WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)接口和流程課件

2023/7/29WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)接口和流程課程目標(biāo)了解UTRAN的相關(guān)接口協(xié)議和功能了解無線側(cè)的基本信令流程和基本呼叫流程學(xué)習(xí)完本課程，您將能夠：2課程內(nèi)容 T第一章UTRAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)第二章UTRAN接口協(xié)議和功能第三章基本信令流程3UTRAN UMTSTerrestrialRadioAccessNetworkCN CoreNetworkUE UserEquipmentIuUTRANUEUuCNUMTS體系結(jié)構(gòu)4RNSRNCRNSRNCCoreNetworkNodeBNodeBNodeBNodeBIuIuIurIubIubIubIubUTRAN體系結(jié)構(gòu)5接口協(xié)議結(jié)構(gòu)的原則是層與平面在邏輯上相互獨(dú)立，如果需要，在將來的協(xié)議版本協(xié)議層、甚至一個(gè)平面內(nèi)的所有層可以改變。UTRAN接口的一般協(xié)議模型6TEMTUTRANCNIuEDGENODECNGatewayTEUMTSUTRAFDD/TDDServicePhysicalBearerServiceRadioBearerServiceIuBearerServiceBackboneNetworkServiceRadioAccessBearerServiceCNBearerServiceUMTSBearerServiceTE/MTLocalBearerServiceExternalBearerServiceEnd-to-EndServiceUTRANradiointerfaceBearerservice:承載業(yè)務(wù)。具有能力、延遲、BER的信息傳播途徑。UMTS承載分層結(jié)構(gòu)7UE的工作模式UE有兩種基本的運(yùn)行模式：空閑模式和連接模式空閑模式：UE處于待機(jī)狀態(tài)，沒有業(yè)務(wù)的存在，UE和UTRAN之間沒有連接，UTRAN內(nèi)沒有任何有關(guān)此UE的信息；通過非接入層標(biāo)識(shí)如IMSI、TMSI或P-TMSI等標(biāo)志來區(qū)分UE；連接模式：當(dāng)UE完成RRC連接建立時(shí)，UE才從空閑模式轉(zhuǎn)移到連接模式；

在連接模式下，UE有4種狀態(tài)：Cell-DCH,Cell-FACH,Cell-PCH,URA-PCH8UE在連接模式下的狀態(tài)Cell-DCH：

UE處于激活狀態(tài)，正在利用自己專用的信道進(jìn)行通信，上下行都具有專用信道，UTRAN準(zhǔn)確的知道UE所位于的小區(qū)中Cell-FACH

UE處于激活狀態(tài)，但是上下行都只有少量的數(shù)據(jù)需要傳輸，不需要為此UE分配專用的信道，下行的數(shù)據(jù)在FACH上傳輸，上行在RACH上傳輸，下行需要隨時(shí)監(jiān)聽FACH上是否有自己的信息，UTRAN準(zhǔn)確的知道UE所位于的小區(qū)，保留了UE所使用的資源，所處的狀態(tài)等信息。9UE在連接模式下的狀態(tài)Cell-PCH

UE上下行都沒有數(shù)據(jù)傳送，需要監(jiān)聽PICH，以便收聽尋呼，因此UE此時(shí)進(jìn)入非連續(xù)接收，可有效的節(jié)電。

UTRAN準(zhǔn)確的知道UE所位于的小區(qū)，這樣，UE所位于的小區(qū)變化后，UTRAN需要更新UE的小區(qū)信息。URA-PCH

UE上下行都沒有數(shù)據(jù)傳送，需要監(jiān)聽PICH，進(jìn)入非連續(xù)接收，UTRAN只知道UE所位于的URA（UTRANRegistrationArea，一個(gè)URA包含多個(gè)小區(qū)），也就是說，UTRAN只在UE位于的URA發(fā)生變化后才更新其位置信息，這樣更加節(jié)約了資源，減少了信令。10CELL_DCHCELL_FACHCELL_PCHURA_PCHIDLEDEAD-搜索網(wǎng)絡(luò)(PLMN)-“駐扎”小區(qū)(campon)-偵聽pagingchannel-小區(qū)重選-專用信道-Radiobearers傳輸業(yè)務(wù)-高層信令觸發(fā)(CN)-減少活動(dòng)，DRX，節(jié)電RRCconnection這些狀態(tài)只用與UTRAN與UE，對(duì)CN來說，這些狀態(tài)是透明的

