wcdmarnc系統(tǒng)中iuup協(xié)議分析和軟件實(shí)現(xiàn)

1、wcdma,是第三代移動(dòng)通訊系統(tǒng)中具有重大影響的標(biāo)準(zhǔn)也是當(dāng)今各 國(guó)普遍使用的3g通信制式之一?，F(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，其在多媒體業(yè)務(wù)和高速率、高吞吐 量上，已體現(xiàn)出相比2g網(wǎng)絡(luò)的更好的體驗(yàn)和用戶滿意度。電信市場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)，使得 電信設(shè)備廠商對(duì)于wcdma標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的研究、實(shí)現(xiàn)投入逐漸加大。木論文主要分析了 wcdma無線網(wǎng)絡(luò)控制器(rnc)與核心網(wǎng)的接口用戶面 (iuup)協(xié)議，并介紹了 iuup協(xié)議棧模塊軟件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。主要內(nèi)容包括：本論 文首先介紹了 wcdma技術(shù)和市場(chǎng)應(yīng)用情況，描述基于wcdma技術(shù)的 umts系統(tǒng)屮，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，以及設(shè)備間接口。對(duì)rnc和cnz間的電路交換域接 口 (iucs)進(jìn)行詳細(xì)說

2、明。然后，本論文對(duì)iuup協(xié)議進(jìn)行全面解讀和分析。對(duì)協(xié)議描述的兩種工作模式 即透明模式和支持模式，以及iuup的數(shù)據(jù)傳輸、初始化握手、iu接口用戶面數(shù) 據(jù)傳輸速率控制、用戶面數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)間調(diào)整、幀質(zhì)量分級(jí)和錯(cuò)誤事件處理共六個(gè) 功能進(jìn)行深入解析。最后，立足于對(duì)iuup協(xié)議詳細(xì)分析的基礎(chǔ)，以模塊化軟件設(shè)計(jì)為指導(dǎo)思想， 描述iuup協(xié)議層模塊的設(shè)計(jì)和軟件實(shí)現(xiàn)結(jié)果。本論文對(duì)iuup協(xié)議的分析和模塊化的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)技術(shù)，對(duì)于iu接口協(xié) 議棧的分析和實(shí)現(xiàn)具備指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：wcdma rnc系統(tǒng)，iuup協(xié)議，模塊化設(shè)計(jì)、軟件實(shí)現(xiàn)abstractwcdma protocol is the importa

3、nt one among the third mainstream mobile communication standards, and used in many countries and gets more popular. in actual application, it has good performance at high speed data transmission and in multimedia, better than 2g. promoted by telecom market, wcdma protocol is invested in investigatio

4、n and development by telecom equipment suppliers.in this article, the main content is iu interface user plane(iuup) protocol analysis, and model software design and implement, which based on iu interface user plane protocol:this article firstly introduces wcdma technology and ifs market application,

5、 describes standard devices and connectors in the umts system which based on wcdma technology, has a detailed explanation to the circuit switching domain interface(iu-cs) between rnc and cn.then, it comes to interpret and analyze the iuup protocol, and has a deep analysis to the two working modes, n

6、amely transparent mode and supporting mode. it also analyzes the data transmission of iuup, the initialization process, rate controlling and time adjustment for the user plane date, the frame quality grading and error event treatmen 匸in the last part, it describes the design and implement result for

7、 iuup protocol layer module.this article provides many realization methods for development of related transmission control protocol in near future.keywords: wcdma rnc system, iuup protocol, modularization design, realization in software第一章緒論11.1 wcdma標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介11丄1 wcdma簡(jiǎn)介11.1.2 wcdma標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展進(jìn)程11.3 wcdma關(guān)鍵技術(shù)1

8、1.2 wcdma國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀21.2.1全球 wcdma市場(chǎng)發(fā)展概況21.2.2 wcdma核心網(wǎng)的演進(jìn)31.2.3 wcdma終端設(shè)備的發(fā)展41.3課題的意義和所做的工作4第二章umts網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)62umts無線接入網(wǎng)系統(tǒng)62.2 utran的功能簡(jiǎn)介72.3 rnc與周邊網(wǎng)元的接口介紹 102.4 rnc 與 cn 的 iu 接口 10第三章iuup協(xié)議解析133.1 iuup 概述133.2 iuup功能模塊劃分133.3 iuup透明模式143.4 iuup支持模式153.5 iuup協(xié)議層幀結(jié)構(gòu)定義173.6 iuup實(shí)體涉及到的數(shù)傳流程213.7 iuup實(shí)體的初始化過程223

9、.8 iuup數(shù)傳過程中的速率控制 253.9 iuup用戶面數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)間調(diào)整流程263.10 iuup幀質(zhì)量分級(jí) 283.11 iuup錯(cuò)誤事件處理流程29第四章iuup軟件模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)31iii目錄4.1 iuup模塊設(shè)計(jì)總圖 314.2 iuup交互數(shù)據(jù)接口設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 344.3 iuup軟件模塊功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 394.4 iuup模塊軟件測(cè)試方案設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 454.5 iuup模塊軟件實(shí)現(xiàn)結(jié)論49第五章總結(jié)與展望515.1總結(jié)515.2展望51致謝53參考文獻(xiàn)54攻碩期間取得的研究成果55iv圖目錄圖21 umts系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖6圖2- 2 umts系統(tǒng)設(shè)備圖6圖23 umts陸地?zé)o線

10、接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖7圖2- 4 utran接口通用協(xié)議模型10圖2-5iu接口的基本結(jié)構(gòu)11圖3- 1 utran中iu用戶平而協(xié)議層13圖32 iuup透明傳輸工作模式14圖3-3ps域的iu接口協(xié)議棧15圖34 iuup支持工作模式 16圖3-5cs域的iu接口協(xié)議棧17圖36 iuup pdu0類型幀結(jié)構(gòu)框圖18圖3-7iuuppdu1類型幀結(jié)構(gòu)框圖19圖38 iuup pdu14類型幀結(jié)構(gòu)框圖20圖39 iuup對(duì)端實(shí)體間正常數(shù)傳流程 21圖3- 10 iuup對(duì)端實(shí)體間異常傳輸場(chǎng)景 22圖311 iuup初始化幀發(fā)起和正常應(yīng)答流程23圖3- 12 iuup初始化幀發(fā)起和否定應(yīng)答流程 23圖

