GUMS網(wǎng)絡(luò)與協(xié)議講義

本資料來源3G(UMTS)網(wǎng)絡(luò)與協(xié)議Page33G(UMTS)網(wǎng)絡(luò)與協(xié)議1.3G綜述2.關(guān)鍵技術(shù)3.UE的初始接入過程5.HSDPA業(yè)務(wù)過程分析6.總結(jié)4.CS業(yè)務(wù)呼叫流程Page43G(UMTS)網(wǎng)絡(luò)與協(xié)議1.3G綜述2.關(guān)鍵技術(shù)3.UE的初始接入過程5.HSDPA業(yè)務(wù)過程分析6.總結(jié)4.CS業(yè)務(wù)呼叫流程Page53G綜述移動通信標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的演進(jìn)MO流程主要內(nèi)容Page6EvolvementofMobileCommStandard1G(80s)NMT

AMPS

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

IMT-2000CDMA+TDMA+FDMA2GHzPage73G目標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)

3G目標(biāo)3G標(biāo)準(zhǔn)

提供更高的帶寬和全球漫游支持有線和無線通信服務(wù)的無縫融合支持電路交換和分組交換業(yè)務(wù)支持多媒體和實時業(yè)務(wù)對新業(yè)務(wù)提供更為靈活的支持WCDMACDMA2000TD-SCDMAPage83G標(biāo)準(zhǔn)組織ITUCWTS3GPP：ThirdGenerationPartnershipProject，3G伙伴計劃Page93GPP標(biāo)準(zhǔn)Release99(R3)2000年3月正式發(fā)布Release4(R4)2001年3月正式發(fā)布Release5(R5)2002年3月正式發(fā)布Release6(R6)2005年3月正式發(fā)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發(fā)展歷程（一）10k100k64k1M2M1k9899000102時間速率bps9.6SMSEDGE電路型分組型話音GPRS2.5代WCDMA

CDMA-2000TD-SCDMA3代HSCSDPage11UMTS發(fā)展展歷歷程程（（二二））GSM只能能提提供供9.6kbps的電電路路型型數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)。。高速速電電路路交交換換數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)（（HSCSD）可可提提供供n*9.6kbps的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)（（目目前前n＝6，用用戶戶最最高高數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)速速率率為為57.6kbps）。。GPRS是一一種種面面向向無無連連接接的的技技術(shù)術(shù)，，提提高高了了對對無無線線資資源源的的利利用用率率。。速速率率可可達(dá)達(dá)171.2kbps。GSM和GPRS都可可以以采采用用新新的的高高電電平平調(diào)調(diào)制制方方式式EDGE,提高高調(diào)調(diào)制制的的有有效效性性，，用用戶戶數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)速速率率可可達(dá)達(dá)384kbps。UMTS（UniversalMobileTelecommunicationsSystem，通通用用移移動動通通信信系系統(tǒng)統(tǒng)））是是采采用用WCDMA空中中接接口口技技術(shù)術(shù)的的第第三三代代移移動動通通信信系系統(tǒng)統(tǒng)。。可可提提供供高高達(dá)達(dá)2Mbps的空口口速率率。Page12UMTS系統(tǒng)構(gòu)構(gòu)成UTRAN（通用用陸地地?zé)o線線接入入網(wǎng)））處理理所有有與無無線有有關(guān)的的功能能CN（核心心網(wǎng)））處理理UMTS系統(tǒng)內(nèi)內(nèi)所有有的話話音呼呼叫和和數(shù)據(jù)據(jù)連接接，并并實現(xiàn)現(xiàn)與外外部網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的的交換換和路路由功功能UTRAN、CN與UE（用戶戶設(shè)備備）一一起起構(gòu)成成了整整個UMTS系統(tǒng)CN=PS+CSPage133G綜述移動通通信標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的的演進(jìn)進(jìn)網(wǎng)絡(luò)拓拓?fù)浣Y(jié)結(jié)構(gòu)的的演進(jìn)進(jìn)MO流程主要內(nèi)內(nèi)容Page14UMTSR99網(wǎng)絡(luò)結(jié)結(jié)構(gòu)及及接口口Co-operatingNetworksUserEquipmentRadioAccessNetworkCoreNetworkNote:

Notallinterfacesare

shownandnamedBSCBTSUmAbisBSSFHLRDCEIRAUCEAGMSCGfGnSGSNGbGrGnSGSNGGSNGsGcGiGdIuCSMSC/VLRGHGpIuPSRNCNodeBUuIurIubRNCNodeBIubRNSRNSUTRANIurMECuorSIM-MEi/fUSIMSIMMSISDNPSTNPSPDNCSPDNPDN:-Intranet-Extranet-Internet-X.25SMSMSC/VLRSCFMESIM-MEi/fSIMMSPage15R99網(wǎng)絡(luò)的的特點點與2G相比，，主要要改進(jìn)進(jìn)在無無線部部分R99核心網(wǎng)網(wǎng)在邏邏輯上上劃分分為電電路域域和分分組域域電路域域基于于TDM承載技技術(shù)，，分組組域基基于GPRS技術(shù)接入網(wǎng)網(wǎng)和核核心網(wǎng)網(wǎng)之間間的Iu接口采采用ATM，適應(yīng)應(yīng)接入入網(wǎng)采采用新新的無無線技技術(shù)（（WCDMA）核心網(wǎng)網(wǎng)仍采采用64KTDM交換Page16UMTSR4網(wǎng)絡(luò)結(jié)結(jié)構(gòu)及及接口口FHSS

(HLR)CAUCGfSGSNGrGnGcGiGdHSMSCo-operatingNetworksUserEquipmentRadioAccessNetworkCoreNetworkNote:

Notallinterfacesare

shownandnamedBTSUmAbisBSSFDCEIRAUCAGMSC

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

SGWBSCCSMSSCFPage17R4網(wǎng)絡(luò)的的特點點R4網(wǎng)絡(luò)和和R99相比，，主要要的變變化在在CS域，PS域和無無線網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)基基本沒沒有變變化；；R4CS域基于于呼叫叫控制制與承承載分分離的的思想想，將將MSC分為MGW和MSCServer；R4核心網(wǎng)網(wǎng)內(nèi)部部的信信令采采用IP傳輸；；在核心心網(wǎng)絡(luò)絡(luò)上體體現(xiàn)了了NGN的體系系構(gòu)架架思想想；電路域域由TDM中心節(jié)節(jié)點交交換型型演進(jìn)進(jìn)為典典型的的分組組話音音分布布式體體系結(jié)結(jié)構(gòu)，，業(yè)務(wù)務(wù)邏輯輯與底底層承承載相相分離離；Page18UMTSR5網(wǎng)絡(luò)結(jié)結(jié)構(gòu)及及接口口BTSUmAbisBSSARNCNodeBUuIurIubRNCNodeBIubRNSRNSUTRANIurMECuorSIM-MEi/fUSIMSIMMSMESIM-MEi/fSIMMSBSCFHSSCGfSGSNGrGnGcGdSMSCo-operatingNetworksUserEquipmentRadioAccessNetworkCoreNetworkFDCGMSC

ServerGfGnGbGrSGSNGGSNGsGcGdIuCSMGWGpIuPSMSC/VLRServerSCFMGWMSC/VLRServerMcNbNcMGWNbMcMcEGNcT-