UE狀態(tài)示意圖11思考題UTRAN網(wǎng)絡(luò)具有哪些接口？UE具有哪些工作模式？12本章小結(jié)本章主要介紹了UTRAN網(wǎng)絡(luò)的一些基本知識(shí)。13課程內(nèi)容 T第一章UTRAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)第二章UTRAN接口協(xié)議和功能第三章基本信令流程14第二章UTRAN接口協(xié)議和功能Iu接口Iur接口Iub接口Uu接口15Iu接口體系結(jié)構(gòu)16Physical(FullRateE1orSTM1Optical)ATMLowerLayersAAL2AAL5-SAALNNIMTP3-BIPQ.2150Q.2630Q.AAL2FrameProtocolUnrestrictedDigitalVoiceDataSCCPRANAPUDPGTP-UPacketBearerCSBearerPSBearerControlSignalingRANAP:RadioAccessNetworkApplicationPartIu接口協(xié)議棧結(jié)構(gòu)17移動(dòng)性管理功能位置區(qū)報(bào)告SRNSRelocationRNC間硬切換和系統(tǒng)間切換無線接入承載（RAB）管理功能RAB的建立，更改，釋放Iu數(shù)據(jù)傳輸正常數(shù)據(jù)傳輸異常數(shù)據(jù)傳輸U(kuò)E-CN連接信息的透明傳輸Iu接口功能（1）18尋呼（Paging)Iu釋放安全性模式控制過載控制公共UEID（IMSI）的管理Iu信令跟蹤管理Iu接口異常管理CBS(CellBroadcastService)控制Iu接口功能（2）19第二章UTRAN接口協(xié)議和功能Iu接口Iur接口Iub接口Uu接口20Iur接口邏輯模型21Physical(FullRateE1orSTM1Optical)ATMLowerLayersAAL2AAL5-SAALNNIMTP3-BQ.2150Q.2630Q.AAL2FrameProtocolUnrestrictedDigitalVoiceDataSCCPRNSAPRLC/MACCSBearerControlSignalingRNSAP:RadioNetworkSubsystemApplicationPartIur接口協(xié)議棧結(jié)構(gòu)22支持RNC間移動(dòng)性的基本功能支持SRNCrelocationRNC間的CellUpdate和URAUpdateRNC間尋呼報(bào)告協(xié)議錯(cuò)誤專用信道功能切換時(shí)，在DRNC中建立、更改、釋放專用信道Iur接口上DCH傳輸塊的傳輸通過專用測量報(bào)告過程和過慮控制管理DRNS中的無線鏈路RL的管理，壓縮模式的管理Iur接口功能23公共信道功能Iur接口上公共傳輸信道的建立，刪除，公共傳輸信道用于傳輸DRNC中處于公共信道狀態(tài)UE的信息將MAC-d和MAC-c相分離MAC-d和MAC-c之間的流控全局資源管理（GlobalResourceManagement)RNC間公共測量RNC間NodeB定時(shí)信息傳輸Iur接口功能24第二章UTRAN接口協(xié)議和功能Iu接口Iur接口Iub接口Uu接口25Physical(FullRateE1orSTM1Optical)ATMLowerLayersAAL2AAL5-SAALUNINBAPQ.2150Q.2630Q.AAL2FrameProtocolRLC/MACRRCMSSignalingCC/MM/RRUnrestrictedDigital/VoicePacketCSBearerPSBearerControlSignalingNBAP:NodeBApplicationPart RRC:RadioResourceControlRLC:RadioLinkControl MAC:MediumAccessControlIub接口協(xié)議棧26公共功能公共傳輸信道管理Iub公共信道數(shù)據(jù)傳輸NodeB邏輯O&M（小區(qū)配置，故障管理，閉塞等維護(hù)功能）系統(tǒng)信息管理公共測量資源核查異常管理定時(shí)和同步管理Iub接口功能（1）27專用功能專用傳輸信道管理無線鏈路（RL）監(jiān)控專用測量管理定時(shí)和同步管理上行外環(huán)功控Iub專用數(shù)據(jù)傳輸下行功率漂移的平衡壓縮模式控制Iub接口功能（2）28第二章UTRAN接口協(xié)議和功能Iu接口Iur接口Iub接口Uu接口29Uu接口協(xié)議棧結(jié)構(gòu)30傳輸信道復(fù)用和碼組合信道解復(fù)用碼組合傳輸信道到物理信道的映射宏分集合并/分發(fā)和軟切換執(zhí)行傳輸信道錯(cuò)誤檢測，并向高層指示FEC編解碼和交織/去交織速率匹配功率加權(quán)和物理信道合并閉環(huán)功率控制開環(huán)功控Uu接口L1功能（1）31調(diào)制/解調(diào)和擴(kuò)頻/解擴(kuò)頻率和時(shí)間(chip,bit,slot,frame)同步測量并向高層指示壓縮模式支持收發(fā)分集其他基帶處理功能Uu接口L1功能（2）32

