《WCDMA无线网络接口和流程教材课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《WCDMA无线网络接口和流程教材课件.ppt（92页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、1,WCDMA无线网络接口和流程,2,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：,3,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,4,UTRANUMTS Terrestrial Radio Access NetworkCNCore NetworkUEUser Equipment,UMTS体系结构,5,UTRAN体系结构,6,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,7,UTRAF
2、DD/TDDService,PhysicalBearerService,RadioBearerService,IuBearerService,BackboneNetworkService,Radio Access BearerService,CN BearerService,UMTS BearerService,TE/MTLocal BearerService,ExternalBearerService,End-to-End Service,Bearer service: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,8,UE的工作模式,UE有两种基本的运行模式：空闲模
3、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-PCH,9,UE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
4、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。,10,UE状态示意图,11,UE在连接模式下的状态,Cell-PCHUE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-PCHUE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（UTRAN Regi
5、stration Area，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。,12,Serving RNC与Drift RNC,在WCDMA系统中，由于Iur接口的引入而产生了SRNC/DRNC的概念。SRNC和DRNC都是对于某一个具体的UE来说的,是逻辑上的一个概念。简单的说，对于某一个UE来说，其与CN之间的连接中，直接与CN相连，并对UE的所有资源进行控制的RNC叫该UE的SRNC。UE与CN之间的连接中，与CN没有连接，仅为UE提供资源的RNC叫该UE的DRNC。处于连接状态的UE必须而且只能有一个SRNC
6、，可以有0个或者多个DRNC,13,CRNC,CRNC是对于某一个Node B(或者Cell)来说的直接和某Node B相连接，对该Node B资源的使用进行控制的RNC叫该Node B的Control RNC一个Node B有且只能有一个CRNCCRNC对其控制的所有Node B的资源进行合理的分配和使用,14,Source RNC与Target RNC,SRNS Relocation就是将某个UE的SRNC的角色由一个RNC转到另外一个 RNC的过程.SRNS Relocation前，该UE的SRNC(Serving RNC)叫Source RNC，即将承担SRNC角色的目标RNC叫Tar
7、get RNC.Source RNC和Target RNC是在一次SRNS Relocation过程中对于不同RNC的称谓.,15,思考题,UTRAN网络具有哪些接口？UE具有哪些工作模式？Serving RNC、Drift RNC、CRNC、Source RNC、Target RNC的区别是什么？,16,本章小结,本章主要介绍了UTRAN网络的一些基本知识。,17,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,18,第二章 UTRAN接口协议和功能,Iu接口Iur接口Iub接口Uu接口,19,Iu接口体系结构,20,RANAP:Radio Ac
8、cess Network Application Part,Iu接口协议栈结构,21,移动性管理功能位置区报告SRNS RelocationRNC间硬切换和系统间切换无线接入承载（RAB）管理功能RAB的建立，更改，释放Iu数据传输正常数据传输异常数据传输UE-CN连接信息的透明传输,Iu接口功能（1）,22,寻呼（Paging)Iu释放安全性模式控制过载控制公共UE ID（IMSI）的管理Iu信令跟踪管理Iu接口异常管理CBS(Cell Broadcast Service)控制,Iu接口功能（2）,23,第二章 UTRAN接口协议和功能,Iu接口Iur接口Iub接口Uu接口,24,Iur接口
