現(xiàn)代移動通信技術(shù)與系統(tǒng)-第3章 WCDMA移動通信系統(tǒng)課件

1、第3章 WCDMA移動通信系統(tǒng)概述3.1WCDMA網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)與接口3.2本章主要包括以下內(nèi)容：WCDMA系統(tǒng)的主要特點WCDMA 系統(tǒng)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，主要網(wǎng)元和接口功能基于R99、R4、R5的核心網(wǎng)結(jié)構(gòu)及接口，不同版本核心網(wǎng)的特點IP多媒體子系統(tǒng)的特點、結(jié)構(gòu)和功能UTRAN接口協(xié)議模型及協(xié)議棧結(jié)構(gòu)WCDMA空中接口協(xié)議結(jié)構(gòu)、各層協(xié)議功能及相互關系WCDMA空中接口物理層的功能，物理信道、傳輸信道與邏輯信道的映射關系，物理層上下行鏈路的進程WCDMA網(wǎng)絡中的編號計劃3.1 概述3.1.1 WCDMA網(wǎng)絡的演進 WCDMA網(wǎng)絡架構(gòu)是在GSM/GPRS網(wǎng)絡基礎上發(fā)展而來的。 在GSM核心網(wǎng)家族中，GSM系

2、統(tǒng)提供語音和基本的數(shù)據(jù)服務，GPRS或EDGE可以提供更高速率的數(shù)據(jù)服務。 從技術(shù)演進的角度來看，下一代就是WCDMA。 圖3-1顯示了從GSM到WCDMA的演進示意圖。圖3-1 GSM到WCDMA的演進3.1.2 WCDMA網(wǎng)絡的特點1工作頻段和雙工方式 WCDMA支持兩種基本的雙工工作方式：頻分雙工（FDD）和時分雙工（TDD）。2多址方式 WCDMA是一個寬帶直擴碼分多址（DS-CDMA）系統(tǒng)，通過用戶數(shù)據(jù)與擴頻碼相乘，從而把用戶信息比特擴展到更寬的帶寬上去。3語音編碼 WCDMA中的聲碼器采用自適應多速率 （Adaptive Multi-Rate，AMR）技術(shù)。多速率聲碼器是一個帶有8

3、種信源速率的集成聲碼器，8種源碼速率分別為：12.2kbit/s（GSM-EFR）、10.2kbit/s、7.95kbit/s、7.40kbit/s（IS-641）、6.70kbit/s（PDC-EFR）、5.90kbit/s、5.15kbit/s和4.75kbit/s。4信道編碼 WCDMA系統(tǒng)中使用的信道編碼類型有兩種：卷積編碼和Turbo編碼。5功率控制 快速、準確的功率控制是保證WCDMA系統(tǒng)性能的基本要求。 功率控制解決的基本問題是遠近效應。6切換 切換的目的是為了當UE在網(wǎng)絡中移動時保持無線鏈路的連續(xù)性和無線鏈路的質(zhì)量。 WCDMA系統(tǒng)支持軟切換、更軟切換、硬切換和無線接入系統(tǒng)間切

4、換，也可以表述為同頻小區(qū)間的軟切換、同頻小區(qū)內(nèi)扇區(qū)間的更軟切換、同一無線接入系統(tǒng)內(nèi)不同載頻間的硬切換和不同無線接入系統(tǒng)間的切換。 WCDMA系統(tǒng)支持與GSM系統(tǒng)之間的切換，WCDMA系統(tǒng)能與GSM系統(tǒng)協(xié)同工作，能夠在引入WCDMA后達到增加GSM覆蓋的目的。7同步方式 WCDMA不同基站間可選擇同步和異步兩種方式，異步方式可以不采用GPS精確定時，支持異步基站運行，室內(nèi)小區(qū)和微小區(qū)基站的布站就變得簡單了，使組網(wǎng)實現(xiàn)方便、靈活。8可變數(shù)據(jù)速率 WCDMA系統(tǒng)支持各種可變的用戶數(shù)據(jù)速率，適應多種速率的傳輸，可靈活地提供多種業(yè)務，并根據(jù)不同的業(yè)務質(zhì)量和業(yè)務速率分配不同的資源。3.2 WCDMA網(wǎng)絡結(jié)