11、3- 13 iuup pdu14初始化幀結(jié)構(gòu)圖24圖3- 14 iuup速率控制和應(yīng)答幀交互流程 25圖315iuuppdu14速率控制幀結(jié)構(gòu)圖26圖316 iuup發(fā)起發(fā)送時(shí)間調(diào)整流程 27圖3- 17iuuppdu14時(shí)間調(diào)整幀結(jié)構(gòu)圖27圖 3 18 iuup pdu 屮 fqc 位置28圖3- 19 iuup pdu中fqc在數(shù)傳中作用 28圖3- 20 iuup錯(cuò)誤事件幀發(fā)送流程 29圖3- 21 iuup pdu 14錯(cuò)誤事件幀結(jié)構(gòu)圖29圖4- 1 iuup模塊在rnc系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)位置圖 32圖4- 2 iuup模塊結(jié)構(gòu)圖32v圖4- 3 iuup模塊實(shí)體靜態(tài)內(nèi)存圖39圖44 iuup

12、模塊管理雙向鏈表40圖45 iuup控制信令處理模塊流程圖40圖46 iuup實(shí)體建立信令處理截圖41圖4- 7 iuup下行數(shù)據(jù)處理模塊流程圖41圖48下行數(shù)傳模塊處理報(bào)文截圖42圖49 iuup模塊初始化過程完成信令上報(bào)42圖4- 10 iuup上行數(shù)據(jù)處理模塊流程圖 43圖411 amr數(shù)據(jù)幀44圖4- 12 iuup定時(shí)器模塊程序流程圖 44圖4- 13 iuup初始化幀超時(shí)重傳 45圖4- 14 iuup初始化過程正常握手 45圖415 iuup軟件環(huán)回測(cè)試流程圖 47主要符號(hào)表wcdma寬帶碼分多址接入umts通用移動(dòng)通信系統(tǒng)rnc無線網(wǎng)絡(luò)控制器gprs通用分組無線服務(wù)cs電路域業(yè)

13、務(wù)-語音業(yè)務(wù)ps交換域業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)amr口適應(yīng)as接入層iuup無線網(wǎng)絡(luò)控制器與核心網(wǎng)接口用戶面cn核心網(wǎng)ds數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)du數(shù)據(jù)單元itiiu數(shù)據(jù)時(shí)間間隔ipti協(xié)議數(shù)據(jù)報(bào)文傳輸時(shí)間間隔nas非接入層pdu協(xié)議數(shù)據(jù)報(bào)文rab無線接入承載ranap無線接入網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用部分rrc無線資源管理rncap無線接入網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用部分、無線資源控制等協(xié)議實(shí)體的承載者rfc無線接入承載子流集合rfci無線接入承載子流集合指示sap業(yè)務(wù)接入點(diǎn)sdu服務(wù)數(shù)據(jù)報(bào)文srnc服務(wù)無線網(wǎng)絡(luò)控制器drnc漂移無線網(wǎng)絡(luò)控制器cbs小區(qū)廣播業(yè)務(wù)第一章緒論1.1 wcdma標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介1.1.1 wcdma 簡(jiǎn)介wcdma 是 wideban

14、d code division multiple access （寬帶碼分多址）的簡(jiǎn)寫， 屈第三代無線通訊技術(shù)。由3gpp具體制定的，基于核心網(wǎng)，utran （umts陸 地?zé)o線接入網(wǎng)）為無線接口的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)。目前wcdma有release 99、 release 4> release 5> release 6> release 7> release 8 等多個(gè)協(xié)議版本。wcdma是國(guó)際電信聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)之一，與現(xiàn)在市場(chǎng)上通常提供的技術(shù)和比，它 能夠?yàn)闊o線設(shè)備提供更高的數(shù)據(jù)速率。因?yàn)閣cdma采用直接序列擴(kuò)頻碼分多址 （ds-cdma）、頻分雙工（fdd）方式，碼片速

15、率為3.84mcps,載波帶寬為5mhz。 輸入信號(hào)先被數(shù)字化，后在較寬的頻譜范圍內(nèi)以編碼的擴(kuò)頻模式進(jìn)行傳輸。1.1.2 wcdma標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展進(jìn)程歷史上，歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)在gsm之后就開始研究其3g標(biāo)準(zhǔn)，其中有 幾種備選方案是基于直接序列擴(kuò)頻分碼多工的，而日本的第三代研究也是使用寬 帶碼分多址技術(shù)的，其后，以兩者為主導(dǎo)進(jìn)行融合，在3gpp組織中發(fā)展成了第三 代移動(dòng)通信系統(tǒng)，并提交給國(guó)際電信聯(lián)盟。國(guó)際電信聯(lián)盟最終接受wcdma作為imt-2000 3g標(biāo)準(zhǔn)的一部分。wcdma網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)主要分為r99、r4、r5、r6、r7等幾個(gè)版本。 其中r10尚未凍結(jié)仍在制訂中。相關(guān)的協(xié)議均可在3gp

16、p非盈利性官方網(wǎng)站:www.3gdd.org可查。1.1.3 wcdma關(guān)鍵技術(shù)上下行快速功率控制；反向相干解調(diào)；支持不同載頻間切換；基站之間無需同步，也不需要特別的同步參考源；wcdma的越區(qū)切換采用移動(dòng)臺(tái)發(fā)起的異步軟切換；電磁干擾影響小；適用于高速環(huán)境；具有上行鏈路的多用戶檢測(cè)技術(shù)。1.2 wcdma國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀wcdma是3g技術(shù)中，目前應(yīng)用最為廣泛的。其擁有完善的產(chǎn)業(yè)鏈，而技術(shù) 演進(jìn)和快速發(fā)展的終端市場(chǎng)也促進(jìn)了 wcdma產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。從wcdma終端用戶 數(shù)來看，wcdma在第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中，持續(xù)處于領(lǐng)先地位，截止2008年6 月全球用戶數(shù)已經(jīng)突破2.5億。從發(fā)展區(qū)域看，wcd

17、ma發(fā)展熱點(diǎn)正由亞太地區(qū) 向歐洲轉(zhuǎn)移，歐洲用戶數(shù)已超過亞太地區(qū)叫作為wcdma技術(shù)發(fā)展的代表性國(guó) 家，口本和韓國(guó)在wcdma的發(fā)展和應(yīng)用上起到了先鋒作用。1.2.1全球wcdma市場(chǎng)發(fā)展概況截至2007年6月份，全球共發(fā)放了 217張3g許可證。在網(wǎng)絡(luò)部署上，截至2008 年6月底，全球3g網(wǎng)絡(luò)總數(shù)293個(gè)。其中，已有91個(gè)國(guó)家部署了 211張wcdma 商用網(wǎng)絡(luò)，占3g網(wǎng)絡(luò)總數(shù)的72%。wcdma商用網(wǎng)絡(luò)的部署與2007年同期相比 增長(zhǎng)了 21.3%,全球已經(jīng)有近90%的wcdma商用網(wǎng)絡(luò)被升級(jí)到hsdpa。這意味 著全球3g網(wǎng)絡(luò)商用已經(jīng)進(jìn)入快速發(fā)展階段。歐洲市場(chǎng)的商用網(wǎng)絡(luò)部署較為突出。截至