9、逻辑模型,25,Physical(Full Rate E1 or STM1 Optical),ATM Lower Layers,AAL2,AAL5-SAAL NNI,MTP3-B,Q.2150,Q.2630,Q.AAL2,Frame Protocol,Unrestricted DigitalVoice Data,SCCP,RNSAP,RLC/MAC,CSBearer,ControlSignaling,RNSAP:Radio Network Subsystem Application Part,Iur接口协议栈结构,26,支持RNC间移动性的基本功能支持SRNC relocationRNC间的C
10、ell Update和URA UpdateRNC间寻呼报告协议错误专用信道功能切换时，在DRNC中建立、更改、释放专用信道Iur接口上DCH传输块的传输通过专用测量报告过程和过虑控制管理DRNS中的无线链路RL的管理，压缩模式的管理,Iur接口功能,27,公共信道功能Iur接口上公共传输信道的建立，删除，公共传输信道用于传输DRNC中处于公共信道状态UE的信息 将MAC-d和MAC-c相分离MAC-d和MAC-c之间的流控全局资源管理（Global Resource Management)RNC间公共测量RNC间Node B定时信息传输,Iur接口功能,28,第二章 UTRAN接口协议和功能,
11、Iu接口Iur接口Iub接口Uu接口,29,NBAP:Node B Application PartRRC:Radio Resource ControlRLC:Radio Link ControlMAC:Medium Access Control,Iub接口协议栈,30,公共功能公共传输信道管理Iub公共信道数据传输NodeB逻辑O&M（小区配置，故障管理，闭塞等维护功能）系统信息管理公共测量资源核查异常管理定时和同步管理,Iub接口功能（1）,31,专用功能专用传输信道管理无线链路（RL）监控专用测量管理定时和同步管理上行外环功控Iub专用数据传输下行功率漂移的平衡压缩模式控制,Iub接口功
12、能（2）,32,第二章 UTRAN接口协议和功能,Iu接口Iur接口Iub接口Uu接口,33,Uu接口协议栈结构,34,传输信道复用和码组合信道解复用码组合传输信道到物理信道的映射宏分集合并/分发和软切换执行传输信道错误检测，并向高层指示FEC编解码和交织/去交织速率匹配功率加权和物理信道合并闭环功率控制开环功控,Uu接口L1功能（1）,35,调制/解调和扩频/解扩频率和时间(chip,bit,slot,frame)同步测量并向高层指示压缩模式支持收发分集其他基带处理功能,Uu接口L1功能（2）,36,MAC:媒体接入控制,37,逻辑信道到传输信道的映射根据瞬时数据速率选择传输格式UE内不同数
13、据流的优先级处理动态调度UE之间优先级处理公共传输信道上标示不同UE在公共传输信道上，复用/分解高层PDU进入/从传输块集,该传输块集来自/发送到物理层在专用传输信道上，复用/分解高层PDU进入/从传输块集,该传输块集来自/发送到物理层业务量测量动态传输信道类型切换加密,MAC功能,38,MAC:逻辑信道映射(UE),39,通过变更每TTI(Transmission Time Interval,为10ms整数倍)内传送量来控制瞬时比特速率Transport Block(TB):从逻辑信道上来的需要传送的一个比特序列Transport Block Size:TB的大小Transport Bloc
14、k Set:在一个TTI中传送的一组TB(从逻辑信道上复用)Transport Block Set Size:TBS中包含所有的比特长度,MAC:Transport Formation Selection,40,Transport Format(TF)定义Transport Block Set(Transport Block Size,Transport Block Set Size),Transport Format Set(TFS):一个传输信道可能的TF集合MAC在每个TTI选择其中的一个TF,Transport Format Combination(TFC):每个TTI，不同传输信道选
15、定的TF的集合,Transport Format Combination Set(TFCS):定义所有TFC可能的组合情况这样MAC能够进行不同传输信道的动态传输速率控制,MAC:Transport Formation Selection,41,RLC:无线链路控制,42,分段、组装和填充 用户数据传输 使用不同的传输模式进行差错纠正 顺序传递高层PDU、复制检查 流量控制 序列号检查（UM）协议错误检测和恢复 加密 挂起/恢复功能,RLC功能,43,PDCP：分组数据转换协议BMC：广播多播控制协议,44,映射网络PDU从网络协议到RLC协议头压缩/解压缩，以减少上层数据中的冗余控制信息，提
16、高空中接口传输效率TCP/IP(RFC2507)-Non-realtime IPRTP/UDP/IP(RFC3095,ROHC)in Rel4-Realtime IP(e.g.VoIP)支持无损迁移(Lossless SRNS Relocation)缓存、重发高层数据,PDCP功能,45,小区广播消息存储业务量监测和CBS(Cell Broadcast Service)无线资源请求BMC消息调度传送BMC消息到UE向上层传送BMC消息,BMC功能,46,RRC:无线链路控制,47,系统信息广播管理寻呼/通知RRC连接管理（建立、重建、维护和释放）无线承载管理（建立、重配置和释放），以便为非接入