5、構(gòu)與接口3.2.1 UMTS系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 本書以R99版本所示UMTS結(jié)構(gòu)和接口為例，介紹UMTS網(wǎng)元和接口功能。3.2.2 UMTS網(wǎng)元和接口功能 UMTS網(wǎng)絡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3-4所示，包括的網(wǎng)元和接口功能如下。1用戶設備（UE） 用戶設備（User Equipment，UE）完成人與網(wǎng)絡間的交互，通過Uu接口與無線接入網(wǎng)相連，與網(wǎng)絡進行信令和數(shù)據(jù)交換。 UE用來識別用戶身份和為用戶提供各種業(yè)務功能，如普通話音、數(shù)據(jù)通信、移動多媒體、Internet應用等。用戶設備（UE）主要由移動設備（Mobile Equipment，ME）和通用用戶識別模塊（Universal Subscriber Iden

6、tity Module，USIM）兩部分組成。圖3-4 UMTS網(wǎng)元和接口 （1）移動設備（ME），即通常所說的手機，有車載型、便攜型和手持型。移動設備提供用戶與無線接入網(wǎng)相連的交互界面，具有與網(wǎng)絡進行信令和數(shù)據(jù)交換的能力，為用戶實現(xiàn)各種業(yè)務功能和服務。移動設備包括射頻處理單元、基帶處理單元、協(xié)議棧模塊以及應用層軟件模塊等部件。 （2）通用用戶識別模塊（USIM）的物理特性與GSM的SIM卡基本相同。USIM提供3G用戶身份識別，儲存移動用戶的簽約信息、電話號碼、多媒體信息等，提供保障USIM信息安全可靠的安全機制。 Cu接口是USIM和ME之間的接口，Cu接口采用標準接口。2通用陸地無線接入

7、網(wǎng)絡（UTRAN） 無線接入網(wǎng)（UMTS/Universal Terrestrial Radio Access Network，UTRAN）位于兩個開放接口Uu和Iu之間，完成所有與無線有關的功能。（1）節(jié)點B（Node B） Node B的主要功能是Uu接口物理層的處理，如擴頻、信道編碼、速率匹配、交織、調(diào)制和解擴、信道解碼、解交織和解調(diào)，還包括基帶信號和射頻信號的相互轉(zhuǎn)換功能，無線資源管理部分控制算法的實現(xiàn)等。（2）無線網(wǎng)絡控制器（RNC） 無線網(wǎng)絡控制器（RNC）主要完成連接建立和斷開、切換、宏分集合并和無線資源管理控制等功能，分為如下3類： 系統(tǒng)信息管理：執(zhí)行系統(tǒng)信息廣播與系統(tǒng)接入控制

8、功能。 移動性管理：切換和RNC遷移等移動性管理。 無線資源管理與控制：宏分集合并、功率控制、無線承載分配等無線資源管理和控制功能。（3）CRNC、SRNC、DRNC的概念 控制無線網(wǎng)絡控制器（CRNC）：控制Node B的操作與維護、接入控制等功能，并與Node B直接存在物理連接的RNC稱為Node B的控制無線網(wǎng)絡控制器（CRNC）。CRNC負責管理整個小區(qū)的資源，命令Node B配置、重配置或刪除對小區(qū)資源的使用。 服務無線網(wǎng)絡控制器（SRNC）：負責UE和CN之間的無線連接的管理，一個與UTRAN相連的UE有并且只能有一個SRNC，通常SRNC即是CRNC，但在軟切換過程中可以有例外