18、2007年底，歐洲累計(jì)部署了 111個(gè) wcdma商用網(wǎng)絡(luò)、96個(gè)hsdpa商用網(wǎng)絡(luò)和18個(gè)hsupa商用網(wǎng)絡(luò)。個(gè)別運(yùn)營(yíng) 商的wcdma網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)形成相當(dāng)規(guī)模，德國(guó)電信(dt)在德國(guó)的wcdma網(wǎng)絡(luò) 覆蓋率超過50%, vodafone在英國(guó)的wcdma網(wǎng)絡(luò)覆蓋率達(dá)到40%,而telefonica 在瑞典的網(wǎng)絡(luò)覆蓋率達(dá)到了 75%o3g技術(shù)的成熟推動(dòng)了 wcdma在全球范圍內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，歐洲開始成為 全球 wcdma發(fā)展的中心。截至2008年上半年，全球wcdma用戶數(shù)達(dá) 到2.53億，占3g用戶總數(shù)的78%,其中hsdpa用戶為4300戶。到2010年底， 全球3g用戶數(shù)將近8億，其中使用

19、wcdma的用戶數(shù)將占到用戶總數(shù)的75%。 西歐的發(fā)展尤其令人矚目，西歐的wcdma用戶幾乎增長(zhǎng)了 190%,新增移動(dòng)用 戶中wcdma用戶超過30%,移動(dòng)總用戶中wcdma用戶占5%。wcdma用戶 增長(zhǎng)的強(qiáng)勁勢(shì)頭標(biāo)志著wcdma在全球己經(jīng)開始由成長(zhǎng)期向成熟期過渡。從目前歐洲3g的商用進(jìn)程來看，3g牌照的發(fā)放由西歐發(fā)達(dá)國(guó)家轉(zhuǎn)向東歐發(fā) 展地區(qū)，然而商用網(wǎng)絡(luò)建設(shè)將發(fā)展緩慢。推動(dòng)視頻業(yè)務(wù)是新運(yùn)營(yíng)商的立足點(diǎn)，而 老運(yùn)營(yíng)商則注重捆綁2g業(yè)務(wù)來推廣3g業(yè)務(wù)。同時(shí)，由于西歐國(guó)家一些老牌運(yùn)營(yíng) 商在歐洲許多國(guó)家設(shè)有分公司，因此在提供相同的業(yè)務(wù)的同時(shí)將采取品牌統(tǒng)一化。 歐洲3g發(fā)展也將決定全球wcdma的整體商

20、用水平。日木ntt docomo是全球提供wcdma技術(shù)的最大的3g移動(dòng)服務(wù)運(yùn)營(yíng)商， 在2006年就推岀了 wcdma升級(jí)版hsdpa服務(wù)來提供比傳統(tǒng)foma服務(wù)更快 的傳輸速度，使wcdma用戶數(shù)在其移動(dòng)用戶總數(shù)中所占的比率迅速增加。 nttdocomo在wcdma建網(wǎng)初期將重點(diǎn)放在戶外的連續(xù)覆蓋上，僅用了 3年時(shí) 間，網(wǎng)絡(luò)覆蓋就超過了 99%。韓國(guó)是全球3g業(yè)務(wù)發(fā)展最快的市場(chǎng)之一，韓國(guó)三大 運(yùn)營(yíng)商skt.ktf和lgt都推出了 3g業(yè)務(wù)。盡管skt和ktf獲得的是wcdma 的運(yùn)營(yíng)許可證，并且也在2004年年初推出了商用業(yè)務(wù)，但是目前他們?nèi)砸?cdma2000的業(yè)務(wù)為主。目前，全球wcdm

21、a競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)表現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)鏈的越趨完善、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的覆蓋 面積和業(yè)務(wù)的多樣化、區(qū)域化。據(jù)專家預(yù)測(cè)，未來wcdma發(fā)展的熱點(diǎn)將集中在 手機(jī)電視、移動(dòng)搜索、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等方面，這也是軟件開發(fā)商和芯片廠 商關(guān)注的焦點(diǎn)。運(yùn)營(yíng)商將抓住這些商機(jī)不斷擴(kuò)展wcdma的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，并 以wcdma+hsdpa為主流。wcdma終端種類也將日益增多，數(shù)據(jù)速率會(huì)不斷 提升。在以日韓為代表的亞洲市場(chǎng)，各種下載類業(yè)務(wù)尤其是娛樂類業(yè)務(wù)仍將成為 主流。1.2.2 wcdma核心網(wǎng)的演進(jìn)wcdma標(biāo)準(zhǔn)是由第三代合作伙伴計(jì)劃組織(3gpp)制訂，繼承了第二代gsm 標(biāo)準(zhǔn)化程度高和開放性好的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了核心網(wǎng)基于gsm/gprs網(wǎng)

22、絡(luò)的演進(jìn)，并 保持與gsm/gprs網(wǎng)絡(luò)的兼容性。同時(shí)，wcdma支持軟切換和更軟切換，包括 扇區(qū)間軟切換、小區(qū)間軟切換和載頻間硬切換。目前在全球已經(jīng)安裝和試運(yùn)行的wcdma網(wǎng)絡(luò)都是基于r4以上版木的，其 最人的特點(diǎn)是采用gsm/gprs的核心網(wǎng)絡(luò)，引入新的wcdma和cdma tdd的 無線接入網(wǎng)絡(luò)(ran),并采用了分組化傳輸，有利于實(shí)現(xiàn)高速移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸。 r4版本的主要特點(diǎn)是支持先進(jìn)的核心網(wǎng)絡(luò)，采用承載與控制分離的軟交換架構(gòu)， 網(wǎng)絡(luò)實(shí)體間可以采用tdm/atm/ip傳輸，信令可以使用ip承載。r5版本的核心 網(wǎng)引入了 ip多媒體子系統(tǒng)(ims),朝著全網(wǎng)ip化的道路邁出了重要一步&

23、#176;r6版本 的主要特性包括無線接口增強(qiáng)、push業(yè)務(wù)、多媒體廣播和多播mbms、wlan- umts互通以及網(wǎng)絡(luò)共享等。1.2.3 wcdma終端設(shè)備的發(fā)展隨著wcdma網(wǎng)絡(luò)的人規(guī)模鋪設(shè)，客戶樂于在wcdma下使用無線服務(wù)，體 現(xiàn)于wcdma終端在通信市場(chǎng)上的強(qiáng)勁表現(xiàn)。隨著全球3g市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)，對(duì) 3g手機(jī)的需求也將進(jìn)入規(guī)?；鲩L(zhǎng)吋期。wcdma終端在外形、重量和種類上都 有了明顯的改進(jìn)和豐富。hsdpa技術(shù)的成熟以及市場(chǎng)對(duì)高速數(shù)據(jù)傳輸需求的增長(zhǎng), 將促使wcdma手機(jī)發(fā)展勢(shì)頭突飛猛進(jìn)。西歐市場(chǎng)的增長(zhǎng)速度隨著3g業(yè)務(wù)的推 出將更加火爆，屆時(shí)wcdma手機(jī)將領(lǐng)跑全球3g和手機(jī)市場(chǎng)。20