SGWCSMSSCFIMSISDNPSTNPSPDNCSPDNPDN:-Intranet-Extranet-InternetPage19R5網(wǎng)絡(luò)特特點是全I(xiàn)P組網(wǎng)的的第一一個版版本IPUTRAN(UniversalTerrestrialRadioAccessNetwork)，無線線接入入部分分IP化增加IMSIP多媒體體域HSDPA(HighSpeedDownLinkPackageAccess)高速下下行分分組接接入，，最高高下行行速率率8～10Mbps將SIP(SessionInitialProtocol)作為呼呼叫控控制協(xié)協(xié)議引入IPV6增強的的QoS(QualityofService)Page20UMTS體系結(jié)結(jié)構(gòu)Iu接口Iur接口Iub接口WCDMA無線接接口介介紹Page21UTRANUMTSTerrestrialRadioAccessNetworkCNCoreNetworkUEUserEquipmentIuUTRANUEUuCNUMTS體系結(jié)構(gòu)Page22RNSRNCRNSRNCCoreNetworkNodeBNodeBNodeBNodeBIuIuIurIubIubIubIubUTRAN體系結(jié)結(jié)構(gòu)Page23Iu接口體體系結(jié)結(jié)構(gòu)Page24移動性性管理理功能能位置區(qū)區(qū)報告告SRNSRelocationRNC間硬切切換和和系統(tǒng)統(tǒng)間切切換無線接接入承承載（（RAB）管理理功能能RAB的建建立立，，更更改改，，釋釋放放Iu數(shù)據(jù)據(jù)傳傳輸輸正常常數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)傳傳輸輸異常常數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)傳傳輸輸U(kuò)E-CN連接接信信息息的的透透明明傳傳輸輸Iu接口口功功能能（（1）Page25尋呼（Paging)Iu釋放安全性模模式控制制過載控制制公共UEID（IMSI）的管理理Iu信令跟蹤蹤管理Iu接口異常常管理CBS(CellBroadcastService)控制Iu接口功能能（2）Page26支持RNC間移動性性的基本本功能支持SRNCrelocationRNC間的CellUpdate和URAUpdateRNC間尋呼報告協(xié)議議錯誤專用信道道功能切換時，，在DRNC中建立、、更改、、釋放專專用信道道Iur接口上DCH傳輸塊的的傳輸通過專用用測量報報告過程程和過慮慮控制管管理DRNS中中的無線線鏈路RL的管理，，壓縮模模式的管管理Iur接口功能能Page27公共信道道功能Iur接口上公公共傳輸輸信道的建立，，刪除，，公共共傳輸信信道用于于傳輸DRNC中處于公公共信道道狀態(tài)UE的信息將MAC-d和MAC-c相分離MAC-d和MAC-c之間的流流控全局資源源管理（（GlobalResourceManagement)RNC間公共測測量RNC間NodeB定時信息息傳輸Iur接口功能能Page28公共功能能公共傳輸輸信道管管理Iub公共信道道數(shù)據(jù)傳傳輸NodeB邏輯O&M（小區(qū)配配置，故故障管理理，閉塞塞等維護(hù)護(hù)功能））系統(tǒng)信息息管理公共測量量資源核查查異常管理理定時和同同步管理理Iub接口功能能（1）Page29專用功能能專用傳輸輸信道管管理無線鏈路路（RL）監(jiān)控專用測量量管理定時和同同步管理理上行外環(huán)環(huán)功控Iub專用數(shù)據(jù)據(jù)傳輸下行功率率漂移的的平衡壓縮模式式控制Iub接口功能能（2）Page30協(xié)議總體體結(jié)構(gòu)Page31接口協(xié)議議結(jié)構(gòu)的的原則是是層與平平面在邏邏輯上相相互獨立立，如果果需要，，在將來來的協(xié)議議版本協(xié)協(xié)議層、、甚至一一個平面面內(nèi)的所所有層可可以改變變。UTRAN接口的一一般協(xié)議議模型Page32MainReference––IuCSPage33MainReferencePoint––IuPSPage34MainReferencePoint--IubPage353G綜述移動通信標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)進(jìn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)結(jié)構(gòu)的演進(jìn)進(jìn)MO過程主要內(nèi)容Page36UMTS系統(tǒng)為高層層（NAS，非接入層層）提供承承載，所有有信令流程程的最終目目的是為了了建立這些些承載對于語音通通信而言，，最終目的的就是建立立用戶平面以傳遞語音音，為了搭搭建用戶平平面，還需需要涉及到到專用控制制平面的建建立過程3.MO過程Page37在Iub接口上為RRC連接，全程程僅有一個個在Iu接口上，可可能會映射射成兩個Iu連接，一個個對應(yīng)于CS域；另一個個對于PS域建立Iu連接時，應(yīng)應(yīng)在CS域和PS域分別用InitialUEMessage消息來建立立釋放Iu連接時，在在CS域和PS域應(yīng)分別進(jìn)進(jìn)行，即分分別發(fā)送IuReleaseCommand消息原則Page38RNCNodeBMSCSGSNPS域的Iu連接CS域的Iu連接RRC連接Page39（1）MO流程（一））NodeBRNCUEUENodeBRNCRLSetupRequestRLSetupResponseNABPNABPNABPNABPERQALCAPALCAPECFALCAPALCAPDLSynchronizationIub-FPIub-FPULSynchronizationIub-FPIub-FP【RACH】RRCConnectionRequestRRCRRCRRCRRC【FACH】RRCConnectionSetup建立DCCH信道這些操作的的最終目的的是要建立立DCCH給UE使用，在此此之后的RRCConnectionSetupComplete消息就可以以從建立好好的DCCH上傳送給網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)RRCRRCDCCH信道RRCConnectionSetupCompletePage40MO流程（二））CNNodeBNodeBRNCRNCCN[MM]IdentityResponse[RANAP]DirectTransferRANAPRANAPInitialDirectTransfer(MM)RRCRRC[MM]IdentityRequest[RANAP]DirectTransferRANAPRANAPCommonID（IMSI）RANAPRANAP網(wǎng)絡(luò)將UE的IMSI告知RNC，RNC將之與RRC連接關(guān)聯(lián)起起來，[MM]CMServiceRequest[RANAP]InitialUEMessageRANAPRANAPDLdirecttransfer(MM)RRCRRCULdirecttransfer(MM)RRCRRC攜帶LAI、TMSI，RNC-id，Iuid等信息當(dāng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)不不存在該TMSI，將啟動身身份識別過過程，該過過程可選Request:whoareyou?Response:I’mXX(IMSI)Page41MO流程（三））CNNodeBNodeBRNCRNCCN[MM]AuthenticationRequest[RANAP]DirectTransferRANAPRANAP[MM]AuthenticationResponse[RANAP]DirectTransferRANAPRANAPDLdirecttransfer(MM)RRCRRCULdirecttransfer(MM)RRCRRCSecurityModeCompleteRRCRRCRRCRRCSecurityModeCommandSecurityModeCommandRANAPRANAP鑒權(quán)過程：：驗證用戶戶身份(1)Request:ProveWhoyouare？(2)Response:HereistheproofRANAPRANAPSecurityModeComplete加密過程：：(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!重新配置無無線鏈路，，同步方式式Page43MO流程（五））NodeBNodeBRNCRNCCNCNRABAssignmentResponseRANAPRANAPERQALCAPALCAPECFALCAPALCAPECFALCAPALCAPERQALCAPALCAPDLSynchronizationIubFPIubFPULSynchronizationIubFPIubFP建立NodeB與RNC(Iub接口)之間的用用戶面承載載RadioBearSetupRRCRRCRRCRRCRadioBearSetupComplete建立UE與NodeB(Uu接口)之間的用戶戶面承載建立CN與RNC(Iu接口)的用戶面承承載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過程建立用RABAssignment過程建立用RBsetup過程建立DCHDCH(用戶面)通話狀態(tài)Page45MO流程（七））CNNodeBNodeBRNCRNCCN[CC]DISCONNECT[RANAP]DirectTransferRANAPRANAPULDirectTransfer(CC)RRCRRCRRCRRCDLDirectTransfer(CC)RRCRRCULDirectTransfer(CC)RANAPRANAP[CC]RELEASE[RANAP]DirectTransfer非接接入入層層(NAS)釋放放過過程程RANAPRANAP[CC]RELEASEACK[RANAP]DirectTransferRANAPRANAPIuReleaseCommand從這這一一時時刻刻開開始始，，進(jìn)進(jìn)入入接接入入層層(AS)的釋釋放放過過程程RBReleaseCompleteRRCRRCRBReleaseRRCRRCDCH通過過RBRelease過程程釋釋放放UE和UTRAN之間間的的用用戶戶平平面面Page46MO流程程（（八八））RNCCNNodeBRRCConnectionReleaseRRCRRCRRCRRCRRCConnectionReleaseCompleteNBAPNBAPRLDeletionRequestNBAPNBAPRLDeletionResponseRLCALCAPALCAPALCAPALCAPRELDCH(用戶面)RLCALCAPALCAPALCAPALCAPRELDCH(控制面)釋放放RRC連接接釋放放無無線線鏈鏈路路釋放放UE占用用的的傳傳輸輸用用戶戶數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)的的用用戶戶平平面面承承載載釋放放UE占用用的的傳傳輸輸控控制制信信令令的的控控制制平平面面承承載載Page47MO流程程（（九九））RNCCNNodeBDCHDCH(用戶面)ALCAPRELRLCALCAPALCAPALCAP釋放放UE占用用的的傳傳輸輸用用戶戶數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)的的承承載載RANAPIuReleaseCompleteRANAPIu連接接的的釋釋放放完完成成SCCPRLSDSCCPSCCPRLCSCCP釋放放SCCP連接接。。