9、。 漂移無線網(wǎng)絡控制器（DRNC）：除了SRNC以外，UE所用到的其他RNC稱為漂移無線網(wǎng)絡控制器（DRNC），一個UE可以沒有也可以有一個或多個DRNC。一個DRNC可以與一個或多個UE相連。 DRNC不與CN直接相連。DRNC控制UE使用的小區(qū)資源，可以進行宏分集合并、分裂。 和SRNC不同的是，DRNC不對用戶平面的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)鏈路層的處理，而在Iub和Iur接口間進行透明的數(shù)據(jù)傳輸。（4）UTRAN接口與協(xié)議 UTRAN接口均為開放的標準接口，不同廠家的設備可以很容易地互聯(lián)互通。 UTRAN接口和協(xié)議如表3-1所示。接 口 名 稱接 口 位 置協(xié) 議IuCN-UTRANRANAPIur

10、RNC-RNCRNSAPIubRNC-Node BNBAPUuNode B-UEWCDMA表3-1UTRAN接口和協(xié)議3核心網(wǎng)（CN） 核心網(wǎng)承擔各種類型業(yè)務的提供以及定義，包括用戶的描述信息、用戶業(yè)務的定義還有相應的一些其他過程。 UMTS核心網(wǎng)負責內(nèi)部所有的語音呼叫、數(shù)據(jù)連接和交換，以及與其他網(wǎng)絡的連接和路由選擇的實現(xiàn)。不同協(xié)議版本核心網(wǎng)之間存在一定的差異。4外部網(wǎng)絡（EN） 核心網(wǎng)的電路交換域（CS）通過GMSC與外部網(wǎng)絡相連，如公用電話交換網(wǎng)（PSTN）、綜合業(yè)務數(shù)據(jù)網(wǎng)（ISDN）及其他公共陸地移動網(wǎng)（PLMN）。 核心網(wǎng)的分組交換域（PS）通過GGSN與外部的Internet及其他分

11、組數(shù)據(jù)網(wǎng)（PDN）等相連。3.2.3 基于R99、R4、R5/R6的核心網(wǎng)結(jié)構(gòu)1R99網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)及接口2R4網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)及接口（1）R4網(wǎng)絡結(jié)構(gòu) R4版本與R99版本相比，R4網(wǎng)絡中的主要變化是在核心網(wǎng)電路域提出了承載和控制獨立的概念，引入了軟交換技術(shù)，導致了核心網(wǎng)功能實體發(fā)生變化。 如圖3-7所示。 R4核心網(wǎng)電路域變化的實體功能介紹如下。 MSC服務器（MSC Server）。MSC Server用來處理信令，獨立于承載協(xié)議。它主要由MSC的呼叫控制和移動控制單元組成，負責完成CS域的呼叫、媒體網(wǎng)關管理、移動性管理、認證、資源分配、計費等功能，還包括R4版本核心網(wǎng)電路域提供的其他業(yè)務。圖3-7

12、R4網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖 電路交換媒體網(wǎng)關（CS-MGW）。CS-MGW用來處理用戶數(shù)據(jù)，可以終結(jié)電路交換網(wǎng)絡來的承載通道，也可以終結(jié)分組交換網(wǎng)來的媒體流，如IP網(wǎng)中的實時協(xié)議（RTP）數(shù)據(jù)流。 關口MSC服務器（GMSC Server）。GMSC Server主要由GMSC的呼叫控制和移動控制單元組成，負責與其他網(wǎng)絡（PSTN/ISDN/PLMN）的互通，實現(xiàn)GMSC的呼叫管理、路由和移動性管理，控制MGW交換等。（2）R4核心網(wǎng)的接口與協(xié)議 R4核心網(wǎng)實現(xiàn)了控制與承載的分離，除新增接口外，R4核心網(wǎng)的接口、實現(xiàn)方式和功能與R99相似。表3-3所示為核心網(wǎng)新增接口與協(xié)議。接 口 名連 接 實 體信令與

