WCDMA無線網(wǎng)絡接口和流程.ppt

WCDMA無線網(wǎng)絡接口和流程 2 UTRAN網(wǎng)絡結構UTRAN接口協(xié)議及功能基本信令流程基本呼叫流程 3 UMTS體系結構 Iu UTRAN UE Uu UTRANUMTSTerrestrialRadioAccessNetworkCNCoreNetworkUEUserEquipment CN 4 UTRAN體系結構 RNS RNC CoreNetwork NodeB NodeB NodeB NodeB Iu Iu Iur Iub Iub Iub Iub 5 UTRAN接口的一般協(xié)議模型 接口協(xié)議結構的原則是層與平面在邏輯上相互獨立 如果需要 在將來的協(xié)議版本協(xié)議層 甚至一個平面內(nèi)的所有層可以改變 6 UMTS承載分層結構 UTRAFDD TDDService PhysicalBearerService RadioBearerService IuBearerService BackboneNetworkService RadioAccessBearerService CNBearerService UMTSBearerService TE MTLocalBearerService ExternalBearerService End to EndService Bearerservice 承載業(yè)務 具有能力 延遲 BER的信息傳播途徑 7 基本概念 UE工作的模式和狀態(tài)ServingRNC DriftRNC與ControlRNCSourceRNC與TargetRNC 8 UE工作的模式和狀態(tài) Idle模式UE處于待機狀態(tài) 沒有業(yè)務的存在 UE和UTRAN之間沒有連接 UTRAN內(nèi)沒有任何有關此UE的信息Connected模式Cell DCH Cell FACH Cell PCH URA PCHCell DCHUE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 9 Cell FACH Cell FACHUE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Cell PCHUE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此時進入非連續(xù)接收 可有效的節(jié)電 10 Cell PCH和URA PCH 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 PCHUE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 UTRANRegistrationArea 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 11 UE狀態(tài)示意圖 12 SRNC DRNC 在WCDMA系統(tǒng)中 由于Iur接口的引入而產(chǎn)生了SRNC DRNC的概念SRNC和DRNC都是對于某一個具體的UE來說的 是邏輯上的一個概念簡單的說 對于某一個UE來說 其與CN之間的連接中 直接與CN相連 并對UE的所有資源進行控制的RNC叫該UE的SRNCUE與CN之間的連接中 與CN沒有連接 僅為UE提供資源的RNC叫該UE的DRNC處于連接狀態(tài)的UE必須而且只能有一個SRNC 可以有0個或者多個DRNC 13 CRNC CRNC是對于某一個NodeB 或者Cell 來說的直接和某NodeB相連接 對該NodeB資源的使用進行控制的RNC叫該NodeB的CRNC一個NodeB有且只能有一個CRNCCRNC對其控制的所有NodeB的資源進行合理的分配和使用 14 SourceRNC TargetRNC SRNSRelocation就是將某個UE的SRNC的角色有一個RNC轉到另外一個RNC的過程SRNSRelocation前 該UE的SRNC ServingRNC 叫SourceRNC SourceRNC后 該UE的SRNC叫TargetRNCSourceRNC和TargetRNC是在一次SRNSRelocation過程中對于不同RNC的稱謂 15 UTRAN網(wǎng)絡結構UTRAN接口協(xié)議及功能基本信令流程基本呼叫流程 16 UTRAN接口協(xié)議及功能 Iu接口Iur接口Iub接口Uu接口 17 Iu接口體系結構 18 Iu接口協(xié)議棧結構 Physical FullRateE1orSTM1Optical ATMLowerLayers AAL2 AAL5 SAALNNI MTP3 B IP Q 2150 Q 2630 Q AAL2 FrameProtocol UnrestrictedDigitalVoiceData SCCP RANAP UDP GTP U PacketBearer CSBearer PSBearer ControlSignaling RANAP RadioAccessNetworkApplicationPart 19 Iu接口功能 1 