現(xiàn)代移動通信技術(shù)與系統(tǒng)-第3章WCDMA移動通信系統(tǒng)

1、概述概述3.1WCDMAWCDMA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與接口網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與接口3.2本章主要包括以下內(nèi)容：本章主要包括以下內(nèi)容：uWCDMA系統(tǒng)的主要特點(diǎn)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)uWCDMA 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，主要網(wǎng)元和系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，主要網(wǎng)元和接口功能接口功能u基于基于R99、R4、R5的核心網(wǎng)結(jié)構(gòu)及接口，的核心網(wǎng)結(jié)構(gòu)及接口，不同版本核心網(wǎng)的特點(diǎn)不同版本核心網(wǎng)的特點(diǎn)uIP多媒體子系統(tǒng)的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)和功能多媒體子系統(tǒng)的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)和功能uUTRAN接口協(xié)議模型及協(xié)議棧結(jié)構(gòu)接口協(xié)議模型及協(xié)議棧結(jié)構(gòu)uWCDMA空中接口協(xié)議結(jié)構(gòu)、各層協(xié)議功空中接口協(xié)議結(jié)構(gòu)、各層協(xié)議功能及相互關(guān)系能及相互關(guān)系uWCDMA空中接口物理層的功能，物理信

2、空中接口物理層的功能，物理信道、傳輸信道與邏輯信道的映射關(guān)系，物道、傳輸信道與邏輯信道的映射關(guān)系，物理層上下行鏈路的進(jìn)程理層上下行鏈路的進(jìn)程uWCDMA網(wǎng)絡(luò)中的編號計劃網(wǎng)絡(luò)中的編號計劃3.1.1 WCDMA網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn) WCDMA網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是在GSM/GPRS網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。絡(luò)基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。 在在GSM核心網(wǎng)家族中，核心網(wǎng)家族中，GSM系統(tǒng)提供系統(tǒng)提供語音和基本的數(shù)據(jù)服務(wù)，語音和基本的數(shù)據(jù)服務(wù)，GPRS或或EDGE可可以提供更高速率的數(shù)據(jù)服務(wù)。以提供更高速率的數(shù)據(jù)服務(wù)。 從技術(shù)演進(jìn)的角度來看，下一代就從技術(shù)演進(jìn)的角度來看，下一代就是是WCDMA。 圖圖3-1顯示了

3、從顯示了從GSM到到WCDMA的的演進(jìn)示意圖。演進(jìn)示意圖。圖3-1 GSM到WCDMA的演進(jìn)1工作頻段和雙工方式工作頻段和雙工方式 WCDMA支持兩種基本的雙工工作方式：支持兩種基本的雙工工作方式：頻分雙工（頻分雙工（FDD）和時分雙工（）和時分雙工（TDD）。）。 WCDMA是一個寬帶直擴(kuò)碼分多址（是一個寬帶直擴(kuò)碼分多址（DS-CDMA）系統(tǒng)，通過用戶數(shù)據(jù)與擴(kuò)頻碼相乘，）系統(tǒng)，通過用戶數(shù)據(jù)與擴(kuò)頻碼相乘，從而把用戶信息比特擴(kuò)展到更寬的帶寬上去。從而把用戶信息比特擴(kuò)展到更寬的帶寬上去。 WCDMA中的聲碼器采用自適應(yīng)多速率中的聲碼器采用自適應(yīng)多速率 （Adaptive Multi-Rate，AM

4、R）技術(shù)。多速率聲）技術(shù)。多速率聲碼器是一個帶有碼器是一個帶有8種信源速率的集成聲碼器，種信源速率的集成聲碼器，8種種源碼速率分別為：源碼速率分別為：12.2kbit/s（GSM-EFR）、）、10.2kbit/s、7.95kbit/s、7.40kbit/s（IS-641）、）、6.70kbit/s（PDC-EFR）、）、5.90kbit/s、5.15kbit/s和和4.75kbit/s。4信道編碼信道編碼 WCDMA系統(tǒng)中使用的信道編碼類型有系統(tǒng)中使用的信道編碼類型有兩種：卷積編碼和兩種：卷積編碼和Turbo編碼。編碼。5功率控制功率控制 快速、準(zhǔn)確的功率控制是保證快速、準(zhǔn)確的功率控制是保證