24、08年僅在中國(guó)，wcdma手機(jī)就以55%的市場(chǎng)份額在3g手機(jī)終端市場(chǎng)上 占有絕對(duì)強(qiáng)勢(shì)。其中，中興、華為、夏新等中國(guó)wcdma終端廠商已經(jīng)進(jìn)入中東、 北非、拉美、亞太，甚至歐洲、澳洲、北美等高端市場(chǎng)，搶占了全球10%左右的 3g終端市場(chǎng)份額。華為作為沃達(dá)豐自有品牌的唯一 3g手機(jī)戰(zhàn)略合作伙伴將向沃 達(dá)豐運(yùn)營(yíng)的21個(gè)國(guó)家提供沃達(dá)豐自有品牌的wcdma手機(jī)。隨著wcdma網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)充,3g手機(jī)產(chǎn)量的持續(xù)增加將帶動(dòng)手機(jī)芯片保持高增 長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。其對(duì)芯片的要求直接影響了手機(jī)芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和變革。3g網(wǎng)絡(luò)的拓展 使得更多娛樂、商務(wù)的多媒體應(yīng)用超越語咅服務(wù)成為手機(jī)的主要功能。手機(jī)芯片 追求更快的數(shù)據(jù)處理速度，以實(shí)

25、現(xiàn)多種個(gè)性化的功能。因此，多媒體應(yīng)用芯片將 成為手機(jī)芯片差異化的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)，市場(chǎng)地位也將不斷上升。此外，芯片價(jià)格的激烈競(jìng)爭(zhēng)以及昂貴的研發(fā)成木，使得芯片廠商的利潤(rùn)遭到 極大的挑戰(zhàn)。運(yùn)營(yíng)商不再一味追求高端用戶市場(chǎng)，所以3g芯片設(shè)備商必須以“在 功能滿足業(yè)務(wù)需求的前提下，成本不斷最低化”為原則來開發(fā)產(chǎn)品。13課題的意義和所做的工作wcdma是當(dāng)今主流的3g標(biāo)準(zhǔn)之一，基于wcdma制式的電信設(shè)備，對(duì)設(shè) 備制造商來講，在國(guó)內(nèi)外有著很大的市場(chǎng)。vxworks是美國(guó)wind river公司開發(fā)的 嵌入式操作系統(tǒng)，已經(jīng)得到了非常廣泛的應(yīng)用，利用嵌入式vxworks系統(tǒng)開發(fā)出 來的大型移動(dòng)通信設(shè)備、atm交換設(shè)備

26、、ip交換設(shè)備、甚至醫(yī)藥儀器，已經(jīng)在市 場(chǎng)上穩(wěn)定運(yùn)行。本課題選擇基于vx works嵌入式操作系統(tǒng)的wcdma協(xié)議棧的研 究與軟件實(shí)現(xiàn)具有一定的理論意義和很高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本文主要完成了 wcdma rnc系統(tǒng)中iu用戶面協(xié)議棧的研究和軟件實(shí)現(xiàn)工 作。在移動(dòng)通信領(lǐng)域，由于協(xié)議棧的開發(fā)和實(shí)現(xiàn)與設(shè)備制造商和開發(fā)商的利益息 息相關(guān)，屬于商業(yè)機(jī)密，要得到相關(guān)的開發(fā)資料幾乎不可能。本論文在相關(guān)參考 資料極度缺乏的情況下，基于自己對(duì)wcdma協(xié)議的仔細(xì)研讀和深入的理解，實(shí) 現(xiàn)了協(xié)議精讀，落實(shí)到軟件模塊化設(shè)計(jì)中，并實(shí)現(xiàn)了 iuup模塊基本功能，編寫了 測(cè)試代碼，實(shí)現(xiàn)了 iuup實(shí)體的配置管理和用戶面數(shù)據(jù)環(huán)

27、回功能驗(yàn)證，具有創(chuàng)新性 和代碼可移植性。本文對(duì)自主研發(fā)wcdma標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議棧技術(shù)、掌握核心知識(shí)產(chǎn)權(quán), 具備一定的理論意義和實(shí)用價(jià)值。論文的結(jié)構(gòu)如下：第一章 緒論即介紹了 wcdma的概況、歷史和發(fā)展。第二章 闡述了 umts網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，wcdma系統(tǒng)rnc功能，rnc與周邊設(shè)備 的接口。第三章 對(duì)iuup協(xié)議進(jìn)行解讀，剖析其作用、功能以及運(yùn)行流程。第四章基于協(xié)議的理解，描述模塊化的軟件設(shè)計(jì)思路，給出最終實(shí)現(xiàn)結(jié)論。第五章 立足于木課題，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行總結(jié)，對(duì)后續(xù)工作做展望。第二章umts網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2.1 umts無線接入網(wǎng)系統(tǒng)umts即通用移動(dòng)通信系統(tǒng)，由cn （核心網(wǎng)）、utran （umts陸地?zé)o線接

28、 入網(wǎng)）和ue（用戶設(shè)備）組成o utran和ue采用wcdma無線接入技術(shù)，umts 網(wǎng)絡(luò)在設(shè)計(jì)口寸遵循以下原則：無線接入網(wǎng)和核心網(wǎng)功能盡量分離。即對(duì)無線資源 的管理功能集中在無線接入網(wǎng)完成，與業(yè)務(wù)和應(yīng)用相關(guān)的功能在核心網(wǎng)完成。無線接入網(wǎng)是連接移動(dòng)用戶和核心網(wǎng)的紐帶。umts系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖21所示:圖2- 1 umts系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖在現(xiàn)有umts結(jié)構(gòu)屮，設(shè)備廠商對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備如圖2-2：系統(tǒng)設(shè)備圖中的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備分別提供如下功能和服務(wù)：ue：用戶利用移動(dòng)或固定終端設(shè)備接入無線接入網(wǎng)，發(fā)起各項(xiàng)業(yè)務(wù)；nodeb： node b通過標(biāo)準(zhǔn)的iub接口與rnc互連，通過空口與用戶終端設(shè)備 進(jìn)行通信，主要完成空口

