WCDMA无线网络接口和流程(一)

WCDMA无线网络接口和流程1课程目标了解UTRAN的相关接口协议和功能了解无线侧的基本信令流程和基本呼叫流程学习完本课程，您将能够：2课程内容 T第一章UTRAN网络结构第二章UTRAN接口协议和功能第三章基本信令流程3UTRAN UMTSTerrestrialRadioAccessNetworkCN CoreNetworkUE UserEquipmentIuUTRANUEUuCNUMTS体系结构4RNSRNCRNSRNCCoreNetworkNodeBNodeBNodeBNodeBIuIuIurIubIubIubIubUTRAN体系结构5接口协议结构的原则是层与平面在逻辑上相互独立，如果需要，在将来的协议版本协议层、甚至一个平面内的所有层可以改变。UTRAN接口的一般协议模型6TEMTUTRANCNIuEDGENODECNGatewayTEUMTSUTRAFDD/TDDServicePhysicalBearerServiceRadioBearerServiceIuBearerServiceBackboneNetworkServiceRadioAccessBearerServiceCNBearerServiceUMTSBearerServiceTE/MTLocalBearerServiceExternalBearerServiceEnd-to-EndServiceUTRANradiointerfaceBearerservice:承载业务。具有能力、延迟、BER的信息传播途径。UMTS承载分层结构7UE的工作模式UE有两种基本的运行模式：空闲模式和连接模式空闲模式：UE处于待机状态，没有业务的存在，UE和UTRAN之间没有连接，UTRAN内没有任何有关此UE的信息；通过非接入层标识如IMSI、TMSI或P-TMSI等标志来区分UE；连接模式：当UE完成RRC连接建立时，UE才从空闲模式转移到连接模式；

在连接模式下，UE有4种状态：Cell-DCH,Cell-FACH,Cell-PCH,URA-PCH8UE在连接模式下的状态Cell-DCH：

UE处于激活状态，正在利用自己专用的信道进行通信，上下行都具有专用信道，UTRAN准确的知道UE所位于的小区中Cell-FACH

UE处于激活状态，但是上下行都只有少量的数据需要传输，不需要为此UE分配专用的信道，下行的数据在FACH上传输，上行在RACH上传输，下行需要随时监听FACH上是否有自己的信息，UTRAN准确的知道UE所位于的小区，保留了UE所使用的资源，所处的状态等信息。9UE在连接模式下的状态Cell-PCH