5、WCDMA系統(tǒng)性能的基本要求。系統(tǒng)性能的基本要求。 功率控制解決的基本問題是遠(yuǎn)近效應(yīng)。功率控制解決的基本問題是遠(yuǎn)近效應(yīng)。 切換的目的是為了當(dāng)切換的目的是為了當(dāng)UE在網(wǎng)絡(luò)中移在網(wǎng)絡(luò)中移動時保持無線鏈路的連續(xù)性和無線鏈路動時保持無線鏈路的連續(xù)性和無線鏈路的質(zhì)量。的質(zhì)量。 WCDMA系統(tǒng)支持軟切換、更軟切系統(tǒng)支持軟切換、更軟切換、硬切換和無線接入系統(tǒng)間切換，也換、硬切換和無線接入系統(tǒng)間切換，也可以表述為同頻小區(qū)間的軟切換、同頻可以表述為同頻小區(qū)間的軟切換、同頻小區(qū)內(nèi)扇區(qū)間的更軟切換、同一無線接小區(qū)內(nèi)扇區(qū)間的更軟切換、同一無線接入系統(tǒng)內(nèi)不同載頻間的硬切換和不同無入系統(tǒng)內(nèi)不同載頻間的硬切換和不同無線接入

6、系統(tǒng)間的切換。線接入系統(tǒng)間的切換。 WCDMA系統(tǒng)支持與系統(tǒng)支持與GSM系統(tǒng)之間系統(tǒng)之間的切換，的切換，WCDMA系統(tǒng)能與系統(tǒng)能與GSM系統(tǒng)協(xié)系統(tǒng)協(xié)同工作，能夠在引入同工作，能夠在引入WCDMA后達(dá)到增后達(dá)到增加加GSM覆蓋的目的。覆蓋的目的。 WCDMA不同基站間可選擇同步和異不同基站間可選擇同步和異步兩種方式，異步方式可以不采用步兩種方式，異步方式可以不采用GPS精精確定時，支持異步基站運(yùn)行，室內(nèi)小區(qū)和確定時，支持異步基站運(yùn)行，室內(nèi)小區(qū)和微小區(qū)基站的布站就變得簡單了，使組網(wǎng)微小區(qū)基站的布站就變得簡單了，使組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)方便、靈活。實(shí)現(xiàn)方便、靈活。 WCDMA系統(tǒng)支持各種可變的用戶系統(tǒng)支持各種可變

7、的用戶數(shù)據(jù)速率，適應(yīng)多種速率的傳輸，可靈數(shù)據(jù)速率，適應(yīng)多種速率的傳輸，可靈活地提供多種業(yè)務(wù)，并根據(jù)不同的業(yè)務(wù)活地提供多種業(yè)務(wù)，并根據(jù)不同的業(yè)務(wù)質(zhì)量和業(yè)務(wù)速率分配不同的資源。質(zhì)量和業(yè)務(wù)速率分配不同的資源。3.2.1 UMTS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 本書以本書以R99版本所示版本所示UMTS結(jié)構(gòu)和接結(jié)構(gòu)和接口為例，介紹口為例，介紹UMTS網(wǎng)元和接口功能。網(wǎng)元和接口功能。 UMTS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3-4所示，所示，包括的網(wǎng)元和接口功能如下。包括的網(wǎng)元和接口功能如下。1用戶設(shè)備（用戶設(shè)備（UE） 用戶設(shè)備（用戶設(shè)備（User Equipment，UE）完成人與網(wǎng)絡(luò)間的交互，通過完成人與網(wǎng)絡(luò)間