至至此此整整個個通通話話過過程程的的信信令令流流程程結(jié)結(jié)束束！！Page483G(UMTS)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與與協(xié)協(xié)議議1.3G綜述述2.關(guān)鍵鍵技技術(shù)術(shù)3.UMTS核心心網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)及及協(xié)協(xié)議議5.業(yè)務(wù)務(wù)過過程程分分析析6.總結(jié)結(jié)4.UMTS無線線接接入入網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)及及協(xié)協(xié)議議Page49關(guān)鍵鍵技技術(shù)術(shù)多址址技技術(shù)術(shù)&&CDMA功率率控控制制切換換類類型型主要要內(nèi)內(nèi)容容Page50移動動通通信信的的多多址址接接入入技技術(shù)術(shù)回回顧顧FrequencyTimePowerFrequencyTimePowerFrequencyTimePowerFDMATDMACDMAFDMA是采采用用頻頻分分的的多多址址技技術(shù)術(shù).業(yè)務(wù)務(wù)信信道道在在不不同同頻頻段段分分配配給給不不同同的的用用戶戶。。TDMA是采采用用時時分分的的多多址址技技術(shù)術(shù)。。業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)信信道道在在不不同同的的時時間間片片段段分分配配給給不不同同的的用用戶戶。。CDMA是采采用用擴(kuò)擴(kuò)頻頻的的碼碼分分多多址址技技術(shù)術(shù)。。所所有有用用戶戶在在同同一一時時間間、、同同一一頻頻段段上上、、根根據(jù)據(jù)不不同同的的編編碼碼獲獲得得業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)信信道道。。Page51InterferenceSourcesSpreadingEncoding&InterleavingCorrelatorDecode&DeinterleavingBasebandDataBasebandData1920kbps3840kbpsTransmitterReceiverfcfc00多址址接接入入Page52擴(kuò)頻頻與與解解擴(kuò)擴(kuò)（（DS-CDMA）擴(kuò)頻解擴(kuò)碼片符號數(shù)據(jù)擴(kuò)頻碼擴(kuò)頻信號=數(shù)據(jù)×碼字?jǐn)U頻碼數(shù)據(jù)=擴(kuò)頻信號×碼字1-11-11-11-11-1Page53擴(kuò)頻與與解擴(kuò)擴(kuò)（DS-CDMA）期望信信號其他用用戶信信號期望的的擴(kuò)頻頻信號號擴(kuò)頻碼碼解擴(kuò)后后的數(shù)數(shù)據(jù)其他擴(kuò)擴(kuò)頻信信號積分后后的其其他信信號1-11-11-18-81-18-8解擴(kuò)后后的其其他信信號相關(guān)接接收機(jī)機(jī)的基基本操操作積分后后的數(shù)數(shù)據(jù)處理增增益Page54多址接接入要點：1、擴(kuò)頻頻過程程：先擴(kuò)頻頻碼擴(kuò)擴(kuò)頻，，再加加擾碼碼；2、比特特速率率=碼片速速率(3.84MHz)/擴(kuò)頻增增益；3、通過過加入入擾碼碼，信信號可可以從從不同同的發(fā)發(fā)送器器(終端或或機(jī)站站)分離。。DATA擴(kuò)頻碼碼碼片速速率3.84MHz擾碼碼片速速率3.84MHz比特速速率Page55WCDMA中碼的的使用用在一個個小區(qū)區(qū)內(nèi):所有UE需共享享相同同的頻頻率-CDMA正交碼碼區(qū)分分用戶戶和一一個用用戶的的不同同的信信道(多碼傳傳輸)Channelizationcodes(信道碼碼)在整個個網(wǎng)絡(luò)絡(luò)內(nèi):多個發(fā)發(fā)射機(jī)機(jī)(RBS,UE)需在一一個地地理區(qū)區(qū)域共共享相相同的的頻率率接近正正交的的碼區(qū)區(qū)分從從不同同發(fā)射射機(jī)發(fā)發(fā)射的的信道道Scramblingcodes(擾碼)Page56OrthogonalCodes正交碼碼的作作用OC1,OC2OC3,OC4OC5,OC6,OC7OC1,OC2,OC3OC1,OC2OC1,OC2,OC3,OC4上行:正交碼碼用于于區(qū)分分從一一個用用戶終終端發(fā)發(fā)出的的不同同信道道下行:正交碼碼用于于區(qū)分分從一一個基基站發(fā)發(fā)出的的不同同信道道Page57WCDMA擾碼的的作用用PN3PN4PN5PN6PN1PN1CellSite“1”transmitsusingPNcode1PN2PN2CellSite“2”transmitsusingPNcode2上行:PN碼用作作區(qū)分分不同同的用用戶終終端下下行行