UE上下行都没有数据传送，需要监听PICH，以便收听寻呼，因此UE此时进入非连续接收，可有效的节电。

UTRAN准确的知道UE所位于的小区，这样，UE所位于的小区变化后，UTRAN需要更新UE的小区信息。URA-PCH

UE上下行都没有数据传送，需要监听PICH，进入非连续接收，UTRAN只知道UE所位于的URA（UTRANRegistrationArea，一个URA包含多个小区），也就是说，UTRAN只在UE位于的URA发生变化后才更新其位置信息，这样更加节约了资源，减少了信令。10CELL_DCHCELL_FACHCELL_PCHURA_PCHIDLEDEAD-搜索网络(PLMN)-“驻扎”小区(campon)-侦听pagingchannel-小区重选-专用信道-Radiobearers传输业务-高层信令触发(CN)-减少活动，DRX，节电RRCconnection这些状态只用与UTRAN与UE，对CN来说，这些状态是透明的UE状状态态示示意意图图11思考考题题UTRAN网网络络具具有有哪哪些些接接口口？？UE具具有有哪哪些些工工作作模模式式？？12本章章小小结结本章章主主要要介介绍绍了了UTRAN网网络络的的一一些些基基本本知知识识。。13课程程内内容容T第一一章章UTRAN网网络络结结构构第二二章章UTRAN接接口口协协议议和和功功能能第三三章章基基本本信信令令流流程程14第二二章章UTRAN接接口口协协议议和和功功能能Iu接接口口Iur接接口口Iub接接口口Uu接接口口15Iu接接口口体体系系结结构构16Physical(FullRateE1orSTM1Optical)ATMLowerLayersAAL2AAL5-SAALNNIMTP3-BIPQ.2150Q.2630Q.AAL2FrameProtocolUnrestrictedDigitalVoiceDataSCCPRANAPUDPGTP-UPacketBearerCSBearerPSBearerControlSignalingRANAP:RadioAccessNetworkApplicationPartIu接接口口协协议议栈栈结结构构17移动动性性管管理理功功能能位置置区区报报告告SRNSRelocationRNC间间硬硬切切换换和和系系统统间间切切换换无线线接接入入承承载载（（RAB））管管理理功功能能RAB的的建建立立，，更更改改，，释释放放Iu数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连连接接信信息息的的透透明明传传输输Iu接接口口功功能能（（1））18寻呼呼（（Paging)Iu释释放放安全全性性模模式式控控制制过载载控控制制公共共UEID（（IMSI））的的管管理理Iu信信令令跟跟踪踪管管理理Iu接接口口异异常常管管理理CBS(CellBroadcastService)控控制制Iu接接口口功功能能（（2））19第二二章章UTRAN接接口口协协议议和和功功能能Iu接接口口Iur接接口Iub接接口Uu接口口20Iur接接口逻辑辑模型21Physical(FullRateE1orSTM1Optical)ATMLowerLayersAAL2AAL5-SAALNNIMTP3-BQ.2150Q.2630Q.AAL2FrameProtocolUnrestrictedDigitalVoiceDataSCCPRNSAPRLC/MACCSBearerControlSignalingRNSAP:RadioNetworkSubsystemApplicationPartIur接接口协议议栈结构构22支持RNC间移移动性的的基本功功能支持SRNCrelocationRNC间间的CellUpdate和URAUpdateRNC间间寻呼报告协议议错误专用信道道功能切换时，，在DRNC中中建立、、更改、、释放专专用信道道Iur接口上DCH传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的管管理，压压缩模式式的管理理Iur接接口功能能23公共信道道功能Iur接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中处于于公共信信道状态态UE的的信息将MAC-d和和MAC-c相相分离MAC-d和MAC-c之间间的流控控全局资源源管理（（GlobalResourceManagement)RNC间间公共测测量RNC间间NodeB定时信信息传输输Iur接接口功能能24第二章UTRAN接接口协议议和功能能Iu接口口Iur接接口Iub接接口Uu接口口25Physical(FullRateE1orSTM1Optical)ATMLowerLayersAAL2AAL5-SAALUNINBAPQ.2150Q.2630Q.AAL2FrameProtocolRLC/MACRRCMSSignalingCC/MM/RRUnrestrictedDigital/VoicePacketCSBearerPSBearerControlSignalingNBAP:NodeBApplicationPartRRC:RadioResourceControlRLC:RadioLinkControlMAC:MediumAccessControlIub接接口协议议栈26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逻辑辑O&M（小区区配置，，故障管管理，闭闭塞等维维护功能能）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接接口功能能（1））27专用功能能专用传输输信道管管理无线链路路（RL）监控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接接口功能能（2））28第二章UTRAN接接口协议议和功能能Iu接口口Iur接接口Iub接接口Uu接口口29Uu接口口协议栈栈结构30传输信道道复用和和码组合合信道解解复用码组合传传输信道道到物理理信道的的映射宏分集合合并/分分发和软软切换执执行传输信道道错误检检测，并并向高层层指示FEC编编解码和和交织/去交织织速率匹配配功率加权权和物理理信道合合并闭环功率率控制开环功控控Uu接口口L1功功能（1）31调制/解解调和扩扩频/解解扩频率和时时间(chip,bit,slot,frame)同步步测量并向向高层指指示压缩模式式支持收发分集集其他基带带处理功功能Uu接口口L1功功能（2）32

AS

L2

GC

Nt

DC

RRC(L3)

RLC

PHY(L1)

PDCP

BMC

MAC

逻辑信道

传输信道

Control

SAP's

Control

SAP

Radio

(Access)

Bearers

物理信道

MAC:媒体体接入控控制33逻辑信道道到传输输信道的的映射根据瞬时时数据速速率选择择传输格格式UE内不不同数据据流的优优先级处处理动态调度度UE之之间优先先级处理理公共传输输信道上上标示不不同UE在公共传传输信道道上，复复用/分分解高层层PDU进入/从传输输块集,该传输输块集来来自/发发送到物物理层在专用传传输信道道上，复复用/分分解高层层PDU进入/从传输输块集,该传输输块集来来自/发发送到物物理层业务量测测量动态传输输信道类类型切换换加密MAC功功能34{XOR}TransportChannels(L1CharacteristicsDependent)PCHBCHFACHRACHDCHS-CCPCHP-CCPCHPhysicalChannelsPRACHDPDCHLogicalChannels(DataDependent)PCCHDCCHDTCHDecicatedLogicalChannelCipherOnBCCHCCCHCTCHHigherLayerdataPagingSystemInfoSignallingCellBroadcastServiceSignallingandUserdataDTCHDTCHMAC:逻辑辑信道映映射(UE)35通过变更更每TTI(TransmissionTimeInterval,为10ms整数倍)内传送量量来控制制瞬时比比特速率率TransportBlock(TB):从逻辑信信道上来来的需要要传送的的一个比比特序列列TransportBlockSize:TB的大小TransportBlockSet:在一个TTI中中传送的的一组TB(从从逻辑信信道上复复用)TransportBlockSetSize:TBS中中包含所所有的比比特长度度TransportBlock,TB#1TB#2TB#nTransportBlockSizeTransportBlockSetTransportBlockSetSize=TransportBlockSizexNTransportTimeInterval,TTItMAC:TransportFormationSelection36TFCSTransportFormat(TF)定义TransportBlockSet(TransportBlockSize,TransportBlockSetSize)TrCH#1TFSTFTrCH#2TrCH#3TrCH#4TFCTransportFormatSet(TFS):一个传输输信道可可能的TF集合MAC在每个TTI选择其中中的一个个TFTransportFormatCombination(TFC):每个TTI，，不同传输输信道选选定的TF的集合TransportFormatCombinationSet(TFCS):定义所有有TFC可能的组组合情况况这样MAC能够进行行不同传传输信道道的动态态传输速速率控制制MAC:TransportFormationSelection37AS