移動性管理功能位置區(qū)報告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UE CN連接信息的透明傳輸 20 Iu接口功能 2 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 21 UTRAN接口協(xié)議及功能 Iu接口Iur接口Iub接口Uu接口 22 Iur接口邏輯模型 23 Iur接口協(xié)議棧結構 Physical FullRateE1orSTM1Optical ATMLowerLayers AAL2 AAL5 SAALNNI MTP3 B Q 2150 Q 2630 Q AAL2 FrameProtocol UnrestrictedDigitalVoiceData SCCP RNSAP RLC MAC CSBearer ControlSignaling RNSAP RadioNetworkSubsystemApplicationPart 24 Iur接口功能 支持RNC間移動性的基本功能支持SRNCrelocationRNC間的CellUpdate和URAUpdateRNC間尋呼報告協(xié)議錯誤專用信道功能切換時 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 25 Iur接口功能 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定時信息傳輸 26 UTRAN接口協(xié)議及功能 Iu接口Iur接口Iub接口Uu接口 27 Iub接口協(xié)議棧 NBAP NodeBApplicationPartRRC RadioResourceControlRLC RadioLinkControlMAC MediumAccessControl 28 Iub接口功能 1 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 閉塞等維護功能 系統(tǒng)信息管理公共測量資源核查異常管理定時和同步管理 29 Iub接口功能 2 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 30 UTRAN接口協(xié)議及功能 Iu接口Iur接口Iub接口Uu接口 31 Uu接口協(xié)議棧結構 32 Uu接口L1功能 1 傳輸信道復用和碼組合信道解復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和物理信道合并閉環(huán)功率控制開環(huán)功控 33 Uu接口L1功能 2 調(diào)制 解調(diào)和擴頻 解擴頻率和時間 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 34 MAC 媒體接入控制 35 MAC功能 邏輯信道到傳輸信道的映射根據(jù)瞬時數(shù)據(jù)速率選擇傳輸格式UE內(nèi)不同數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級處理動態(tài)調(diào)度UE之間優(yōu)先級處理公共傳輸信道上標示不同UE在公共傳輸信道上 復用 分解高層PDU進入 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 復用 分解高層PDU進入 從傳輸塊集 該傳輸塊集來自 發(fā)送到物理層業(yè)務量測量動態(tài)傳輸信道類型切換加密 36 MAC 邏輯信道映射 UE 37 MAC TransportFormationSelection 通過變更每TTI TransmissionTimeInterval 為10ms整數(shù)倍 內(nèi)傳送量來控制瞬時比特速率TransportBlock TB 從邏輯信道上來的需要傳送的一個比特序列TransportBlockSize TB的大小TransportBlockSet 在一個TTI中傳送的一組TB 從邏輯信道上復用 TransportBlockSetSize TBS中包含所有的比特長度 38 TransportFormat TF 定義TransportBlockSet TransportBlockSize TransportBlockSetSize TransportFormatSet TFS 一個傳輸信道可能的TF集合MAC在每個TTI選擇其中的一個TF TransportFormatCombination TFC 每個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能夠進行不同傳輸信道的動態(tài)傳輸速率控制 MAC TransportFormationSelection 39 RLC 無線鏈路控制 40 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行差錯糾正順序傳遞高層PDU 復制檢查流量控制序列號檢查 UM 協(xié)議錯誤檢測和恢復加密掛起 恢復功能 RLC功能 41 PDCP 分組數(shù)據(jù)轉換協(xié)議BMC 廣播多播控制協(xié)議 42 PDCP功能 