29、物理層協(xié)議和iub接口協(xié)議的處理。rnc：接入網(wǎng)的重要組成部分之一，用于提供移動(dòng)性管理、呼叫處理、鏈接管 理和切換機(jī)制。msc：核心網(wǎng)電路域設(shè)備重要組成部分，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)完成呼叫連接、過區(qū)切換控 制、無線信道管理等功能的設(shè)備，同時(shí)也是移動(dòng)網(wǎng)與公用電話交換網(wǎng)(pstn)、綜 合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(isdn)等固定網(wǎng)的接口設(shè)備。sgsn：核心網(wǎng)分組域設(shè)備重要組成部分，主要完成分組數(shù)據(jù)包的路由轉(zhuǎn)發(fā)、 移動(dòng)性管理、會(huì)話管理、邏輯鏈路管理、鑒權(quán)和加密、話單產(chǎn)牛和輸出等功能。ggsn：主要起網(wǎng)關(guān)作用，它可以和多種不同的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接，如綜合業(yè)務(wù)數(shù) 字網(wǎng)(isdn)、分組交換公用數(shù)據(jù)網(wǎng)(pspdn)等。對(duì)于umts涉及到

30、的接口，根據(jù)其接口處理的內(nèi)容，分為用戶面協(xié)議和控制 面的協(xié)議構(gòu)架。用戶面的協(xié)議構(gòu)架主要用途在于定義了無線承載的數(shù)據(jù)報(bào)文在接 入層的傳遞，而控制面的協(xié)議作用在于指導(dǎo)用戶面通道的打通，定義如何處理和 傳遞用戶面的數(shù)據(jù)。2.2 utran的功能簡(jiǎn)介utran中包含了多個(gè)通過iu接口連接到cn的rnso 一個(gè)rns包括一個(gè) rnc和一個(gè)或多個(gè)nodebo而nodeb包括了一個(gè)或多個(gè)小區(qū)。最終的ue即用戶 設(shè)備分布在小區(qū)中，與整個(gè)系統(tǒng)建立信令和數(shù)據(jù)面的連接。utran的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖2-3所示：圖23 umts陸地?zé)o線接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖utran功能簡(jiǎn)介如下：接入控制：目的是接入或者否決新的用戶、新的無線接入承

31、載或者新的無 線鏈路。接入控制在諸如初始的終端用戶接入、rab指派/重配置和切換 使用，其結(jié)果根據(jù)優(yōu)先級(jí)和各相關(guān)網(wǎng)元的資源情況是否能夠承載而定。接 入控制基于上行干擾和下行功率而定，有srnc執(zhí)行iu接口的接入控制。擁塞控制：擁塞控制的任務(wù)在于監(jiān)視、檢測(cè)和處理系統(tǒng)已承載業(yè)務(wù)或者用 戶數(shù)在系統(tǒng)資源是否達(dá)到系統(tǒng)過載的情況。目的在于使umts系統(tǒng)盡可 能回到穩(wěn)定的狀態(tài)。系統(tǒng)信息廣播：此功能在于向移動(dòng)臺(tái)提供其在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)運(yùn)行所需的nas和 as信息，比如由nodeb的公共信道向ue廣播系統(tǒng)消息，而系統(tǒng)消息中， 涵蓋了 ue接入所需要的專用信道的頻點(diǎn)、擾碼信息，包括公共陸地移動(dòng) 網(wǎng)絡(luò)id等。 無線信道加密和

32、解密：目的在于ue和utran約定的加解密的方式和密 鑰，使得基于無線承載的數(shù)據(jù)報(bào)文不被第三方獲取破譯。移動(dòng)性功能切換：此功能管理終端用戶在無線接口上的移動(dòng)性，如終端 用戶由于位置 移動(dòng)，導(dǎo)致服務(wù)小區(qū)由a變?yōu)閎o切換功能主要由ue 來發(fā)起申請(qǐng)，由ue基于對(duì)2g或者3g鄰區(qū)的無線質(zhì)量測(cè)量，結(jié)果應(yīng)用 于包括在nodeb之 間或者rnc之間的切換，也包括3g小區(qū)向2g小區(qū) 異系統(tǒng)的切換。無線資源管理和控制無線資源配置和操作：此功能執(zhí)行無線網(wǎng)絡(luò)資源 的配置和操作，主要由rnc向nodeb發(fā)起，例如公共傳輸信道的建立、 配置、管理。 無線環(huán)境監(jiān)測(cè)：此功能主要對(duì)無線信道的質(zhì)量進(jìn)行測(cè)量，并把相關(guān)的測(cè)試 結(jié)果

33、轉(zhuǎn)化為無線信道的質(zhì)量估計(jì)。該類測(cè)量包括接收的信號(hào)強(qiáng)度、估計(jì)的 誤碼率、傳輸范圍等，適用于監(jiān)測(cè)當(dāng)前和周邊小區(qū)，對(duì)于自動(dòng)網(wǎng)規(guī)的srnc 可以選擇干擾較小的頻點(diǎn)，以及適當(dāng)?shù)墓β蕽M足無線傳輸質(zhì)量和覆蓋范 圍。合并/分離控制：此功能控制用戶面信息流的合并/分離，前提條件是同一 無線終端通過多個(gè)物理信道接收發(fā)送的相同信息，在軟交換中，諸如上行 合并算法，會(huì)在服務(wù)rnc和遷移入drnc完成無損遷移中使用。無線承載控制：此功能負(fù)責(zé)控制無線接入子網(wǎng)內(nèi)連接單元的建立和釋放。 它可以被呼叫建立/釋放請(qǐng)求消息來觸發(fā)，也可以被業(yè)務(wù)的調(diào)整，如ps數(shù) 據(jù)業(yè)務(wù)升降速以及amr語音業(yè)務(wù)寬帶和窄帶的切換而調(diào)用。 無線協(xié)議功能：通

34、過把業(yè)務(wù)適配到無線傳輸層，向用戶提供通過umts 無線接口的數(shù)據(jù)和信令傳輸能力，諸如無線信令是建立在高速或者低速傳 輸專用信道上。射頻功控：基于當(dāng)前無線環(huán)境的干擾狀況，調(diào)整射頻功率，使得ue和 nodeb公共或者專用信道，以最小的功率滿足信道內(nèi)數(shù)據(jù)的傳輸條件。無線信道內(nèi)編譯碼：以有效的編解碼方式，保障通信性能，克服無線信道 的惡劣傳輸條件。隨機(jī)接入監(jiān)測(cè)和響應(yīng)：utran檢測(cè)移動(dòng)臺(tái)的初始接入嘗試，并作出適當(dāng) 的響應(yīng)，為ue分配適當(dāng)?shù)臒o線資源，保證ue完成接入、駐留。 對(duì)nas消息的cn分發(fā)功能：對(duì)于nas消息，透?jìng)魍ㄟ^as。在ue和 srnc中，分發(fā)功能把nas消息分發(fā)給正確的nas實(shí)體處理，如