L2

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RRC(L3)

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PDCP

BMC

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Control

SAP's

Control

SAP

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(Access)

Bearers

逻辑信道

传输信道

物理信道

RLC:无线线链路控控制38分段、组组装和填填充用户数据据传输使用不同同的传输输模式进进行差错错纠正顺序传递递高层PDU、、复制制检查流量控制制序列号检检查（UM）协议错误误检测和和恢复加密挂起/恢恢复功能能RLC功功能39AS

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逻辑信道

传输信道

Control

SAP's

Control

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Bearers

物理信道

PDCP：分组组数据转转换协议议

BMC：广广播多播播控制协协议40映射网络络PDU从网络络协议到到RLC协议头压缩/解压缩缩，以减减少上层层数据中中的冗余余控制信信息，提提高空中中接口传传输效率率TCP/IP(RFC2507)-Non-realtimeIPRTP/UDP/IP(RFC3095,ROHC)inRel4-RealtimeIP(e.g.VoIP)支持无损损迁移(LosslessSRNSRelocation)缓存、重重发高层层数据PDCP功能41小区广播播消息存存储业务量监监测和CBS(CellBroadcastService)无无线资源源请求BMC消消息调度度传送BMC消息息到UE向上层传传送BMC消息息BMC功功能42

AS

L2

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Nt

DC

RRC(L3)

RLC

PHY(L1)

PDCP

BMC

MAC

Control

SAP's

Control

SAP

Radio

(Access)

Bearers

逻辑信道

传输信道

物理信道

RRC:无线线链路控控制43系统信息息广播管管理寻呼/通通知RRC连连接管理理（建立立、重建建、维护护和释放放）无线承载载管理（（建立、、重配置置和释放放），以以便为非非接入层层（NAS）提提供服务务RRC连连接移动动性管理理功能初始小区区选择高层PDU路由由请求的QoS控控制并映映射到接接入层中中不同的的资源无线资源源管理和和控制RRC功功能（1）44RB，传传输信道道，物理理信道的的管理和和控制开环功控控SRNSrelocation支持UE测量量控制和和测量报报告加密控制，完完整性保护CBS相关功功能（BMC配置，CBS无线资源源分配请求，，CBS非连连续接收支持持等）RRC功能（（2）45本章小结本章分别对UTRAN的的四个接口：：Iu、Iur、Iub、Uu接口口的协议功能能进行了介绍绍。46课程内容T第一章UTRAN网络络结构第二章UTRAN接口口协议和功能能第三章基本本信令流程47第三章基本本信令流程呼叫总体流程程网络启动流程程呼叫流程及软软、硬切换流流程48呼叫总体流程程49第三章基本本信令流程呼叫总体流程程网络启动流程程基本呼叫流程程50.3.BCCH:SystemInformation1.SystemInformationUpdateRequestUENodeBRNCCNNBAPNBAPRRCRRC.4.BCCH:SystemInformationRRCRRC5.BCCH:SystemInformationRRCRRC.2.SystemInformationUpdateResponseNBAPNBAP系统信息广播播流程51第三章基本本信令流程呼叫总体流程程网络启动流程程呼叫流程及软软、硬切换流流程52CN发送寻呼呼消息，指定定UE与寻呼呼区（CN负负责寻呼消息息的重发）。。SRNC根据据UE的状态态发送相应的的寻呼消息。。寻呼流程(type1)53CN发送寻呼呼消息，指定定UE与寻呼呼区（CN负负责寻呼消息息的重发）。。SRNC根据据UE的状态态发送相应的的寻呼消息。。寻呼流程(type2)54UE在CCCH信道发送送RRC建立立请求消息，，带有UE标标志、能力、、原因；SRNC如果果条件满足，，首先根据需需求配置好NodeB，，并建立与NodeB的的通路；然后在CCCH信道发送送RRC连接接建立消息，，并等候UE从DCCH的响应。RRC