13、協(xié)議Mc（G）MSC ServerCS-MGWH.248NcMSC Server（G）MSC ServerISUP、BICCNbCS-MGWCS-MGWRTP/UDP/IP AAL2、STM、H.245R99全部接口名R99全部連接實體R99全部信令與協(xié)議表3-3R4核心網(wǎng)新增接口與協(xié)議3R5網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)及接口 R5版本在無線接入網(wǎng)方面的改進如下。 提出高速下行分組接入（HSDPA）技術(shù)，使下行數(shù)據(jù)速率峰值可達14.4Mbit/s。HSDPA技術(shù)將在后面的章節(jié)介紹。 Iu，Iur，Iub接口增加了基于IP的可選擇傳輸方式，保證無線接入網(wǎng)實現(xiàn)全 IP化。 R5版本在核心網(wǎng)（Core Network，

14、CN）方面，在R4基礎上增加了IP多媒體子系統(tǒng)（IMS），它和PS域一起實現(xiàn)了實時和非實時的多媒體業(yè)務，并可實現(xiàn)與CS域的互操作，包括IMS子系統(tǒng)的R5版本網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)如圖3-9所示。圖3-9 含IMS子系統(tǒng)的R5版本網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)4R6版本網(wǎng)絡結(jié)構(gòu) R6研究的主要內(nèi)容如下。 （1）PS域與承載無關的網(wǎng)絡框架，研究是否在分組域也實行控制和承載的分離，將SGSN和GGSN分為GSN Server和媒體網(wǎng)關的形式。 （2）在網(wǎng)絡互操作方面，研究IMS與PLMN/ PSTN/ISDN等網(wǎng)絡的互操作，以實現(xiàn)IMS與其他網(wǎng)絡的互聯(lián)互通；研究WLAN-UMTS網(wǎng)絡互通，保證用戶使用不同的接入方式時切換不中斷業(yè)務。

15、（3）在業(yè)務方面，研究包括多媒體廣播/多播業(yè)務（MBMS）、Push業(yè)務、Presence、PoC（Push-To-Talk over Cellular）業(yè)務、網(wǎng)上聊天業(yè)務及數(shù)字權(quán)限管理等。 （4）無線接入方面采用的新技術(shù)有正交頻分復用調(diào)制（OFDM）技術(shù)、多天線技術(shù)（MIMO）、高階調(diào)制技術(shù)和新的信道編碼方案等，OFDM和MIMO也是后3G的重點技術(shù)。 （5）R6的高速上行分組接入（HSUPA），理論峰值數(shù)據(jù)速率可達5.76Mbit/s；R6的高速下行分組接入（HSDPA），理論峰值數(shù)據(jù)速率可達30Mbit/s。3.2.4 IP多媒體子系統(tǒng)1IMS概述 IMS主要特點如下。 （1）IMS的重

16、要特點是對控制層功能做了進一步的分解，實現(xiàn)了會話控制實體和承載控制實體在功能上的分離，體現(xiàn)了“業(yè)務與控制分離”、“控制與接入和承載分離”的原則，網(wǎng)絡構(gòu)架層次化為不同網(wǎng)絡的互通和業(yè)務的融合奠定了基礎。 IMS的設計是獨立于接入網(wǎng)的，不依賴于任何接入技術(shù)和接入方式。 通過利用核心網(wǎng)的設備，使得不同的用戶終端用不同的接入方式接入IMS網(wǎng)絡，支持各種融合業(yè)務的公共平臺，提供新型的基于IP的交互式多媒體業(yè)務。 （2）IMS繼承了移動通信系統(tǒng)特有的網(wǎng)絡技術(shù)，繼續(xù)使用歸屬網(wǎng)絡和訪問網(wǎng)絡的概念，支持用戶全程全網(wǎng)漫游能力，具有切換功能，集中用戶數(shù)據(jù)管理等。 （3）IMS中重用了IETF組織制定的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和協(xié)議