AS

L2

GC

Nt

DC

RRC(L3)

RLC

PHY(L1)

PDCP

BMC

MAC

邏輯信道

傳輸信道

Control

SAP's

Control

SAP

Radio

(Access)

Bearers

物理信道

MAC:媒體接入控制33邏輯信道到傳輸信道的映射根據(jù)瞬時(shí)數(shù)據(jù)速率選擇傳輸格式UE內(nèi)不同數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級(jí)處理動(dòng)態(tài)調(diào)度UE之間優(yōu)先級(jí)處理公共傳輸信道上標(biāo)示不同UE在公共傳輸信道上，復(fù)用/分解高層PDU進(jìn)入/從傳輸塊集,該傳輸塊集來自/發(fā)送到物理層在專用傳輸信道上，復(fù)用/分解高層PDU進(jìn)入/從傳輸塊集,該傳輸塊集來自/發(fā)送到物理層業(yè)務(wù)量測量動(dòng)態(tài)傳輸信道類型切換加密MAC功能34{XOR}TransportChannels(L1CharacteristicsDependent)PCHBCHFACHRACHDCHS-CCPCHP-CCPCHPhysicalChannelsPRACHDPDCHLogicalChannels(DataDependent)PCCHDCCHDTCHDecicatedLogicalChannelCipherOnBCCHCCCHCTCHHigherLayerdataPagingSystemInfoSignallingCellBroadcastServiceSignallingandUserdataDTCHDTCHMAC:邏輯信道映射(UE)35通過變更每TTI(TransmissionTimeInterval,為10ms整數(shù)倍)

內(nèi)傳送量來控制瞬時(shí)比特速率TransportBlock(TB):從邏輯信道上來的需要傳送的一個(gè)比特序列TransportBlockSize:TB的大小TransportBlockSet:在一個(gè)TTI中傳送的一組TB(從邏輯信道上復(fù)用)TransportBlockSetSize:TBS中包含所有的比特長度TransportBlock,TB#1TB#2TB#nTransportBlockSizeTransportBlockSetTransportBlockSetSize=TransportBlockSizexNTransportTimeInterval,TTItMAC:TransportFormationSelection36TFCSTransportFormat(TF)定義TransportBlockSet(TransportBlockSize,TransportBlockSetSize)TrCH#1TFSTFTrCH#2TrCH#3TrCH#4TFCTransportFormatSet(TFS):一個(gè)傳輸信道可能的TF集合MAC在每個(gè)TTI選擇其中的一個(gè)TFTransportFormatCombination(TFC):每個(gè)TTI，不同傳輸信道選定的TF的集合TransportFormatCombinationSet(TFCS):

定義所有TFC可能的組合情況這樣MAC能夠進(jìn)行不同傳輸信道的動(dòng)態(tài)傳輸速率控制MAC:TransportFormationSelection37

AS

L2

GC

Nt

DC

RRC(L3)

RLC

PHY(L1)

PDCP

BMC

MAC

Control

SAP's

Control

SAP

Radio

(Access)