35、移動(dòng)性 管理實(shí)體或者呼叫控制實(shí)體。對(duì)nas消息的業(yè)務(wù)特定功能：此功能為特定業(yè)務(wù)提供sap。諸如高優(yōu)先 級(jí)的業(yè)務(wù)。廣播/多播業(yè)務(wù)相關(guān)功能廣播/多播信息分發(fā)：信息分發(fā)功能向每個(gè)小區(qū)配置的廣播多點(diǎn)傳送控制 實(shí)體分發(fā)接收到的消息做進(jìn)一步的處理。廣播/多播流控制：當(dāng)rnc的處理單元處于擁塞狀態(tài)時(shí)，流控功能通報(bào)數(shù) 據(jù)源擁塞狀態(tài)，并采取相應(yīng)措施緩解。 cbs狀態(tài)報(bào)告：rnc收集每個(gè)小區(qū)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并且對(duì)應(yīng)到各自的業(yè)務(wù) 去。諸如應(yīng)對(duì)cbs輪詢，當(dāng)前的廣播和多播信息的傳遞狀態(tài)。圖2-4所示為utran接口通用的協(xié)議模型。此結(jié)構(gòu)依據(jù)層間和平面間相互 獨(dú)立的原則而建立：協(xié)議結(jié)構(gòu)包括三層，無線網(wǎng)絡(luò)層，傳輸網(wǎng)絡(luò)層和物理

36、層。所有與utran相 關(guān)的問題只與無線網(wǎng)絡(luò)層有關(guān)，傳輸網(wǎng)絡(luò)層只是utran采用的標(biāo)準(zhǔn)化的傳輸技 術(shù)，與utran特定功能無關(guān)?？刂破矫姘o線網(wǎng)絡(luò)層的應(yīng)用協(xié)議以及用于傳輸協(xié)議消息的信令承載。用 戶平面包括數(shù)據(jù)流和用于傳輸數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)承載。數(shù)據(jù)流是各個(gè)接口規(guī)定的幀格 式協(xié)議。用戶平而的數(shù)據(jù)承載和應(yīng)用協(xié)議的數(shù)據(jù)承載屬于傳輸網(wǎng)絡(luò)用戶平面。圖2- 4 utran接口通用協(xié)議模型2.3 rnc與周邊網(wǎng)元的接口介紹基于圖2-3 umts陸地?zé)o線接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)所示，rnc與周邊的網(wǎng)元接口有iu、 iub、iur 口，其每個(gè)接口的功能和定義如下：iu、iui iub 接口分別為 cn 與 rnc、rnc 與 r

37、nc、rnc 與 nodeb 之間的 接口。 iu接口主要用于傳輸rnc和cn之間的控制信令和用戶面業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。 iur接口主要用于傳輸rnc和rnc之間的控制信令和用戶面業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)， 諸如在rnc之間的語音或者數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的軟切換，即需要由此接口承接。 iub接口主要用于傳輸rnc和nodeb之間的控制信令和用戶面業(yè)務(wù)數(shù)據(jù), 諸如nodeb把通過uu接口與ue交互的無線層面的報(bào)文數(shù)據(jù)通過此接口 傳遞到rnc處理，同時(shí)rnc也會(huì)將類似小區(qū)資源管理類的信令傳遞給 nodeb執(zhí)行，此類業(yè)務(wù)均由iub 口承接。2.4 rnc 與 cn 的 iu 接口iu接口是連接cn與rnc z間的接口，圖2-5描述了 i

38、u接口的基本結(jié)構(gòu),和接口兩側(cè)的邏輯網(wǎng)元:hi發(fā)口圖2-5iu接口的基本結(jié)構(gòu)從邏輯結(jié)構(gòu)上看，一個(gè)cn可以和多個(gè)rnc相連，而對(duì)于任何一個(gè)rnc,都 存在3個(gè)iu接口，即iu-cs （面向電路交換域），可理解為語音業(yè)務(wù)相關(guān)iu接口； iu-ps （面向分組交換域），可理解為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)相關(guān)iu接口； iu-bc （面向廣播域）。從功能上看，iu接口主耍負(fù)責(zé)傳遞非接入層的控制信息、用戶信息、廣播信 息以及控制iu接口上的數(shù)據(jù)傳遞，具體功能如下： rab管理功能：主要負(fù)責(zé)rab的建立、修改、釋放，并將rab特征參數(shù) 映射到uu承載和iu承載。無線資源管理功能：在rab建立時(shí)執(zhí)行用戶身份的鑒定和無線資源狀況

39、 的判定，并根據(jù)判定的結(jié)果準(zhǔn)入用戶的業(yè)務(wù)請(qǐng)求，同吋對(duì)cn和utran 發(fā)出的廣播信息進(jìn)行管理。 iu連接管理功能：負(fù)責(zé)cn和utran之間的iu信令連接的建立和釋放, 在cn和utran之間保證可靠的信令和數(shù)據(jù)傳輸。 iu用戶平面管理功能：基于rab的用戶面操作模式，透明模式或者支持 模式，根據(jù)不同的模式來形成和解析相關(guān)的幀結(jié)構(gòu)。移動(dòng)管理功能：用于跟蹤移動(dòng)終端的當(dāng)前位置信息，并對(duì)移動(dòng)終端進(jìn)行尋 呼 paging o安全管理功能：在信令和用戶面數(shù)據(jù)的傳輸過程中，對(duì)其進(jìn)行加密以及檢 驗(yàn)數(shù)據(jù)的完成性；同時(shí)對(duì)其身份和權(quán)限進(jìn)行審核?；趨f(xié)議，iu接口的所有域的協(xié)議棧都是分為無線網(wǎng)絡(luò)層、傳輸網(wǎng)絡(luò)層。在 無

40、線網(wǎng)絡(luò)層上，對(duì)于cs和ps域，iu 口的協(xié)議棧分為控制和用戶面，其對(duì)應(yīng)的協(xié) 議分別為ranap和iuup。對(duì)于bc域來說，iu接口的協(xié)議棧只有一個(gè)平面，既 包括控制信息又包括用戶信息，其對(duì)應(yīng)的協(xié)議為服務(wù)區(qū)域廣播協(xié)議（sabp）；在傳 輸網(wǎng)絡(luò)上，存在不同的底層協(xié)議支撐以上的ranap、iuup、sabpo在rnc的研發(fā)過程當(dāng)中,ranap和iuup協(xié)議層的實(shí)現(xiàn)是必經(jīng)之路,ranap 主要負(fù)責(zé)cs、ps域的cn和rncz間的信令交互。從應(yīng)答方式分，基本過程可 以分為三類：應(yīng)答（成功、失?。?、無應(yīng)答、多應(yīng)答的基本過程。從消息傳遞方式 分，基本過程可分為兩類：面向連接和非連接。前者屬于特定ue的專用信

