版本协协议层、、甚至一一个平面面内的所所有层可可以改变变。UTRAN接口的一一般协议议模型Page32MainReference––IuCSPage33MainReferencePoint––IuPSPage34MainReferencePoint--IubPage353G综述移动通信标标准的演进进网络拓扑结结构的演进进MO过程主要内容Page36UMTS系统为高层层(NAS,非接入层层)提供承承载,所有有信令流程程的最终目目的是为了了建立这些些承载对于语音通通信而言,,最终目的的就是建立立用户平面以传递语音音,为了搭搭建用户平平面,还需需要涉及到到专用控制制平面的建建立过程3.MO过程Page37在Iub接口上为RRC连接,全程程仅有一个个在Iu接口上,可可能会映射射成两个Iu连接,一个个对应于CS域;另一个个对于PS域建立Iu连接时,应应在CS域和PS域分别用InitialUEMessage消息来建立立释放Iu连接时,在在CS域和PS域应分别进进行,即分分别发送IuReleaseCommand消息原则Page38RNCNodeBMSCSGSNPS域的Iu连接CS域的Iu连接RRC连接Page39(1)MO流程(一))NodeBRNCUEUENodeBRNCRLSetupRequestRLSetupResponseNABPNABPNABPNABPERQALCAPALCAPECFALCAPALCAPDLSynchronizationIub-FPIub-FPULSynchronizationIub-FPIub-FP【RACH】RRCConnectionRequestRRCRRCRRCRRC【FACH】RRCConnectionSetup建立DCCH信道这些操作的的最终目的的是要建立立DCCH给UE使用,在此此之后的RRCConnectionSetupComplete消息就可以以从建立好好的DCCH上传送给网网络RRCRRCDCCH信道RRCConnectionSetupCompletePage40MO流程(二))CNNodeBNodeBRNCRNCCN[MM]IdentityResponse[RANAP]DirectTransferRANAPRANAPInitialDirectTransfer(MM)RRCRRC[MM]IdentityRequest[RANAP]DirectTransferRANAPRANAPCommonID(IMSI)RANAPRANAP网络将UE的IMSI告知RNC,RNC将之与RRC连接关联起起来,[MM]CMServiceRequest[RANAP]InitialUEMessageRANAPRANAPDLdirecttransfer(MM)RRCRRCULdirecttransfer(MM)RRCRRC携带LAI、TMSI,RNC-id,Iuid等信息当网络内不不存在该TMSI,将启动身身份识别过过程,该过过程可选Request:whoareyou?Response:I’mXX(IMSI)Page41MO流程(三))CNNodeBNodeBRNCRNCCN[MM]AuthenticationRequest[RANAP]DirectTransferRANAPRANAP[MM]AuthenticationResponse[RANAP]DirectTransferRANAPRANAPDLdirecttransfer(MM)RRCRRCULdirecttransfer(MM)RRCRRCSecurityModeCompleteRRCRRCRRCRRCSecurityModeCommandSecurityModeCommandRANAPRANAP鉴权过程::验证用户户身份(1)Request:ProveWhoyouare?(2)Response:HereistheproofRANAPRANAPSecurityModeComplete加密过程::(1)Request:Let’stalkinoursecretlanguage(2)Complete:OK,Iagree!Page42MO流程(四))CNNodeBNodeBRNCRNCCN[CC]Setup[RANAP]DirectTransferRANAPRANAPDLdirecttransfer(CC)RRCRRCULdirecttransfer(CC)RRCRRCRLReconfigurationReadyNBAPNBAPNBAPNBAPRLReconfigurationPrepareRABAssignmentRequest(QoS)RANAPRANAPSetup:Iwanttotalkwithxxx(telephonenumber)[CC]CallProceeding[RANAP]DirectTransferRANAPRANAPCallProceeding:Waitamoment!I’mprocessingnow!重新配置无无线链路,,同步方式式Page43MO流程(五))NodeBNodeBRNCRNCCNCNRABAssignmentResponseRANAPRANAPERQALCAPALCAPECFALCAPALCAPECFALCAPALCAPERQALCAPALCAPDLSynchronizationIubFPIubFPULSynchronizationIubFPIubFP建立NodeB与RNC(Iub接口)之间的用用户面承载载RadioBearSetupRRCRRCRRCRRCRadioBearSetupComplete建立UE与NodeB(Uu接口)之间的用户户面承载建立CN与RNC(Iu接口)的用户面承承载Page44MO流程(六))RNCCNNodeBNodeBRNCCN[CC]CONNECT[RANAP]DirectTransferRANAPRANAP[CC]ALERT[RANAP]DirectTransferRANAPRANAPDLDirectTransfer(CC)RRCRRCRRCRRCDLDirectTransfer(CC)RRCRRCULDirectTransfer(CC)RANAPRANAP[CC]:CONNECTACK[RANAP]DirectTransfer用ALCAP过程建立用RABAssignment过程建立用RBsetup过程建立DCHDCH(用户面)通话状态Page45MO流程(七))CNNodeBNodeBRNCRNCCN[CC]DISCONNECT[RANAP]DirectTransferRANAPRANAPULDirectTransfer(CC)RRCRRCRRCRRCDLDirectTransfer(CC)RRCRRCULDirectTransfer(CC)RANAPRANAP[CC]RELEASE[RANAP]DirectTransfer非接接入入层层(NAS)释放放过过程程RANAPRANAP[CC]RELEASEACK[RANAP]DirectTransferRANAPRANAPIuReleaseCommand从这这一一时时刻刻开开始始,,进进入入接接入入层层(AS)的释释放放过过程程RBReleaseCompleteRRCRRCRBReleaseRRCRRCDCH通过过RBRelease过程程释释放放UE和UTRAN之间间的的用用户户平平面面Page46MO流程程((八八))RNCCNNodeBRRCConnectionReleaseRRCRRCRRCRRCRRCConnectionReleaseCompleteNBAPNBAPRLDeletionRequestNBAPNBAPRLDeletionResponseRLCALCAPALCAPALCAPALCAPRELDCH(用户面)RLCALCAPALCAPALCAPALCAPRELDCH(控制面)释放放RRC连接接释放放无无线线链链路路释放放UE占用用的的传传输输用用户户数数据据的的用用户户平平面面承承载载释放放UE占用用的的传传输输控控制制信信令令的的控控制制平平面面承承载载Page47MO流程程((九九))RNCCNNodeBDCHDCH(用户面)ALCAPRELRLCALCAPALCAPALCAP释放放UE占用用的的传传输输用用户户数数据据的的承承载载RANAPIuReleaseCompleteRANAPIu连接接的的释释放放完完成成SCCPRLSDSCCPSCCPRLCSCCP释放放SCCP连接接。。至至此此整整个个通通话话过过程程的的信信令令流流程程结结束束!!Page483G(UMTS)网络络与与协协议议1.3G综述述2.关键键技技术术3.UMTS核心心网网网网络络及及协协议议5.业务务过过程程分分析析6.总结结4.UMTS无线线接接入入网网网网络络及及协协议议Page49关键键技技术术多址址技技术术&&CDMA功率率控控制制切换换类类型型主要要内内容容Page50移动动通通信信的的多多址址接接入入技技术术回回顾顾FrequencyTimePowerFrequencyTimePowerFrequencyTimePowerFDMATDMACDMAFDMA是采采用用频频分分的的多多址址技技术术.业务务信信道道在在不不同同频频段段分分配配给给不不同同的的用用户户。。TDMA是采采用用时时分分的的多多址址技技术术。。业业务务信信道道在在不不同同的的时时间间片片段段分分配配给给不不同同的的用用户户。。CDMA是采采用用扩扩频频的的码码分分多多址址技技术术。。所所有有用用户户在在同同一一时时间间、、同同一一频频段段上上、、根根据据不不同同的的编编码码获获得得业业务务信信道道。。Page51InterferenceSourcesSpreadingEncoding&InterleavingCorrelatorDecode&DeinterleavingBasebandDataBasebandData1920kbps3840kbpsTransmitterReceiverfcfc00多址址接接入入Page52扩频频与与解解扩扩((DS-CDMA)扩频解扩码片符号数据扩频码扩频信号=数据×码字扩频码数据=扩频信号×码字1-11-11-11-11-1Page53扩频与与解扩扩(DS-CDMA)期望信信号其他用用户信信号期望的的扩频频信号号扩频码码解扩后后的数数据其他扩扩频信信号积分后后的其其他信信号1-11-11-18-81-18-8解扩后后的其其他信信号相关接接收机机的基基本操操作积分后后的数数据处理增增益Page54多址接接入要点:1、扩频频过程程:先扩频频码扩扩频,,再加加扰码码;2、比特特速率率=码片速速率(3.84MHz)/扩频增增益;3、通过过加入入扰码码,信信号可可以从从不同同的发发送器器(终端或或机站站)分离。。DATA扩频码码码片速速率3.84MHz扰码码片速速率3.84MHz比特速速率Page55WCDMA中码的的使用用在一个个小区区内:所有UE需共享享相同同的频频率-CDMA正交码码区分分用户户和一一个用用户的的不同同的信信道(多码传传输)Channelizationcodes(信道码码)在整个个网络络内:多个发发射机机(RBS,UE)需在一一个地地理区区域共共享相相同的的频率率接近正正交的的码区区分从从不同同发射射机发发射的的信道道Scramblingcodes(扰码)Page56OrthogonalCodes正交码码的作作用OC1,OC2OC3,OC4OC5,OC6,OC7OC1,OC2,OC3OC1,OC2OC1,OC2,OC3,OC4上行:正交码码用于于区分分从一一个用用户终终端发发出的的不同同信道道下行:正交码码用于于区分分从一一个基基站发发出的的不同同信道道Page57WCDMA扰码的的作用用PN3PN4PN5PN6PN1PN1CellSite“1”transmitsusingPNcode1PN2PN2CellSite“2”transmitsusingPNcode2上行:PN码用作作区分分不同同的用用户终终端下下行行

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