8、的交互，通過Uu接口與接口與無線接入網(wǎng)相連，與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信令和數(shù)無線接入網(wǎng)相連，與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信令和數(shù)據(jù)交換。據(jù)交換。 UE用來識別用戶身份和為用戶提供各種用來識別用戶身份和為用戶提供各種業(yè)務(wù)功能，如普通話音、數(shù)據(jù)通信、移動多業(yè)務(wù)功能，如普通話音、數(shù)據(jù)通信、移動多媒體、媒體、Internet應(yīng)用等。用戶設(shè)備（應(yīng)用等。用戶設(shè)備（UE）主要）主要由移動設(shè)備（由移動設(shè)備（Mobile Equipment，ME）和通）和通用用戶識別模塊（用用戶識別模塊（Universal Subscriber Identity Module，USIM）兩部分組成。）兩部分組成。圖圖3-4 UMTS網(wǎng)元和接口網(wǎng)元和接口 （1

9、）移動設(shè)備（）移動設(shè)備（ME），即通常所說的手機(jī)，），即通常所說的手機(jī)，有車載型、便攜型和手持型。移動設(shè)備提供有車載型、便攜型和手持型。移動設(shè)備提供用戶與無線接入網(wǎng)相連的交互界面，具有與用戶與無線接入網(wǎng)相連的交互界面，具有與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信令和數(shù)據(jù)交換的能力，為用戶實(shí)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信令和數(shù)據(jù)交換的能力，為用戶實(shí)現(xiàn)各種業(yè)務(wù)功能和服務(wù)。移動設(shè)備包括射頻現(xiàn)各種業(yè)務(wù)功能和服務(wù)。移動設(shè)備包括射頻處理單元、基帶處理單元、協(xié)議棧模塊以及處理單元、基帶處理單元、協(xié)議棧模塊以及應(yīng)用層軟件模塊等部件。應(yīng)用層軟件模塊等部件。 （2）通用用戶識別模塊（）通用用戶識別模塊（USIM）的物理特）的物理特性與性與GSM的的SIM卡基本

10、相同?？ɑ鞠嗤?。USIM提供提供3G用戶身份識別，儲存移動用戶的簽約信息、用戶身份識別，儲存移動用戶的簽約信息、電話號碼、多媒體信息等，提供保障電話號碼、多媒體信息等，提供保障USIM信息安全可靠的安全機(jī)制。信息安全可靠的安全機(jī)制。 Cu接口是接口是USIM和和ME之間的接口，之間的接口，Cu接口采用標(biāo)準(zhǔn)接口。接口采用標(biāo)準(zhǔn)接口。 無線接入網(wǎng)（無線接入網(wǎng)（UMTS/Universal Terrestrial Radio Access Network，UTRAN）位于兩個開）位于兩個開放接口放接口Uu和和Iu之間，完成所有與無線有關(guān)的之間，完成所有與無線有關(guān)的功能。功能。 Node B的主要功能

11、是的主要功能是Uu接口物理層的處接口物理層的處理，如擴(kuò)頻、信道編碼、速率匹配、交織、理，如擴(kuò)頻、信道編碼、速率匹配、交織、調(diào)制和解擴(kuò)、信道解碼、解交織和解調(diào)，還調(diào)制和解擴(kuò)、信道解碼、解交織和解調(diào)，還包括基帶信號和射頻信號的相互轉(zhuǎn)換功能，包括基帶信號和射頻信號的相互轉(zhuǎn)換功能，無線資源管理部分控制算法的實(shí)現(xiàn)等。無線資源管理部分控制算法的實(shí)現(xiàn)等。 無線網(wǎng)絡(luò)控制器（無線網(wǎng)絡(luò)控制器（RNC）主要完成連）主要完成連接建立和斷開、切換、宏分集合并和無線接建立和斷開、切換、宏分集合并和無線資源管理控制等功能，分為如下資源管理控制等功能，分為如下3類：類： 系統(tǒng)信息管理：執(zhí)行系統(tǒng)信息廣播與系系統(tǒng)信息管理：執(zhí)行系

12、統(tǒng)信息廣播與系統(tǒng)接入控制功能。統(tǒng)接入控制功能。 移動性管理：切換和移動性管理：切換和RNC遷移等移動遷移等移動性管理。性管理。 無線資源管理與控制：宏分集合并、無線資源管理與控制：宏分集合并、功率控制、無線承載分配等無線資源管功率控制、無線承載分配等無線資源管理和控制功能。理和控制功能。 控制無線網(wǎng)絡(luò)控制器（控制無線網(wǎng)絡(luò)控制器（CRNC）：控制）：控制Node B的操作與維護(hù)、接入控制等功能，并與的操作與維護(hù)、接入控制等功能，并與Node B直接存在物理連接的直接存在物理連接的RNC稱為稱為Node B的控制的控制無線網(wǎng)絡(luò)控制器（無線網(wǎng)絡(luò)控制器（CRNC）。）。CRNC負(fù)責(zé)管理負(fù)責(zé)管理整個小區(qū)