41、令連接 上傳送，后者在公共的信令連接上傳送。而無線網(wǎng)絡(luò)層用戶平而的iuup用來傳輸 與無線接入承載（rab）綁定的用戶數(shù)據(jù)。對(duì)于iuup用戶而協(xié)議的分析，將在下一章節(jié)進(jìn)行詳細(xì)描述。第三章iuup協(xié)議解析3.1 iuup 概述iu interface user plane （簡(jiǎn)稱iuup）協(xié)議，位于iu接口上，無線網(wǎng)絡(luò)層的用 戶平面內(nèi)，在rab存在的前提下，與rab綁定，以實(shí)體形式存在。即一個(gè)iuup 協(xié)議實(shí)體與一個(gè)且只有一個(gè)rab綁定，當(dāng)一個(gè)ue發(fā)起一個(gè)語音或者數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí), 必然存在一對(duì)iuup實(shí)體于utran側(cè)的rnc中、cn側(cè)的msc中。如果一個(gè) ue建立多個(gè)rab,則存在數(shù)量對(duì)等的iuu

42、p實(shí)體與rab 對(duì)應(yīng)。同時(shí)，對(duì)等的iuup實(shí)體存在于cn側(cè)的iu接入層。在cn側(cè)的msc, utran 側(cè)的rnc都會(huì)出現(xiàn)一個(gè)唯一的與之綁定的iuup實(shí)體。且對(duì)等層的iuup實(shí)體伴 隨著rab的建立和釋放而存在和消亡。下圖給出了 iuup的邏輯位置和非接入層的數(shù)據(jù)源頭位置：(uu)圖3- 1 utran屮iu用戶平而協(xié)議層3.2 iuup功能模塊劃分iuup實(shí)體必須在一定的模式下工作，存在透明模式和支持模式z分。透明模 式顧名思義即為透?jìng)?，不做iuup的任何處理，而支持模式在于以iuup協(xié)議規(guī)定, 處理用戶面數(shù)據(jù)。模式的選定，由與iuup實(shí)體相關(guān)的rab業(yè)務(wù)特性來決定，當(dāng) iuup實(shí)體工作模式

43、被配置以后，如rab存在的業(yè)務(wù)不變，則工作模式不變。工作模式的指派信息是在rab建立和重配置的過程中，從每一個(gè)rab的無線網(wǎng)絡(luò) 控制層平面的相關(guān)信令中獲取，即由rab對(duì)應(yīng)的ranap實(shí)體配置信息中獲取對(duì) 應(yīng)的iuup工作模式。3.3 iuup透明模式在透明模式下，iuup實(shí)體不執(zhí)行在iu接口上的對(duì)等層間任何基于iuup協(xié)議 的信息轉(zhuǎn)換和報(bào)文處理，即沒有iu用戶面幀被發(fā)送。在高層和傳輸層之間所傳輸 的pdu透明的通過iuup協(xié)議層，工作流程見圖3-2 iuup透明傳輸工作模式。utranlu interfacesoq£odrnl-sapa1non accessstratumaccess

44、 stratumtransparent mode22) tnl-sapcn圖32 iuup透明傳輸工作模式透明工作模式使用的范圍，適用于不要求iu接口用戶面協(xié)議特征的無線接入 承載業(yè)務(wù)，而僅為具有傳輸用戶數(shù)據(jù)功能的rab而存在。例如gtp-u pdu或者 透明的cs數(shù)據(jù)可利用iuup的透明工作模式。從圖3-3 ps域iu接口協(xié)議棧清晰可見，當(dāng)rab承載ps數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)傳 輸層需要處理的是gtp-u pdu數(shù)據(jù)報(bào)文，此類報(bào)文無需具備iu接口用戶面協(xié)議 特征，沒有任何需要在iuup協(xié)議層處理的報(bào)文包頭。iuup協(xié)議層在此種情況下, 工作于透明傳輸工作模式，iuup實(shí)體模塊透?jìng)鱬s數(shù)據(jù)，無需任何

45、處理。control planeuser planeranapiu up protocol layeratmdata linkphysical layertransportnetwork control planenetwor k planetransport usertransport usernetwor k planergtp-ugtp-uudpudpipaal5ip atmdata linkphysical layer 圖3-3 ps域的iu接口協(xié)議棧3.4 iuup支持模式支持工作模式的配置，取決于rab對(duì)應(yīng)的ranap控制面信令中所攜帶的iu 用戶面的模式信息。在支持模式下，對(duì)應(yīng)的

46、iuup實(shí)體之間的數(shù)據(jù)報(bào)文交互是基于 iuup數(shù)據(jù)幀，此時(shí)，對(duì)應(yīng)的rab要求iuup不僅要完成傳輸用戶面數(shù)據(jù)的任務(wù), 同時(shí)還需解析和添加對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)報(bào)文的iuup協(xié)議幀頭，按照設(shè)定時(shí)隙定時(shí)發(fā)送iu 用戶面數(shù)據(jù)，處理對(duì)等層間的控制過程。一些rab業(yè)務(wù)承載，對(duì)應(yīng)的iuup實(shí)體必須使用支持工作模式。例如，根據(jù) rab對(duì)應(yīng)ranap實(shí)體對(duì)iuup的配置，該rab可能要求預(yù)定義的傳輸速率變化, 而另外一些rab可以在給定范圍內(nèi)的速率可變，iu接口層而發(fā)送時(shí)隙的變化，發(fā) 送時(shí)間的調(diào)整糾偏等等，這些需求都必須基于iuup的支持模式下才能完成。圖3-4 iuup支持工作模式，描述iuup的支持模式下功能模型，在i

47、uup支持 工作模式下，內(nèi)部處理包含數(shù)據(jù)傳輸、pdu幀頭處理、控制功能三個(gè)部分：utranlu interfacernl-sapnon accessstratumaccess stratumi l j lu up layer in !：support modenas data'streams specific functionsproce dure control functionsframe handler functiontnl-saplu up layer insupport modenas dataproce-streams specificdurefunctionscontr

48、oltunc tionsframe handler function圖3- 4 iuup支持工作模式在傳輸網(wǎng)絡(luò)層的基礎(chǔ)z上，對(duì)等層的iuup實(shí)體間，相對(duì)透明傳輸?shù)墓ぷ髂Ｊ? 多了 iuup協(xié)議幀數(shù)據(jù)的交互，即在兩個(gè)iuup對(duì)等實(shí)體間，相互添加和解析iuup 協(xié)議層規(guī)定的數(shù)據(jù)幀報(bào)文頭。數(shù)據(jù)傳輸功能主要實(shí)現(xiàn)了經(jīng)過實(shí)體的上、下行數(shù)據(jù) 的定吋發(fā)送，而過程控制需處理如實(shí)體初始化過程、速率控制過程、發(fā)送吋間調(diào) 整、錯(cuò)誤事件觸發(fā)和處理的流程。傳統(tǒng)的語音電話和在3g中新興的可視電話業(yè)務(wù)，均都由分組交換域承載，可 理解為amr語咅電話和vp可視電話的rab,都會(huì)在rnc和cn側(cè)的iuup對(duì) 等協(xié)議層，存在一一對(duì)