17、。會話控制層采用了具有靈活性和標準化的開放接口SIP。網(wǎng)絡層選用IPv6，同樣運用域名系統(tǒng)（Domain Name System，DNS）協(xié)議進行地址解析。終端用戶安全認證、授權(quán)和計費沿用計算機網(wǎng)絡中AAA方式，使用RADIUS協(xié)議基礎上開發(fā)的Diameter協(xié)議。 （4）IMS業(yè)務應用平臺支持多種業(yè)務，能為SIP用戶提供全程全網(wǎng)漫游能力和虛擬歸屬業(yè)務環(huán)境（VHE）能力。IMS在原有UMTS技術(shù)基礎上，提供根據(jù)用戶、業(yè)務、數(shù)據(jù)流、內(nèi)容、事件、時間等的更多計費手段，通過新的在線計費功能，運營商還可以實時控制業(yè)務流程。 （5）IMS由多個標準化組織定義并發(fā)展完善，如3GPP/3GPP2、ITU-T

18、、IETF和ETSI等，IMS越來越受到業(yè)界的關注。2IMS的主要功能實體 3GPP IMS的主要功能實體如圖3-10所示，包括呼叫會話控制功能（CSCF）、歸屬用戶服務器（HSS）、媒體網(wǎng)關控制功能（MGCF）、IP多媒體-媒體網(wǎng)關功能（IM-MGW）、多媒體資源功能控制器（MRFC）、多媒體資源功能處理器（MRFP）、簽約定位器功能（SLF）、出口網(wǎng)關控制功能（BGCF）、信令網(wǎng)關（SGW）、應用服務器（AS）、多媒體域業(yè)務交換功能 （IM-SSF）、業(yè)務能力服務器（OSA-SCS）等。圖3-10 IMS的主要功能實體示意圖3.3 UTRAN接口協(xié)議結(jié)構(gòu)3.3.1 UTRAN接口協(xié)議模型

19、UMTS系統(tǒng)是模塊化設計的，模塊之間通過網(wǎng)絡協(xié)議互聯(lián)。 UMTS網(wǎng)絡接口采用用戶面與控制面分離、無線網(wǎng)絡層與傳輸網(wǎng)絡層相分離的設計原則，以保證層間和邏輯體系上的相互獨立性，盡可能地滿足了開放性和可升級性的要求，便于協(xié)議的修改和擴充。 UTRAN是UMTS系統(tǒng)的無線接入網(wǎng)部分，為UMTS系統(tǒng)設計的主要部分。1UMTS分層結(jié)構(gòu)圖3-11 UMTS分層結(jié)構(gòu)2UTRAN接口協(xié)議模型 UTRAN接口通用協(xié)議模型如圖3-12所示。接口協(xié)議分為兩層二平面。 兩層指從水平的分層結(jié)構(gòu)來看，分為無線網(wǎng)絡層和傳輸網(wǎng)絡層。 二平面指從垂直面來看，每個接口分為控制面和用戶面。 UTRAN內(nèi)部的3個接口（Iu，Iur和I

20、ub）都遵循統(tǒng)一的基本協(xié)議模型結(jié)構(gòu)。圖3-12 UTRAN接口的協(xié)議棧模型3.3.2 Iu接口1Iu接口結(jié)構(gòu)及功能 Iu接口是UTRAN與核心網(wǎng)之間的接口，也可以看作RNC與CN之間的一個參考點。 UTRAN與核心網(wǎng)電路域的接口稱為Iu-CS，與核心網(wǎng)分組域的接口稱為Iu-PS，與小區(qū)廣播系統(tǒng)之間的接口稱為Iu-BC，Iu接口結(jié)構(gòu)如圖3-14所示。圖3-14 Iu接口結(jié)構(gòu) Iu-CS和Iu-PS接口由控制面和用戶面構(gòu)成。 Iu-BC接口只有一個平面，既包括控制信息也包含用戶信息。 3.3.3 Iub接口 Iub接口作為RNC與Node B之間的接口，負責所有RNC與Node B之間的通信過程。