映射網(wǎng)絡PDU從網(wǎng)絡協(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) 43 BMC功能 小區(qū)廣播消息存儲業(yè)務量監(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 44 RRC 無線鏈路控制 45 RRC功能 1 系統(tǒng)信息廣播管理尋呼 通知RRC連接管理 建立 重建 維護和釋放 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RRC連接移動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 46 RRC功能 2 RB 傳輸信道 物理信道的管理和控制開環(huán)功控SRNSrelocation支持UE測量控制和測量報告加密控制 完整性保護CBS相關功能 BMC配置 CBS無線資源分配請求 CBS非連續(xù)接收支持等 47 UTRAN網(wǎng)絡結構UTRAN接口協(xié)議及功能基本信令流程基本呼叫流程 48 基本信令流程 呼叫總體流程網(wǎng)絡啟動流程UE登記流程呼叫流程及軟切換 硬切換流程連接移動性管理流程 49 呼叫總體流程 50 基本信令流程 呼叫總體流程網(wǎng)絡啟動流程UE登記流程呼叫流程及軟切換 硬切換流程連接移動性管理流程 51 系統(tǒng)信息廣播流程 3 BCCH SystemInformation 1 SystemInformationUpdateRequest UE NodeB RNC CN NBAP NBAP RRC RRC 4 BCCH SystemInformation RRC RRC 5 BCCH SystemInformation RRC RRC 2 SystemInformationUpdateResponse NBAP NBAP 52 基本信令流程 呼叫總體流程網(wǎng)絡啟動流程UE登記流程呼叫流程及軟切換 硬切換流程連接移動性管理流程 53 RRC建立流程 CCH UE為登記發(fā)起RRC連接建立 SRNC決定在公共信道上建立RRC連接 并且使用已經(jīng)配置好的公共信道資源 54 NAS信令建立流程 UE與CN之間交換DT消息 如鑒權 連接建立 位置登記等 55 RRC釋放流程 CCH UE在登記過程中 沒有使用專用的用戶面資源 直接釋放信令鏈路 登記過程結束 56 基本信令流程 呼叫總體流程網(wǎng)絡啟動流程UE登記流程呼叫流程及軟切換 硬切換流程連接移動性管理流程 57 尋呼流程 空閑狀態(tài) CN發(fā)送尋呼消息 指定UE與尋呼區(qū) CN負責尋呼消息的重發(fā) SRNC根據(jù)UE的狀態(tài)發(fā)送相應的尋呼消息 58 尋呼流程 連接模式 CN發(fā)送尋呼消息 指定UE與尋呼區(qū) CN負責尋呼消息的重發(fā) SRNC根據(jù)UE的狀態(tài)發(fā)送相應的尋呼消息 59 RRC建立流程 DCH UE在CCCH信道發(fā)送RRC建立請求消息 帶有UE標志 能力 原因 SRNC如果條件滿足 首先根據(jù)需求配置好NodeB 并建立與NodeB的通路 然后在CCCH信道發(fā)送RRC連接建立消息 并等候UE從DCCH的響應 60 RRC建立流程 CCCH 當SRNC決定在公共信道上建立RRC連接的時候 就不需要再配置NodeB并建立SRNC與NodeB之間的數(shù)據(jù)承載了 因為都已經(jīng)建立好了 61 NAS信令建立流程 UE與CN之間交換DT消息 如鑒權 業(yè)務請求 連接建立等 62 RAB建立流程 DCH DCH 同步 Iu接口上的ALCAP建立過程有多次 允許同時建立多條用戶面的RAB 用戶面建立完畢后 UE進入通話過程 63 RAB建立流程 DCH DCH 異步 64 RAB建立流程 RA FA RA FA 65 RAB建立流程 RA FA DCH 66 RAB修改流程 67 傳輸信道重配置流程 68 物理信道重配置流程 69 軟切換相關概念 軟切換宏分集 Macrodiversity isaoperationstateinwhichaUserEquipmentsimultaneouslyhasradiolinkswithtwoormoreUTRANaccesspointsforthesoleaimofimprovingqualityoftheradioconnectionorprovidingseamless活動集 ActiveSet SetofradiolinkssimultaneouslyinvolvedinaspecificcommunicationservicebetweenanUserEquipmentandaUTRANaccesspoint 70 軟切換流程示意圖 71 軟切換流程示意圖 72 軟切換流程示意圖 73 軟切換流程示意圖 SRNC DRNC 74 軟切換流程示意圖 SRN遷移 75 軟切換流程示意圖 RNC內(nèi) 76 軟切換流程 RNC內(nèi)addbranch 77 軟切換流程 RNC內(nèi)delbranch 78 軟切換流程示意圖 跨RNC 軟切換前 軟切換后 無線鏈路同時增加與刪除 