49、應(yīng)實(shí)體，且都處于支持模式下工作，相互之間處理iuup pdu 幀數(shù)據(jù)。支持工作模式的選擇，和對(duì)應(yīng)的rab強(qiáng)相關(guān)且綁定，在iuup實(shí)體的活動(dòng)過 程中，不會(huì)出現(xiàn)業(yè)務(wù)rab對(duì)同一 iuup實(shí)體模式的多次配置。工作模式的選擇， 只存在iuup實(shí)體建立過程當(dāng)中。圖3-5 cs域的iu接口協(xié)議棧中，用戶而數(shù)據(jù)在傳輸網(wǎng)絡(luò)層，需要基于atm 適配層2(aal2)和實(shí)時(shí)傳送協(xié)議層(rtp)協(xié)議封裝，同時(shí)要求具備iu接口用戶面 協(xié)議特征業(yè)務(wù)承載能力，需要進(jìn)行iuup協(xié)議層報(bào)文頭的解析和添加，則對(duì)于cs域的用戶面數(shù)據(jù)，iuup使用支持模式處理u叭radionetworklayeruser planecontrol

50、planeranaplu up protocollayersccpmtp3bm3uasscopsc i tipaal5sscf- nniphysical layeratmq.2150.1mtp3bsscf- nnisscopaal5tnin sportuservrtp/aal2rts)udp/1ptan sport network layertransportusernetworkplanetransport networkcontrol pliineq.2630.2network :二 plane ?atmfcmalink atm圖3-5cs域的iu接口協(xié)議棧3.5 iuup協(xié)議層幀結(jié)構(gòu)定義

51、iuup實(shí)體相互z間處理的iuup數(shù)據(jù)幀，僅限于在支持工作模式下，對(duì)iuup 幀報(bào)文頭的解析和封裝?；谲浖?shí)現(xiàn)的目的，掌握iuup幀結(jié)構(gòu)組成、意義和作 用，至關(guān)重要。從ue上行至rnc的相關(guān)cs域pdu報(bào)文，在iuup實(shí)體處，需要添加iuup 幀頭，以供核心網(wǎng)側(cè)msc中的iuup實(shí)體進(jìn)行解析處理，而從cn下行至rnc iuup 實(shí)體的cs域pdu報(bào)文，則需要iuup實(shí)體根據(jù)iu幀頭的解析結(jié)果，進(jìn)行iu用 戶面協(xié)議層的處理。在3gpp協(xié)議中定義了三種可以被iuup實(shí)體處理的pdu類型，根據(jù)幀結(jié)構(gòu)中 的pdu類型一項(xiàng)，區(qū)別為pduo型、pdu1型、pdu 14型。此三種報(bào)文，可對(duì) 應(yīng)不同的cs域

52、rab承載的業(yè)務(wù)，以傳統(tǒng)語咅業(yè)務(wù)（amr）、可視電話（vp）來分別 對(duì)應(yīng)，即語音業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)報(bào)文，使用iuuppdu0型數(shù)據(jù)幀，可視電話的數(shù)據(jù)報(bào)文, 使用iuuppdu 1型數(shù)據(jù)幀。而對(duì)于pdutypel4類型，使用范圍在于rnc與cn 對(duì)等層iuup實(shí)體的初始化流程、幀速率控制、幀發(fā)送時(shí)間調(diào)整、錯(cuò)誤事件上報(bào)的 信令交互機(jī)制中。圖3-6為pdu 0型的iuup協(xié)議幀結(jié)構(gòu)定義：bitsnumber ofoctets7654321 0pdu type (=0)frame number1framecontrolpartfqcrfci1header crcpayload crc2framechecksu

53、m partpayload crcpayload fields0-nframepayloadpartfayload fieldspaddingspare extension0-4圖36 iuup pduo類型幀結(jié)構(gòu)框圖pduo型幀結(jié)構(gòu)解析：pdu type： 4 bit （pdu類型，默認(rèn)值：0,基于pdu type可決定使用不同的幀 結(jié)構(gòu)解析）；frame number： 4 bit （業(yè)務(wù)報(bào)文累加計(jì)數(shù)，每16幀清0,主要用于判定網(wǎng)絡(luò)上 是否存在iuup業(yè)務(wù)報(bào)文的丟失，在非丟失情況下，幀號(hào)連續(xù)人fqc： 2 bit （幀質(zhì)量分類,取值范圍：0幀質(zhì)量良好、1 幀質(zhì)量差、2幀質(zhì)量 差源于無線傳輸

54、、3缺?。籸fci： 6 bit （pdu屮使用的rab指派子流組合指示，用于識(shí)別pdu屮凈荷 部分子流組合類型，依據(jù)類型索引進(jìn)行判斷）；header crc： 6 bit （iuup幀頭部分crc校驗(yàn)結(jié)果，對(duì)于幀頭控制部分進(jìn)行crc 校驗(yàn)，包括 pdutype、frame number fqc、rfc1）；payload crc： 10 bit （iuup幀凈荷部分的crc校驗(yàn)結(jié)果，包括數(shù)據(jù)凈荷部分、 填充部分、缺省部分）；payload fields：精確到bit長(zhǎng)度（實(shí)際數(shù)據(jù)凈荷部分，長(zhǎng)度根據(jù)rfci指示的 對(duì)應(yīng)的rfc子流組合進(jìn)行長(zhǎng)度累加）；padding：精確到bit長(zhǎng)度（填充部分

55、，存在的價(jià)值為填充不滿字節(jié)長(zhǎng)度的實(shí)際 凈荷數(shù)據(jù)，建議實(shí)際凈荷加填充部分?jǐn)?shù)據(jù)為4字節(jié)為單位的整數(shù)長(zhǎng)度，便于32位 處理器取整處理，增加數(shù)據(jù)處理效率）；spare extension： （0-4字節(jié)均可）保留缺省部分，可省略。 圖3-7為pdu 1型的幀的結(jié)構(gòu)定義：bitsnumber ofoctets7654321 0pdu type (=1)frame number1framecontrolpartfqcrfci1header crcspare1framechecksum partpayload fields0-nframepayloadpartpayload fieldspaddingspare extension0-4圖3-7iuuppdui類型幀結(jié)構(gòu)框圖pdu type： 4 bit （pdu類型，默認(rèn)值：1,基于pdu type可決定使用不同的幀 結(jié)構(gòu)解析）；frame number： 4 bit （業(yè)務(wù)報(bào)文累加計(jì)數(shù)，每16幀清0,主要用于判定網(wǎng)絡(luò)上 是否