13、的資源，命令整個小區(qū)的資源，命令Node B配置、重配置或配置、重配置或刪除對小區(qū)資源的使用。刪除對小區(qū)資源的使用。 服務(wù)無線網(wǎng)絡(luò)控制器（服務(wù)無線網(wǎng)絡(luò)控制器（SRNC）：負(fù)）：負(fù)責(zé)責(zé)UE和和CN之間的無線連接的管理，一之間的無線連接的管理，一個與個與UTRAN相連的相連的UE有并且只能有一有并且只能有一個個SRNC，通常，通常SRNC即是即是CRNC，但在，但在軟切換過程中可以有例外。軟切換過程中可以有例外。 漂移無線網(wǎng)絡(luò)控制器（漂移無線網(wǎng)絡(luò)控制器（DRNC）：除了）：除了SRNC以外，以外，UE所用到的其他所用到的其他RNC稱為漂稱為漂移無線網(wǎng)絡(luò)控制器（移無線網(wǎng)絡(luò)控制器（DRNC），一個），

14、一個UE可可以沒有也可以有一個或多個以沒有也可以有一個或多個DRNC。一個。一個DRNC可以與一個或多個可以與一個或多個UE相連。相連。 DRNC不與不與CN直接相連。直接相連。DRNC控制控制UE使用的小區(qū)資源，可以進(jìn)行宏分集合并、使用的小區(qū)資源，可以進(jìn)行宏分集合并、分裂。分裂。 和和SRNC不同的是，不同的是，DRNC不對用戶平不對用戶平面的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)鏈路層的處理，而在面的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)鏈路層的處理，而在Iub和和Iur接口間進(jìn)行透明的數(shù)據(jù)傳輸。接口間進(jìn)行透明的數(shù)據(jù)傳輸。 UTRAN接口均為開放的標(biāo)準(zhǔn)接口，接口均為開放的標(biāo)準(zhǔn)接口，不同廠家的設(shè)備可以很容易地互聯(lián)互通。不同廠家的設(shè)備可以很容易

15、地互聯(lián)互通。 UTRAN接口和協(xié)議如表接口和協(xié)議如表3-1所示。所示。接接 口口 名名 稱稱接接 口口 位位 置置協(xié)協(xié) 議議IuCN-UTRANRANAPIurRNC-RNCRNSAPIubRNC-Node BNBAPUuNode B-UEWCDMA表表3-1UTRAN接口和協(xié)議接口和協(xié)議 核心網(wǎng)承擔(dān)各種類型業(yè)務(wù)的提供以核心網(wǎng)承擔(dān)各種類型業(yè)務(wù)的提供以及定義，包括用戶的描述信息、用戶業(yè)及定義，包括用戶的描述信息、用戶業(yè)務(wù)的定義還有相應(yīng)的一些其他過程。務(wù)的定義還有相應(yīng)的一些其他過程。 UMTS核心網(wǎng)負(fù)責(zé)內(nèi)部所有的語音核心網(wǎng)負(fù)責(zé)內(nèi)部所有的語音呼叫、數(shù)據(jù)連接和交換，以及與其他網(wǎng)呼叫、數(shù)據(jù)連接和交換，以