17、层（NAS）提供服务RRC连接移动性管理功能初始小区选择高层PDU路由请求的QoS控制并映射到接入层中不同的资源无线资源管理和控制,RRC功能（1）,48,RB，传输信道，物理信道的管理和控制开环功控SRNS relocation支持UE测量控制和测量报告加密控制，完整性保护CBS相关功能（BMC配置，CBS无线资源分配请求，CBS非连续接收支持等）,RRC功能（2）,49,本章小结,本章分别对UTRAN的四个接口：Iu、Iur、Iub、Uu接口的协议功能进行了介绍。,50,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,51,第三章 基本信令流程
18、,呼叫总体流程网络启动流程呼叫流程及软、硬切换流程,52,呼叫总体流程,53,第三章 基本信令流程,呼叫总体流程网络启动流程呼叫流程及软、硬切换流程,54,.,3.BCCH:System Information,1.System Information Update Request,UE,Node B,RNC,CN,NBAP,NBAP,RRC,RRC,.,4.BCCH:System Information,RRC,RRC,5.BCCH:System Information,RRC,RRC,.,2.System Information Update Response,NBAP,NBAP,系统信息
19、广播流程,55,第三章 基本信令流程,呼叫总体流程网络启动流程呼叫流程及软、硬切换流程,56,CN发送寻呼消息，指定UE与寻呼区（CN负责寻呼消息的重发）。SRNC根据UE的状态发送相应的寻呼消息。,寻呼流程(type1),57,CN发送寻呼消息，指定UE与寻呼区（CN负责寻呼消息的重发）。SRNC根据UE的状态发送相应的寻呼消息。,寻呼流程(type2),58,UE在CCCH信道发送RRC建立请求消息，带有UE标志、能力、原因；SRNC如果条件满足，首先根据需求配置好NodeB，并建立与NodeB的通路；然后在CCCH信道发送RRC连接建立消息，并等候UE从DCCH的响应。,RRC建立流程(
20、DCH),59,当SRNC决定在公共信道上建立RRC连接的时候，就不需要再配置NodeB并建立SRNC与NodeB之间的数据承载了，因为都已经建立好了。,RRC建立流程(CCCH),60,UE与CN之间交换DT消息，如鉴权、业务请求、连接建立等。,NAS信令建立流程,61,Iu接口上的ALCAP建立过程有多次，允许同时建立多条用户面的RAB；用户面建立完毕后，UE进入通话过程。,RAB建立流程(DCH-DCH,同步),62,RAB建立流程(DCH-DCH,异步),63,RAB建立流程(RA/FA-RA/FA),64,RAB建立流程(RA/FA-DCH),65,RAB修改流程,66,传输信道重配
21、置流程,67,物理信道重配置流程,68,被叫流程(RAN),69,被叫流程(续1)(RAN),70,被叫流程(续2)(RAN),71,被叫流程(续3)(RAN),72,被叫流程(续4)(RAN),73,被叫流程(续5)(RAN),74,软切换宏分集：Macro diversity is a operation state in which a User Equipment simultaneously has radio links with two or more UTRAN access points for the sole aim of improving quality of the
22、 radio connection or providing seamless活动集：“Active Set”Set of radio links simultaneously involved in a specific communication service between an User Equipment and a UTRAN access point,软切换相关概念,75,软切换流程示意图,76,软切换流程示意图,77,软切换流程示意图,78,软切换流程示意图(SRNC-DRNC),79,软切换流程示意图(SRN迁移),80,软切换流程示意图（RNC内）,81,软切换流程（RN
23、C内add branch）,82,软切换流程（RNC内del branch）,83,软切换前,软切换后,无线链路同时增加与删除,软切换流程示意图（跨RNC）,84,软切换流程（跨RNC）,85,硬切换前,硬切换后,无线链路不能够同时保存,硬切换流程示意图（RNC内）,86,硬切换流程（RNC内）,87,硬切换前,硬切换后,无线链路不能够同时保存,硬切换流程示意图（跨RNC）,88,硬切换流程（跨RNC通过 Iur接口）,89,释放过程一般由CN发起；当然在UE异常情况下，SRNC也可以请求释放。首先释放UE的连接，然后再释放与NodeB的连接。RRC释放，就是呼叫的结束。,RRC释放流程（DCH）,90,当释放使用公共信道的UE时，可以发现SRNC只要直接释放UE就可以了，而无需释放NodeB的资源，当然也没有数据承载释放。,RRC释放流程（CCCH）,91,本章小结,本章主要介绍了RAN侧的基本信令流程。掌握了这些基本信令流程，对后续学习CN侧的信令流程将有很大的帮助。,92,课程总结,本课程主要介绍了UTRAN网络的各个接口，以及相关的接口流程。相对于核心网络的流程来说，本课程偏重于接入层的流程描述。在学习的时候，可以和核心网的接口协议流程结合起来学习。或者先有了总体协议的概念之后，再来对无线侧和核心网侧的流程分别深入学习。,
