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2、容,UTRAN,系統(tǒng)結構,TD-SCDMA,接口分層概念,接口協(xié)議和信令流程,1,SRNS,DRNS,NodeB,NodeB,NodeB,NodeB,RNC,CN,RNC,Iu,Iu,Iur,Iub,Iub,Iub,Iub,UE,Uu,網(wǎng)絡總體結構圖,2,RNC,相關的名詞,3,UTRAN,通用協(xié)議模型,4,UTRAN,通用協(xié)議模型,UTRAN,層次從水平方向上可以分為傳輸網(wǎng)絡層和無線網(wǎng)絡層；從垂直方向上則包括四個平面：,控制平面,用戶平面,傳輸網(wǎng)絡層控制平面,傳輸網(wǎng)絡層用戶平面,5,課程內容,UTRAN,系統(tǒng)結構,TD-SCDMA,接口分層概念,控制面和用戶面,接入層和非接入層,接口協(xié)議和信

3、令流程,6,無線網(wǎng)絡層控制面和用戶面,控制面的作用,控制無線接入承載及,UE,和網(wǎng)絡之間的連接,透明傳輸非接入層消息,用戶面的作用,傳輸通過接入網(wǎng)的用戶數(shù)據(jù),在,UTRAN,系統(tǒng)中，無線網(wǎng)絡層每個接口上都有用戶面和控制面。,所有無線網(wǎng)絡層的用戶面數(shù)據(jù)和控制面數(shù)據(jù)都是傳輸網(wǎng)絡層的用戶面。,RNS,RNS,Node,B,Node,B,Node,B,Node,B,RNC,CN,RNC,Iu,Iu,Iur,Iub,Iub,Iub,Iub,7,接入層和非接入層,8,接入層和非接入層,舉一個例子,:,在,AMR,語音電話（主叫）的信令流程中，有下列幾條信令，是,UE,與核心網(wǎng)之間的信令，也就是非接入層的控

4、制面信令。這些信令先封裝在,RRC,協(xié)議中透明傳輸?shù)?RNC,，,RNC,將這些信令從,RRC,消息中解開，再封裝到,RANAP,協(xié)議中，通過,RANAP,透明傳輸?shù)胶诵木W(wǎng)側：,UE,RNCCM Service Request,UE,RNC,Authentication Request,UE,RNC Authentication Response,UE,RNC,CM Service Accept,UE,RNC SETUP,UE,RNC,Call Processing,UE,RNC,Alerting,UE,RNC,Connect,UE,RNC Connect Acknowledge,非接入層協(xié)議

5、可參考,3GPP TS 24.008;TS 23.060,非接入層作用是在,UE,與核心網(wǎng)之間傳遞消息或用戶數(shù)據(jù),9,課程內容,UTRAN,系統(tǒng)結構,TD-SCDMA,接口分層概念,接口協(xié)議和信令流程,UU,口相關協(xié)議,IU,口相關協(xié)議,IUB,口相關協(xié)議,信令流程,10,Control,控制面信令,用戶面消息,Uu,接口邊界,RRC,MAC,物理層,BMC,RLC,RLC,RLC,RLC,RLC,RLC,RLC,RLC,PDCP,PDCP,傳輸信道,邏輯信道,無線承載,Control,Control,Control,Control,L1,L2/MAC,L2/RLC,L2/BMC,L2/PDC

6、P,L3,空中接口協(xié)議模型,11,RLC,層協(xié)議,RLC(Radio Link Control),層通訊協(xié)議：主要功能是,提供 不同的傳輸質量,(QoS,Quality of Service),處理，根據(jù)不同的傳輸質量要求，針對所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)或控制命令進行不同的切割、傳送、重傳與組合處理,。在系統(tǒng)中，定義了對話,(Conversational),、流式,(Streaming),、交互,(Interactive),與背景,(Background),等四種不同的,QoS,等級，而,RLC,以下列三種方式來進行數(shù)據(jù)包的切割分封處理，來滿足不同的傳輸質量要求：,Transparent Mode(TM),

7、：根據(jù)數(shù)據(jù)包長度直接進行切割封裝，不做任何其他處理；適用于對實時傳輸要求較高的服務，如,Voice Call,、,Video Streaming,等。,Unacknowledged Mode(UM),：除了切割封裝之外，在每個數(shù)據(jù)包前另加適當?shù)臉祟^，以輔助接收端進行數(shù)據(jù)包次序的檢查與錯誤數(shù)據(jù)包的丟棄，適用于對實時傳輸及數(shù)據(jù)包次序都有要求的服務，如,VoIP,、,Video Phone,等。,Acknowledged Mode(AM),：除了切割封裝與數(shù)據(jù)包次序標頭的附加外，在接收端更需針對每個數(shù)據(jù)包進行次序檢查、重復檢測以及重傳處理，使所有的數(shù)據(jù)包都能正確地到達接收端，適用于對實時傳輸要求不高

8、、但對數(shù)據(jù)正確性要求很高的服務，如,Web Browsing,、,Email,、,File Transfer,等。,12,MAC,層協(xié)議,MAC(Media Access Control),層通訊協(xié)議：主要功能是 根據(jù)不同的無線資源分配要求，將來自,RLC,不同邏輯信道,(Logical Channel),的數(shù)據(jù)包，映射到包括公共、共享 或專用 等性質的傳輸信道,(Transport Channel),。其中通過專用信道進行傳輸，其傳輸質量較能得到保障，但對系統(tǒng)無線資源的占用也是最多的,MAC,子層共有,MAC-b,、,MAC-c/sh,、,MAC-d,等實體，其中：,MAC-b,：用來處理廣