16、及與其他網(wǎng)絡(luò)的連接和路由選擇的實(shí)現(xiàn)。不同協(xié)議絡(luò)的連接和路由選擇的實(shí)現(xiàn)。不同協(xié)議版本核心網(wǎng)之間存在一定的差異。版本核心網(wǎng)之間存在一定的差異。 核心網(wǎng)的電路交換域（核心網(wǎng)的電路交換域（CS）通過）通過GMSC與與外部網(wǎng)絡(luò)相連，如公用電話交換網(wǎng)（外部網(wǎng)絡(luò)相連，如公用電話交換網(wǎng)（PSTN）、）、綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)（綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)（ISDN）及其他公共陸地移動）及其他公共陸地移動網(wǎng)（網(wǎng)（PLMN）。）。 核心網(wǎng)的分組交換域（核心網(wǎng)的分組交換域（PS）通過）通過GGSN與與外部的外部的Internet及其他分組數(shù)據(jù)網(wǎng)（及其他分組數(shù)據(jù)網(wǎng)（PDN）等相）等相連。連。1R99網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及接口網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及接口2R4網(wǎng)絡(luò)結(jié)

17、構(gòu)及接口網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及接口（1）R4網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) R4版本與版本與R99版本相比，版本相比，R4網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)中的主要變化是在核心網(wǎng)電路域提出了承的主要變化是在核心網(wǎng)電路域提出了承載和控制獨(dú)立的概念，引入了軟交換技載和控制獨(dú)立的概念，引入了軟交換技術(shù)，導(dǎo)致了核心網(wǎng)功能實(shí)體發(fā)生變化。術(shù)，導(dǎo)致了核心網(wǎng)功能實(shí)體發(fā)生變化。 如圖如圖3-7所示。所示。 R4核心網(wǎng)電路域變化的實(shí)體功能介紹如下。核心網(wǎng)電路域變化的實(shí)體功能介紹如下。 MSC服務(wù)器（服務(wù)器（MSC Server）。）。MSC Server用用來處理信令，獨(dú)立于承載協(xié)議。它主要由來處理信令，獨(dú)立于承載協(xié)議。它主要由MSC的的呼叫控制和移動控制單元組

18、成，負(fù)責(zé)完成呼叫控制和移動控制單元組成，負(fù)責(zé)完成CS域的域的呼叫、媒體網(wǎng)關(guān)管理、移動性管理、認(rèn)證、資源呼叫、媒體網(wǎng)關(guān)管理、移動性管理、認(rèn)證、資源分配、計費(fèi)等功能，還包括分配、計費(fèi)等功能，還包括R4版本核心網(wǎng)電路域版本核心網(wǎng)電路域提供的其他業(yè)務(wù)。提供的其他業(yè)務(wù)。圖圖3-7 R4網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖 電路交換媒體網(wǎng)關(guān)（電路交換媒體網(wǎng)關(guān)（CS-MGW）。）。CS-MGW用來處理用戶數(shù)據(jù)，可以終結(jié)電路交換網(wǎng)絡(luò)來的用來處理用戶數(shù)據(jù)，可以終結(jié)電路交換網(wǎng)絡(luò)來的承載通道，也可以終結(jié)分組交換網(wǎng)來的媒體流，承載通道，也可以終結(jié)分組交換網(wǎng)來的媒體流，如如IP網(wǎng)中的實(shí)時協(xié)議（網(wǎng)中的實(shí)時協(xié)議（RTP）數(shù)據(jù)流。）數(shù)據(jù)流。

19、 關(guān)口關(guān)口MSC服務(wù)器（服務(wù)器（GMSC Server）。）。GMSC Server主要由主要由GMSC的呼叫控制和移動控制單元的呼叫控制和移動控制單元組成，負(fù)責(zé)與其他網(wǎng)絡(luò)（組成，負(fù)責(zé)與其他網(wǎng)絡(luò)（PSTN/ISDN/PLMN）的互通，實(shí)現(xiàn)的互通，實(shí)現(xiàn)GMSC的呼叫管理、路由和移動的呼叫管理、路由和移動性管理，控制性管理，控制MGW交換等。交換等。 R4核心網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了控制與承載的分離，核心網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了控制與承載的分離，除新增接口外，除新增接口外，R4核心網(wǎng)的接口、實(shí)現(xiàn)方核心網(wǎng)的接口、實(shí)現(xiàn)方式和功能與式和功能與R99相似。表相似。表3-3所示為核心網(wǎng)所示為核心網(wǎng)新增接口與協(xié)議。新增接口與協(xié)議。接接 口口

