WCDMA网络结构与接口

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章摇WCDMA网络结构及接口

在信令传递的过程中,无论信令的发起者还是接收者,都是存在着地址的,我们称之为源或目的,又因为信令传递过程中会使用不同的方式进行承载,这就意味着信令的传递路径是不同的,因此就很有必要先描述一下对信令的承载起控制作用的网络结构及其各个接口的相关概念。RAN(UMTSTerrestrialRadioAccessNetwork,UMTS陆地无线接入网)。UTRAN通过IU接口与核

图2鄄1所示为WCDMA网络结构和接口,基站控制器(RNC)和基站(NodeB)组成了UT鄄

心网相接,通过UU接口与UE相连,所有的业务处理过程都是在UE和核心网之间通过信令交互完成的。在UTRAN内部,RNC和NodeB之间通过IUB接口相接,而不同RNC之间则通过IUR接口相连。这些不同的逻辑接口都是网络的标准接口,即不同厂商的设备是可以相互连接的。与的组网方式,基本都沿用了2G基站和基站控制器不进行分离的模式。

2G不同的是,3G中的IUB口也是开放的,但到目前为止还没有见到NodeB和RNC为不同厂商

图2鄄1摇WCDMA网络结构和接口

2郾1摇UU接口

层,分别是物理层(L1)、数据链路层(L2)和网络层(L3),另外根据所传输数据内容的不同又分为控制面和用户面,如图2鄄2所示。

物理层称为层一(即L1),在UU接口协议中处于底层,在对数据进行处理后负责向上层提供数据传输服务,因此数据处理是物理层的主要功能。这些处理包括信道编码与交织、物理信道的调制扩频与解扩解调、速率匹配、传输信道到物理信道的映射、功率控制、频率与时间的同步、射频处理、软切换的执行等。

UU接口称为WCDMA的空口,即信号在网络和终端之间传送的空中接口,在协议上分为三

第2章摇WCDMA网络结构及接口摇3

图2鄄2摇UU口的协议层

以及物理层向高层的数据传输、RLC透明模式PDU的加密、UE不同数据流的优先级处理、不同适的传送格式等。

MAC子层的主要功能包括进行传输信道和逻辑信道之间的映射,高层向物理层数据的传输

数据链路层称为层二(即L2),分为四个子层,分别是MAC、RLC、BMC和PDCP。

UE之间数据流的优先级处理、FACH上不同用户数据流之间优先级的处理、给传输信道选择合

RLC子层的主要功能包括对分组数据单元PDU进行分割、重组、串联和填充,数据的传送、BMC子层的主要功能包括小区广播消息的存储、BMC消息的调度、向UE发送BMC消息,PDCP子层的主要功能包括执行IP数据流的头部压缩与解压缩,传输用户数据,将非接入层网络层称为层三(即L3),执行控制面的RRC层协议,主要功能是进行UE和RNC间的信令交互以及对底层资源的配置,可以概括如下:广播与非接入层和接入层相关的信息,建立释放报告,外环功率控制,加密控制,完整性保护,寻呼和空闲模式下小区的选择和重选等功能。UE和UTRAN之间的RRC连接以及相关的无线资源的承载,移动管理,QoS控制,UE的测量与

检测和流量控制,加密功能,协议错误的检测和恢复等。向高层传递广播消息等。

送来的PDCP-SDU转发到RLC层,将多个不同的RB(无线承载)复用到同一个RLC实体。

2郾2摇IUB接口

IUB接口是NodeB和RNC之间进行通信的接口,其协议结构如图2鄄3所示。

摇4WCDMA信令解析与网络优化

图2鄄3摇IUB接口的协议层

的FP(帧协议)进行的。而控制面进一步分为传输网络控制面和无线网络控制面,使用的是NodeB之间的控制协议,它们都是基于SAAL信令适配协议的。ALCAP(AccessLinkControlAp鄄