21、Iub接口的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)如圖3-18所示。圖3-18 Iub接口的協(xié)議棧結(jié)構(gòu) 與UTRAN接口的協(xié)議模型一致，Iub接口分為控制面和用戶面，其中控制面根據(jù)功能的不同又分為無線網(wǎng)絡控制面和傳輸網(wǎng)絡控制面。3.3.4 Iur接口 在GSM網(wǎng)絡中，兩個BSC之間是沒有邏輯接口的，而在WCDMA中，為了更好地滿足對用戶移動性的支持，引入了任意兩個RNC之間的邏輯接口Iur。 與Iu接口相同，水平方向分為無線網(wǎng)絡層和傳輸網(wǎng)絡層；垂直方向分為控制面和用戶面，如圖3-19所示。圖3-19 Iur接口協(xié)議棧結(jié)構(gòu) 在無線網(wǎng)絡層控制面是無線網(wǎng)絡子系統(tǒng)應用部分（RNS Application Part，RNSAP）協(xié)

22、議，用戶面是Iur FP協(xié)議。3.4 WCDMA空中接口3.4.1 Uu接口協(xié)議結(jié)構(gòu) WCDMA系統(tǒng)中Uu接口，有時也稱為空中接口，是指UE和UTRAN之間的接口，通過使用無線傳輸技術(shù)（RTT）將UE接入到系統(tǒng)固定網(wǎng)絡部分。 Uu接口協(xié)議用于在UE和UTRAN之間傳送用戶數(shù)據(jù)和控制信息，建立、重新配置和釋放無線承載業(yè)務。 空口接口的協(xié)議結(jié)構(gòu)如圖3-20所示（圖中只包括了在UTRAN中可見的協(xié)議）。 每一個方框代表一個協(xié)議實體，橢圓表示業(yè)務接入點（SAP），協(xié)議實體間的通信通過SAP進行。 空口接口的協(xié)議結(jié)構(gòu)分為兩面三層，垂直方向分為控制平面和用戶平面，控制平面用來傳送信令信息，用戶平面用來傳送

23、語音和數(shù)據(jù)。水平方向分為3層：第1層（L1）：物理層；第2層（L2）：數(shù)據(jù)鏈路層；第3層（L3）：網(wǎng)絡層。 其中第2層又分為幾個子層：媒體接入控制（MAC）子層、無線鏈路控制（RLC）子層、分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議（PDCP）子層和廣播/多播控制（BMC）子層。圖3-20 空口接口的協(xié)議結(jié)構(gòu)3.4.2 物理層1物理層的功能 物理層位于空中接口協(xié)議模型的最底層，給MAC層提供不同的傳輸信道，并且為高層提供服務。 在3GPP規(guī)范中，詳細描述了物理層及功能。 物理層主要實現(xiàn)以下一些功能： （1）為傳輸信道進行前向糾錯編/解碼； （2）無線特性測量，如誤幀率、信干比等，并通知高層； （3）宏分集合并以及軟切換

24、實現(xiàn)； （4）在傳輸信道上進行錯誤檢測并通知高層；（5）傳輸信道到物理信道的速率匹配；（6）傳輸信道至物理信道的映射；（7）物理信道擴頻/解擴、調(diào)制/解調(diào)；（8）頻率和時間（位、碼片、比特、時隙和幀）同步；（9）閉環(huán)功率控制；（10）RF處理等。 物理層的基本傳輸單元為無線幀，持續(xù)時間為10ms，長度為38400chip；無線幀又被劃分為15個時隙的處理單元，每個時隙有2560chip，持續(xù)時間為2/3ms。 WCDMA的物理信道幀結(jié)構(gòu)如圖3-21所示。物理層的信息速率隨著符號速率的變化而變化，而符號速率則取決于擴頻因子。圖3-21 WCDMA的物理信道幀結(jié)構(gòu)2物理信道 物理信道的特征可由載頻