20、 名名連連 接接 實(shí)實(shí) 體體信令與協(xié)議信令與協(xié)議Mc（G）MSC ServerCS-MGWH.248NcMSC Server（G）MSC ServerISUP、BICCNbCS-MGWCS-MGWRTP/UDP/IP AAL2、STM、H.245R99全部接口名全部接口名R99全部連接實(shí)體全部連接實(shí)體R99全部信令與協(xié)議全部信令與協(xié)議表表3-3R4核心網(wǎng)新增接口與協(xié)議核心網(wǎng)新增接口與協(xié)議 R5版本在無線接入網(wǎng)方面的改進(jìn)如下。版本在無線接入網(wǎng)方面的改進(jìn)如下。 提出高速下行分組接入（提出高速下行分組接入（HSDPA）技術(shù)，）技術(shù)，使下行數(shù)據(jù)速率峰值可達(dá)使下行數(shù)據(jù)速率峰值可達(dá)14.4Mbit/s。H

21、SDPA技術(shù)將在后面的章節(jié)介紹。技術(shù)將在后面的章節(jié)介紹。 Iu，Iur，Iub接口增加了基于接口增加了基于IP的可選擇的可選擇傳輸方式，保證無線接入網(wǎng)實(shí)現(xiàn)全傳輸方式，保證無線接入網(wǎng)實(shí)現(xiàn)全 IP化?；?R5版本在核心網(wǎng)（版本在核心網(wǎng)（Core Network，CN）方）方面，在面，在R4基礎(chǔ)上增加了基礎(chǔ)上增加了IP多媒體子系統(tǒng)（多媒體子系統(tǒng)（IMS），），它和它和PS域一起實(shí)現(xiàn)了實(shí)時和非實(shí)時的多媒體業(yè)務(wù)，域一起實(shí)現(xiàn)了實(shí)時和非實(shí)時的多媒體業(yè)務(wù)，并可實(shí)現(xiàn)與并可實(shí)現(xiàn)與CS域的互操作，包括域的互操作，包括IMS子系統(tǒng)的子系統(tǒng)的R5版本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖版本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖3-9所示。所示。圖圖3-9 含含IMS

22、子系統(tǒng)的子系統(tǒng)的R5版本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)版本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) R6研究的主要內(nèi)容如下。研究的主要內(nèi)容如下。 （1）PS域與承載無關(guān)的網(wǎng)絡(luò)框架，研究是域與承載無關(guān)的網(wǎng)絡(luò)框架，研究是否在分組域也實(shí)行控制和承載的分離，將否在分組域也實(shí)行控制和承載的分離，將SGSN和和GGSN分為分為GSN Server和媒體網(wǎng)和媒體網(wǎng)關(guān)的形式。關(guān)的形式。 （2）在網(wǎng)絡(luò)互操作方面，研究）在網(wǎng)絡(luò)互操作方面，研究IMS與與PLMN/ PSTN/ISDN等網(wǎng)絡(luò)的互操作，以實(shí)現(xiàn)等網(wǎng)絡(luò)的互操作，以實(shí)現(xiàn)IMS與與其他網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通；研究其他網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通；研究WLAN-UMTS網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)互通，保證用戶使用不同的接入方式時切絡(luò)互通，保證用戶使用不同的

23、接入方式時切換不中斷業(yè)務(wù)。換不中斷業(yè)務(wù)。 （3）在業(yè)務(wù)方面，研究包括多媒體廣播）在業(yè)務(wù)方面，研究包括多媒體廣播/多播多播業(yè)務(wù)（業(yè)務(wù)（MBMS）、）、Push業(yè)務(wù)、業(yè)務(wù)、Presence、PoC（Push-To-Talk over Cellular）業(yè)務(wù)、網(wǎng)上聊）業(yè)務(wù)、網(wǎng)上聊天業(yè)務(wù)及數(shù)字權(quán)限管理等。天業(yè)務(wù)及數(shù)字權(quán)限管理等。 （4）無線接入方面采用的新技術(shù)有正交）無線接入方面采用的新技術(shù)有正交頻分復(fù)用調(diào)制（頻分復(fù)用調(diào)制（OFDM）技術(shù)、多天線）技術(shù)、多天線技術(shù)（技術(shù)（MIMO）、高階調(diào)制技術(shù)和新的）、高階調(diào)制技術(shù)和新的信道編碼方案等，信道編碼方案等，OFDM和和MIMO也是也是后后3G的重點(diǎn)技術(shù)。