IUB接口分为用户面和控制面,用户面负责用户数据的上下行传输,它是使用不同传输信道

ALCAP和NBAP协议,ALCAP是AAL2的控制协议,NBAP(NodeBApplicationPart)是RNC和

IUB接口用户面FP的数据传输包括公共传输信道的数据传输和专用传输信道的数据传输。

plicationPart)的功能是在两个信令点之间建立、维护和释放AAL2连接。

公共传输信道的功能有:RACH、FACH和PCH信道的数据传输,节点同步,传输信道同步,下

行定时调整。专用传输信道的功能有:上下行专用信道的数据传输,外环功率控制信息传输,空口参数更新,节点同步,传输信道同步,下行定时调整。公共传输信道和专用传输信道的功能基本相同,区别只在于这些功能所作用的对象不同,即一个是公共传输信道,一个是专用传输信道。

基站和RNC间的NBAP过程又分为两个基本过程:公共NBAP和专用NBAP。公共NBAP过程与特定终端的具体业务无关,只是定义了基站的逻辑O&M(操作维护)的信令过程,其主要功能包括:小区配置,公共传输信道的管理和配置,系统消息管理,资源事件管理,配置协调功能,公共资源测量和无线资源管理。专用NBAP的过程与特定UE的业务过程相关,其主要功能包括:无线链路的管理和监控,处理专用和共享信道,专用资源测量,压缩模式控制和更软切换合并等。

2郾3摇IUR接口

IUR接口是不同RNC之间进行通信的接口,其协议结构如图2鄄4所示。与IUB接口类似,IUR接口的协议也分为用户面和控制面。

用户面使用不同传输信道的FP进行用户面数据的上下行传输,并且分为公共传输信道的数据传输和专用传输信道的数据传输。对于公共传输信道,其作用包括RACH、FACH和PCH信道的数据传输,节点同步,传输信道同步,下行定时调整。对于专用传输信道,其作用包括:上下行专用信道的数据传输,外环功率控制信息传输,空口参数更新,节点同步,传输信道同步,下

第2章摇WCDMA网络结构及接口摇5

图2鄄4摇IUR接口的协议层

行定时调整。这一点与IUB接口的用户面的数据传输类似。

压缩模式控制,公共控制信令在IUR接口的传输,公共传输信道资源管理,寻呼,执行重定位,专用资源测量等。

IUR接口控制面使用的协议是RNSAP,其功能包括:无线链路监控与管理,物理信道配置,

2郾4摇IU接口

CS和IU-PS,其协议结构分别如图2鄄5和图2鄄6所示。

IU接口是无线接入网UTRAN和核心网CN之间的接口,按照处理业务的不同可以分为IU-

图2鄄5摇IU-CS的协议层

无论IU-CS还是IU-PS,其基本协议结构都是一致的,在横向上分为无线网络层和传输网络层,在纵向上分为控制面和用户面。控制面使用的协议为RANAP,用户面使用的协议为

摇6WCDMA信令解析与网络优化

图2鄄6摇IU-PS的协议层

IU-UP。

CN间信令消息的传送,安全模式管理,IU释放复位过载管理,公共UEID的管理等。RANAP使用的是下层SCCP(SignalingConnectionControlPart)来传递信息的,SCCP用于传送移动台和核心网之间的消息,与特定UE相关的SCCP连接称为有连接的SCCP,与特定UE无关的信令消息称为无连接的SCCP。SCCP连接可以由RNC发起,也可以由核心网发起,由于WCDMA中存在着CS和PS两个域,因此一个终端最多在IU口上可以有两条SCCP连接。

用户面协议IU-UP是用来承载与RAB相关的用户数据的,每个RAB都有各自的协议实体,也就是说,一个IU-PS协议只与一个RAB连接相关。该协议要么完成透明的操作,要么完成对用户数据或控制信令的成帧操作,基于以上情况,该协议又分为透明模式和预定义SDU长度的支持模式两种模式。本文在此不详细讨论,有兴趣的读者可以查阅相关资料。IU-CS和IU-PS在用户面的不同之处在于,IU-CS在传输网络层使用AAL2作为支持实时适配层的协议,而IU-PS则使用AAL5作为进行数据传输的适配层协议。

控制面协议RANAP的功能包括:寻呼,RNC的重定位,RAB管理,UE跟踪管理,UE和