Bearers

邏輯信道

傳輸信道

物理信道

RLC:無線鏈路控制38分段、組裝和填充用戶數(shù)據(jù)傳輸使用不同的傳輸模式進(jìn)行差錯(cuò)糾正順序傳遞高層PDU、復(fù)制檢查流量控制序列號(hào)檢查（UM）協(xié)議錯(cuò)誤檢測和恢復(fù)加密掛起/恢復(fù)功能RLC功能39

AS

L2

GC

Nt

DC

RRC(L3)

RLC

PHY(L1)

PDCP

BMC

MAC

邏輯信道

傳輸信道

Control

SAP's

Control

SAP

Radio

(Access)

Bearers

物理信道

PDCP：分組數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換協(xié)議

BMC：廣播多播控制協(xié)議40映射網(wǎng)絡(luò)PDU從網(wǎng)絡(luò)協(xié)議到RLC協(xié)議頭壓縮/解壓縮，以減少上層數(shù)據(jù)中的冗余控制信息，提高空中接口傳輸效率TCP/IP(RFC2507) -Non-realtimeIPRTP/UDP/IP(RFC3095,ROHC)inRel4 -RealtimeIP(e.g.VoIP)支持無損遷移(LosslessSRNSRelocation)緩存、重發(fā)高層數(shù)據(jù)PDCP功能41小區(qū)廣播消息存儲(chǔ)業(yè)務(wù)量監(jiān)測和CBS(CellBroadcastService)無線資源請求BMC消息調(diào)度傳送BMC消息到UE向上層傳送BMC消息BMC功能42

AS

L2

GC

Nt

DC

RRC(L3)

RLC

PHY(L1)

PDCP

BMC

MAC

Control

SAP's

Control

SAP

Radio

(Access)

Bearers

邏輯信道

傳輸信道

物理信道

RRC:無線鏈路控制43系統(tǒng)信息廣播管理尋呼/通知RRC連接管理（建立、重建、維護(hù)和釋放）無線承載管理（建立、重配置和釋放），以便為非接入層（NAS）提供服務(wù)RRC連接移動(dòng)性管理功能初始小區(qū)選擇高層PDU路由請求的QoS控制并映射到接入層中不同的資源無線資源管理和控制RRC功能（1）44RB，傳輸信道，物理信道的管理和控制開環(huán)功控SRNSrelocation支持UE測量控制和測量報(bào)告加密控制，完整性保護(hù)CBS相關(guān)功能（BMC配置，CBS無線資源分配請求，CBS非連續(xù)接收支持等）RRC功能（2）45本章小結(jié)本章分別對(duì)UTRAN的四個(gè)接口：Iu、Iur、Iub、Uu接口的協(xié)議功能進(jìn)行了介紹。46課程內(nèi)容 T第一章UTRAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)第二章UTRAN接口協(xié)議和功能第三章基本信令流程47第三章基本信令流程呼叫總體流程網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)流程呼叫流程及軟、硬切換流程48呼叫總體流程49第三章基本信令流程呼叫總體流程網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)流程基本呼叫流程50.3.BCCH:SystemInformation1.SystemInformationUpdateRequestUENodeBRNCCNNBAPNBAPRRCRRC.4.BCCH:SystemInformationRRCRRC5.BCCH:SystemInformationRRCRRC.2.SystemInformationUpdateResponseNBAPNBAP系統(tǒng)信息廣播流程51第三章基本信令流程呼叫總體流程網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)流程呼叫流程及軟、硬切換流程52CN發(fā)送尋呼消息，指定UE與尋呼區(qū)（CN負(fù)責(zé)尋呼消息的重發(fā)）。SRNC根據(jù)UE的狀態(tài)發(fā)送相應(yīng)的尋呼消息。尋呼流程(type1)53CN發(fā)送尋呼消息，指定UE與尋呼區(qū)（CN負(fù)責(zé)尋呼消息的重發(fā)）。SRNC根據(jù)UE的狀態(tài)發(fā)送相應(yīng)的尋呼消息。尋呼流程(type2)54UE在CCCH信道發(fā)送RRC建立請求消息，帶有UE標(biāo)志、能力、原因；SRNC如果條件滿足，首先