24、的重點(diǎn)技術(shù)。 （5）R6的高速上行分組接入（的高速上行分組接入（HSUPA），），理論峰值數(shù)據(jù)速率可達(dá)理論峰值數(shù)據(jù)速率可達(dá)5.76Mbit/s；R6的的高速下行分組接入（高速下行分組接入（HSDPA），理論峰值），理論峰值數(shù)據(jù)速率可達(dá)數(shù)據(jù)速率可達(dá)30Mbit/s。1IMS概述概述 IMS主要特點(diǎn)如下。主要特點(diǎn)如下。 （1）IMS的重要特點(diǎn)是對控制層功能做的重要特點(diǎn)是對控制層功能做了進(jìn)一步的分解，實(shí)現(xiàn)了會話控制實(shí)體了進(jìn)一步的分解，實(shí)現(xiàn)了會話控制實(shí)體和承載控制實(shí)體在功能上的分離，體現(xiàn)和承載控制實(shí)體在功能上的分離，體現(xiàn)了了“業(yè)務(wù)與控制分離業(yè)務(wù)與控制分離”、“控制與接入控制與接入和承載分離和承載分離”

25、的原則，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架層次化的原則，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架層次化為不同網(wǎng)絡(luò)的互通和業(yè)務(wù)的融合奠定了為不同網(wǎng)絡(luò)的互通和業(yè)務(wù)的融合奠定了基礎(chǔ)?；A(chǔ)。 IMS的設(shè)計是獨(dú)立于接入網(wǎng)的，不依賴的設(shè)計是獨(dú)立于接入網(wǎng)的，不依賴于任何接入技術(shù)和接入方式。于任何接入技術(shù)和接入方式。 通過利用核心網(wǎng)的設(shè)備，使得不同的用通過利用核心網(wǎng)的設(shè)備，使得不同的用戶終端用不同的接入方式接入戶終端用不同的接入方式接入IMS網(wǎng)絡(luò)，支網(wǎng)絡(luò)，支持各種融合業(yè)務(wù)的公共平臺，提供新型的基持各種融合業(yè)務(wù)的公共平臺，提供新型的基于于IP的交互式多媒體業(yè)務(wù)。的交互式多媒體業(yè)務(wù)。 （2）IMS繼承了移動通信系統(tǒng)特有的網(wǎng)繼承了移動通信系統(tǒng)特有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，繼續(xù)使用歸屬網(wǎng)

26、絡(luò)和訪問網(wǎng)絡(luò)絡(luò)技術(shù)，繼續(xù)使用歸屬網(wǎng)絡(luò)和訪問網(wǎng)絡(luò)的概念，支持用戶全程全網(wǎng)漫游能力，的概念，支持用戶全程全網(wǎng)漫游能力，具有切換功能，集中用戶數(shù)據(jù)管理等。具有切換功能，集中用戶數(shù)據(jù)管理等。 （3）IMS中重用了中重用了IETF組織制定的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)組織制定的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和協(xié)議。會話控制層采用了具有靈活性和標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議。會話控制層采用了具有靈活性和標(biāo)準(zhǔn)化的開放接口化的開放接口SIP。網(wǎng)絡(luò)層選用。網(wǎng)絡(luò)層選用IPv6，同樣運(yùn)用，同樣運(yùn)用域名系統(tǒng)（域名系統(tǒng)（Domain Name System，DNS）協(xié)議）協(xié)議進(jìn)行地址解析。終端用戶安全認(rèn)證、授權(quán)和計進(jìn)行地址解析。終端用戶安全認(rèn)證、授權(quán)和計費(fèi)沿用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中費(fèi)沿