9、播信道（,BCH,）上傳輸?shù)男畔ⅰ?MAC-c/sh,：處理,PCH,、,FACH,、,RACH,、,USCH,和,DSCH,上傳輸?shù)男畔ⅰ?MAC-d,：處理專用信道（,DCH,）上傳輸?shù)男畔ⅰ?13,邏輯信道,14,傳輸信道,傳輸信道是由,L1,提供給高層的服務，根據(jù)在空中接口上如何傳輸及傳輸什么特性的數(shù)據(jù)來定義的。傳輸信道一般可分為兩組：,專用信道,DCH,：,公共信道,：,廣播信道,(BCH):,下行傳輸信道，用于廣播系統(tǒng)和小區(qū)的特有信息,尋呼信道,(PCH):,下行傳輸信道，用于當系統(tǒng)不知道移動臺所在的小區(qū)位置時，承載發(fā)向移動臺的控制信息,前向接入信道,(FACH):,下行傳輸信道，

10、用于當系統(tǒng)知道移動臺所在的小區(qū)位置時，承載發(fā)向移動臺的控制信息。,FACH,也可以承載一些短的用戶信息數(shù)據(jù)包。,隨機接入信道,(RACH):,上行傳輸信道，用于承載來自移動臺的控制信息。,RACH,也可以承載一些短的用戶信息數(shù)據(jù)包。,上行共享信道,(USCH):,一種被幾個,UE,共享的上行傳輸信道，用于承載專用控制數(shù)據(jù)或業(yè)務數(shù)據(jù)。,下行共享信道,(DSCH):,一種被幾個,UE,共享的下行傳輸信道，用于承載專用控制數(shù)據(jù)或業(yè)務數(shù)據(jù)。,15,傳輸信道,物理信道,DCH,專用物理信道,(DPCH),BCH,主公共控制物理信道,(,P-,CCPCH),PCH,輔助公共控制物理信道,(S-CCPCH)

11、,FACH,輔助公共控制物理信道,(S-CCPCH),RACH,物理隨機接入信道,(PRACH),USCH,物理上行共享信道,(PUSCH),DSCH,物理下行共享信道,(PDSCH),下行導頻信道,(DwPCH),上行導頻信道,(UpPCH),尋呼指示信道（,PICH,）,快速物理接入信道,F-PACH,信道映射,16,邏輯信道到傳輸信道的映射,17,PDCP層協(xié)議,PDCP(Packet Data Convergence Protocol),層通訊協(xié)議：,為,UMTS,系統(tǒng)為提高,PS,業(yè)務的傳輸效率所設計的通信協(xié)議，針對所載送的應用數(shù)據(jù)包,IP,標頭數(shù)據(jù)進行壓縮處理,舉例而言，若以,3G

12、,系統(tǒng)承載,VoIP,服務，其每一個應用數(shù)據(jù)包內的,RTP,、,UDP,、,IP,等標頭數(shù)據(jù)將達,4060 Bytes,之多，而,VoIP,的實際數(shù)據(jù)卻僅約,20 Bytes,，這樣冗余的頭部占用了大量帶寬，而,PDCP,即針對,RTP,、,TCP/UDP,、,IP,等標頭數(shù)據(jù)進行壓縮，有效提升應用傳輸效率。,18,RRC,層協(xié)議,RRC(Radio Resource Control),層通訊協(xié)議：為,AS,部分通訊協(xié)議的核心，包括無線資源消息交換、無線資源配置控制、,QoS,控制、通道傳輸格式設置控制、數(shù)據(jù)包切割組合處理控制、以及,NAS,通訊協(xié)議傳輸處理等，都由,RRC,來進行。,UMTS

13、,系統(tǒng)中定義了四組,RRC,消息，分別是,RRC Connection Management,、,Radio Bearer Control,、,RRC Connection Mobility,及,Measurement Report,，用以讓,UE,端,RRC,與網(wǎng)絡端,RRC,進行消息交換，做為無線資源設置的根據(jù)。另外，為了減少手機電力的消耗、并使系統(tǒng)無線資源能更有效率地被利用，系統(tǒng)設計了包括,Idle,、,Cell_DCH,、,Cell_FACH,、,Cell_PCH,與,URA_PCH,等不同的,RRC,服務狀態(tài)，手機在不同的服務狀態(tài)下使用不同程度的系統(tǒng)資源，能大大系統(tǒng)的使用效率。,19

14、,RRC,服務狀態(tài),Cell-DCH,UE,處于激活狀態(tài)，正在利用自己專用的信道進行通信，上下行都具有專用信道，,UTRAN,準確的知道,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，下行需要隨時監(jiān)聽,FACH,上是否有自己的信息，,UTRAN,準確的知道,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。,20,RRC,服務狀態(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,此時進入非連

15、續(xù)接收，可有效的節(jié)電。,UTRAN,準確的知道,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,，進入非連續(xù)接收，,UTRAN,只知道,UE,所位于的,URA,（,UTRAN Registration Area,，一個,URA,包含多個小區(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。,21,Establish RRC,Connection,Release RRC,Connection,UTRA Connecte

16、d Mode,UTRA:,Inter-RAT,Handover,GSM:,Handover,Establish RRC,Connection,Release RRC,Connection,URA_PCH,CELL_PCH,GSM,Connected,Mode,Establish RR,Connection,Release RR,Connection,Idle Mode,Camping on a UTRAN cell,1,Camping on a GSM/GPRS cell,1,GPRS Packet Idle Mode,1,GPRS,Packet,Transfer,Mode,Initiation of,temporary,block flow,Release of,temporary,block flow,Cell reselection,CELL_DCH,out of,service,in,service,CELL_FACH,out of,service,in,out of,in,service,out of,service,service,RRC,狀態(tài)轉換圖,22,RRC,狀態(tài),U