25、、擾碼、信道化碼（可選的）和相對相位來體現(xiàn)。按照信息的傳送方向，物理信道可分為上行物理信道（UE至Node B）和下行物理信道（Node B至UE）；按照物理信道是否由多個用戶共享還是一個用戶使用分為專用物理信道和公共物理信道，如圖3-22所示，其中HS-SCCH、HS-PDSCH、HS-DPCCH為在R5中引入的信道，將在后面的章節(jié)介紹。圖3-22 WCDMA物理信道示意圖3.4.3 數(shù)據(jù)鏈路層 數(shù)據(jù)鏈路層使用物理層提供的服務，并向第3層提供服務。 數(shù)據(jù)鏈路層劃分為媒體接入控制（MAC）子層、無線鏈路控制（RLC）子層、分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議（PDCP）子層和廣播/多播控制（BMC）子層。 其中M

26、AC和RLC由控制面與用戶面共用，PDCP和BMC僅用于用戶面。1媒體接入控制（MAC）子層（1）MAC子層功能 MAC子層位于物理層之上，向高層提供無確認的數(shù)據(jù)傳送、無線資源重分配和測量等服務，通過物理層提供的傳輸信道借助邏輯信道與上層交換數(shù)據(jù)。完成的主要功能如下： 邏輯信道與傳輸信道間的映射； 根據(jù)瞬時源速率為每個傳輸信道選擇適當?shù)膫鬏敻袷剑═F），保證高的傳輸效率； 通過選擇高比特速率或低比特速率的傳輸格式，實現(xiàn)一個UE的數(shù)據(jù)流之間優(yōu)先級處理； 通過動態(tài)調(diào)度為不同的UE間進行優(yōu)先級處理； 把高層來的協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU）復用成傳輸塊后發(fā)送給物理層，或者把從物理層來的傳輸塊解復用成高層的P

27、DU，對于專用信道適用于相同QoS參數(shù)的業(yè)務，PDU是對等協(xié)議層之間進行交流的基本數(shù)據(jù)單元； 測量邏輯信道業(yè)務量并向RRC報告，此測量報告有可能引發(fā)對無線承載/或傳輸信道參數(shù)的重新配置； 在RRC層的命令下，MAC子層執(zhí)行傳輸信道類型轉(zhuǎn)換； 為在RLC子層使用透明模式傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行加密； 為RACH和CPCH選擇接入類別和等級。（2）MAC子層結(jié)構(gòu) MAC子層由MAC-b、MAC-c/sh和MAC-d 3個邏輯實體構(gòu)成，如圖3-35所示。圖3-35 MAC子層結(jié)構(gòu)2無線鏈路控制（RLC）子層（1）RLC子層主要功能 數(shù)據(jù)分段和重組：根據(jù)實際傳輸格式，RLC子層對高層來的長度變化的PDU進行分割

28、成為RLC的凈負荷單元，此負荷單元經(jīng)處理后稱為RLC PDU；將低層來的RLC PDU重組為變長的高層PDU。 級聯(lián)和填充：服務數(shù)據(jù)單元（SDU）是協(xié)議棧中層與層或?qū)优c子層之間進行交流的基本數(shù)據(jù)單元。如果RLC SDU中的內(nèi)容不能填滿整數(shù)個RLC PDU，就把下一個RLC SDU的第一段與當前RLC SDU的最后一段進行級聯(lián)，進而構(gòu)成RLC PDU；當不能應用級聯(lián)而且傳輸?shù)臄?shù)據(jù)不能填滿給定RLC PDU的大小時，剩下的部分用填充比特填滿。 用戶數(shù)據(jù)傳輸和糾錯：RLC支持確認模式、非確認模式和透明模式3種數(shù)據(jù)傳輸模式；在確認模式下，RLC通過重傳提供糾錯功能。 高層PDU順序傳輸和復制檢測：為采