79 軟切換流程 跨RNC 80 硬切換流程示意圖 RNC內(nèi) 硬切換前 硬切換后 無線鏈路不能夠同時保存 81 硬切換流程 RNC內(nèi) 82 硬切換流程示意圖 跨RNC 硬切換前 硬切換后 無線鏈路不能夠同時保存 83 硬切換流程 跨RNC通過Iur接口 84 RRC釋放流程 DCH 釋放過程一般由CN發(fā)起 當然在UE異常情況下 SRNC也可以請求釋放 首先釋放UE的連接 然后再釋放與NodeB的連接 RRC釋放 就是呼叫的結束 85 RRC釋放流程 CCCH 當釋放使用公共信道的UE時 可以發(fā)現(xiàn)SRNC只要直接釋放UE就可以了 而無需釋放NodeB的資源 當然也沒有數(shù)據(jù)承載釋放 86 基本信令流程 呼叫總體流程網(wǎng)絡啟動流程UE登記流程呼叫流程及軟切換 硬切換流程連接移動性管理流程 87 連接移動性管理流程 小區(qū)更新流程URA更新流程系統(tǒng)間切換流程SRNCRelocation流程 88 前向切換 前向切換 ForwardHandover 是UE發(fā)起的切換 包括CELLUPDATE和URAUPDATE過程 其中 URAUPDATE過程只用于處于URA PCH狀態(tài)的UE進行URA重選 以及檢查RRC連接是否正常 對于CELL FACH和CELL PCH狀態(tài)的UE小區(qū)重選處于SA ServiceArea 定時器T305超時 此定時器在廣播的系統(tǒng)信息中定義 對于CELL PCH和URA PCH狀態(tài)的UE需要上傳數(shù)據(jù)時 進入CELL FACH狀態(tài) 當在PCCH上接收到尋呼消息時 發(fā)起小區(qū)更新CELLUPDATE過程還可用來重建RLC實體不可恢復的錯誤 丟失連接 以及監(jiān)視RRC連接的狀態(tài) 89 小區(qū)更新流程 90 URA更新流程 91 硬切換流程 UMTS GSM 92 硬切換流程 GSM UMTS 93 小區(qū)重選流程 UMTS GPRS 94 小區(qū)重選流程 GPRS UMTS 95 SRNCRelocation流程 96 SRNCRelocation流程 97 UTRAN網(wǎng)絡結構UTRAN接口協(xié)議及功能基本信令流程基本呼叫流程 98 開機 手機開機高層指示RRC搜索網(wǎng)絡搜速過程中 RRC控制L1尋找駐扎小區(qū) 頻率 擾碼 RRC檢測BCH上的系統(tǒng)消息偵聽PCH上的尋呼信號RRC通知上層已經(jīng)進入IDLE狀態(tài)UE準備做位置更新流程和IMSIAttach流程 99 MM 位置更新 Attatch 1 100 MM 位置更新 Attatch 2 101 呼叫準備 在傳送位置更新以及IMSIAttach等高層信令時 UTRAN的RRC連接狀態(tài)遷移到cell FACH或者cell DCH狀態(tài)完成位置更新 IMISAttatch后 UE的位置信息登記到網(wǎng)絡側 Location Routingarealevel UE具備做主叫 MOC mobileoriginatedcalls 或被叫 MTC mobileterminatedcalls 的準備RRC狀態(tài)遷回到idlemode 102 UERRCIDLE狀態(tài) 1 手機監(jiān)聽尋呼信道 PagingChannel RRC檢測尋呼信息中的ID信息RRC檢測系統(tǒng)消息更新信息RRC控制L1測量檢測 進行小區(qū)重選判決RRC控制進行小區(qū)重選收到尋呼消息 呼叫 位置更新 高層指示RRC與網(wǎng)絡側間建立RRC連接 103 UERRCIDLE狀態(tài) 2 RRC建立RAN連接 進入CELL FACH或CELL DCH狀態(tài)RRC建立信令承載RRC指示RLC啟用UM AM模式進行信令信息傳送網(wǎng)絡側根據(jù)具體情況 指示UE進入專用信道 DCH 或者進入PCH狀態(tài) DRX 或者釋放RRC連接回到IDLE狀態(tài) 104 UERRCFACH狀態(tài) 核心網(wǎng)的消息通過RRC信令承載UE在FACH上接收下行消息UE在RACH信道上發(fā)送上行消息在不同的SRB上傳送高層 MM GMM 以及RRC對等實體間的消息信令 L1 流量 MAC 測量報告網(wǎng)絡側通過RB建立建立用戶面 RRC按照網(wǎng)絡側指示配置L1 MAC RLC各層的具體參數(shù)網(wǎng)絡側可以通過啟動安全模式控制流程進行加密 105 UERRCDCH狀態(tài) UE使用專用信道與網(wǎng)絡側通信在不同的SRB上傳送高層 MM GMM 以及RRC對等實體間的消息UE在DCH PDCH 上接收下行消息UE在DCH PDCH 上發(fā)送上行消息在進行分組業(yè)務 PacketSwitchedData 的情況下 如果沒有流量 網(wǎng)絡側將指示UE遷移到URA PCH或CELL PCH狀態(tài) 106 電路域呼叫 電路域呼叫可能由UE發(fā)起 MOC mobileoriginatedcall 電路域呼叫也可能由網(wǎng)絡側發(fā)起 MTC mobileterminatedca