29、用確認模式傳輸?shù)臄?shù)據(jù)提供順序發(fā)送的功能，否則系統(tǒng)支持亂序發(fā)送；復制檢測收到的RLC PDU，保證合成的高層PDU只向上層提供。 流量控制：接收RLC實體可以控制對端信息發(fā)送的速率。 序列檢查：序列檢查用于非確認模式，在RLC PDU被重組到RLC SDU中時，通過檢查RLC PDU中的序列號，檢測錯誤的RLC SDU。錯誤的RLC SDU將被丟棄。 協(xié)議錯誤檢測與恢復：檢測并糾正在RLC操作中的錯誤并進行恢復。 加密：適用于非透明模式下數(shù)據(jù)傳輸，加密算法與MAC子層的方法相同。（2）RLC子層結(jié)構(gòu) RLC子層支持3種傳輸模式：透明模式（Tr）、非確認模式（UM）和確認模式（AM）。透明模式和非

30、確認模式的實體是單向?qū)嶓w，可以配置為發(fā)送實體或者接收實體；確認模式實體是雙向?qū)嶓w，包含發(fā)送側(cè)和接收側(cè)，可同時進行收發(fā)。RLC子層的結(jié)構(gòu)如圖3-37所示。圖3-37 RLC子層結(jié)構(gòu)3分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議（PDCP）子層 分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議（PDCP）子層僅存在于用戶平面，提供分組域業(yè)務。 高層通過SAP配置PDCP，如圖3-38所示。PDCP子層主要功能如下。圖3-38 PDCP子層結(jié)構(gòu)圖 （1）分別在接收與發(fā)送實體對IP數(shù)據(jù)流執(zhí)行頭壓縮和解壓縮功能。頭壓縮協(xié)議專用于特定的網(wǎng)絡層、傳輸層或高層協(xié)議的組合，如TCP/IP和RTP/UDP/IP等，使網(wǎng)絡層協(xié)議（如IPv4、IPv6等）的引入獨立于UTRA

31、N協(xié)議。 （2）用戶數(shù)據(jù)傳輸，非接入層送來的PDCP-SDU與 RLC實體間的互相轉(zhuǎn)發(fā)。 （3）為無線承載（RB）提供一個序列號，支持無損的SRNC重定位。4廣播/組播控制協(xié)議（BMC）子層 廣播/組播控制協(xié)議（BMC）子層僅存在于用戶平面，以無確認方式提供公共用戶的廣播/多播業(yè)務。 BMC子層結(jié)構(gòu)如圖3-39所示。BMC主要功能如下。圖3-39 BMC子層結(jié)構(gòu)圖（1）小區(qū)廣播消息的存儲；（2）為小區(qū)廣播業(yè)務進行業(yè)務量檢測和無線資源請求；（3）BMC消息的調(diào)度；（4）向UE發(fā)送BMC消息；（5）向高層NAS傳遞小區(qū)廣播消息。3.4.4 無線資源控制層 RRC層屬于控制平面，UE和UTRAN間的

32、控制信令主要是無線資源控制（RRC）層消息，控制接口管理和對低層協(xié)議實體的配置。 RRC層主要完成的功能有：接入層控制、系統(tǒng)信息廣播、RRC連接管理、無線承載管理、RRC移動性管理、無線資源管理、尋呼和通知、高層信息路由功能、加密和完整性保護、功率控制、測量控制和報告等。 RRC層功能實體如下。 （1）路由功能實體（RFE）：處理高層消息到不同的移動管理/連接管理實體（UE側(cè)）或不同的核心網(wǎng)絡域（UTRAN側(cè)）的路由選擇。 （2）廣播控制功能實體（BCFE）：處理系統(tǒng)信息的廣播。在RNC中，每個小區(qū)都至少有一個BCFE。 （3）尋呼及通告控制功能實體（PNFE）：控制對還未建立RRC連接的UE的尋呼。在RNC中，對由這個RNC控制的小區(qū)都至少有一個PNFE實體。 （4）專用控制功能實體（DCFE）：處理一個特定UE的所有功能和信令。SRNC中，對每個與這個RNC連接的UE，都有一個DCFE實體與之相對應。 （5）共享控制功能實體（SCFE）：控