27、用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中AAA方式，使用方式，使用RADIUS協(xié)議基礎(chǔ)上開發(fā)的協(xié)議基礎(chǔ)上開發(fā)的Diameter協(xié)議。協(xié)議。 （4）IMS業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺支持多種業(yè)務(wù)，能為業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺支持多種業(yè)務(wù)，能為SIP用戶提供全程全網(wǎng)漫游能力和虛擬歸屬業(yè)務(wù)環(huán)用戶提供全程全網(wǎng)漫游能力和虛擬歸屬業(yè)務(wù)環(huán)境（境（VHE）能力。）能力。IMS在原有在原有UMTS技術(shù)基礎(chǔ)技術(shù)基礎(chǔ)上，提供根據(jù)用戶、業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)流、內(nèi)容、事上，提供根據(jù)用戶、業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)流、內(nèi)容、事件、時間等的更多計費(fèi)手段，通過新的在線計件、時間等的更多計費(fèi)手段，通過新的在線計費(fèi)功能，運(yùn)營商還可以實(shí)時控制業(yè)務(wù)流程。費(fèi)功能，運(yùn)營商還可以實(shí)時控制業(yè)務(wù)流程。 （5）IMS由多個

28、標(biāo)準(zhǔn)化組織定義并發(fā)展完善，由多個標(biāo)準(zhǔn)化組織定義并發(fā)展完善，如如3GPP/3GPP2、ITU-T、IETF和和ETSI等，等，IMS越來越受到業(yè)界的關(guān)注。越來越受到業(yè)界的關(guān)注。 3GPP IMS的主要功能實(shí)體如圖的主要功能實(shí)體如圖3-10所示，所示，包括呼叫會話控制功能（包括呼叫會話控制功能（CSCF）、歸屬用戶服）、歸屬用戶服務(wù)器（務(wù)器（HSS）、媒體網(wǎng)關(guān)控制功能（）、媒體網(wǎng)關(guān)控制功能（MGCF）、）、IP多媒體多媒體-媒體網(wǎng)關(guān)功能（媒體網(wǎng)關(guān)功能（IM-MGW）、多媒體）、多媒體資源功能控制器（資源功能控制器（MRFC）、多媒體資源功能處）、多媒體資源功能處理器（理器（MRFP）、簽約定位器功

29、能（）、簽約定位器功能（SLF）、出）、出口網(wǎng)關(guān)控制功能（口網(wǎng)關(guān)控制功能（BGCF）、信令網(wǎng)關(guān)（）、信令網(wǎng)關(guān)（SGW）、）、應(yīng)用服務(wù)器（應(yīng)用服務(wù)器（AS）、多媒體域業(yè)務(wù)交換功能）、多媒體域業(yè)務(wù)交換功能 （IM-SSF）、業(yè)務(wù)能力服務(wù)器（）、業(yè)務(wù)能力服務(wù)器（OSA-SCS）等。）等。圖圖3-10 IMS的主要功能實(shí)體示意圖的主要功能實(shí)體示意圖3.3.1 UTRAN接口協(xié)議模型接口協(xié)議模型 UMTS系統(tǒng)是模塊化設(shè)計的，模塊之間通過系統(tǒng)是模塊化設(shè)計的，模塊之間通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議互聯(lián)。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議互聯(lián)。 UMTS網(wǎng)絡(luò)接口采用用戶面與控制面分離、網(wǎng)絡(luò)接口采用用戶面與控制面分離、無線網(wǎng)絡(luò)層與傳輸網(wǎng)絡(luò)層相分離的設(shè)計原

30、則，以無線網(wǎng)絡(luò)層與傳輸網(wǎng)絡(luò)層相分離的設(shè)計原則，以保證層間和邏輯體系上的相互獨(dú)立性，盡可能地保證層間和邏輯體系上的相互獨(dú)立性，盡可能地滿足了開放性和可升級性的要求，便于協(xié)議的修滿足了開放性和可升級性的要求，便于協(xié)議的修改和擴(kuò)充。改和擴(kuò)充。 UTRAN是是UMTS系統(tǒng)的無線接入網(wǎng)系統(tǒng)的無線接入網(wǎng)部分，為部分，為UMTS系統(tǒng)設(shè)計的主要部分。系統(tǒng)設(shè)計的主要部分。圖圖3-11 UMTS分層結(jié)構(gòu)分層結(jié)構(gòu) UTRAN接口通用協(xié)議模型如圖接口通用協(xié)議模型如圖3-12所示。接口協(xié)議分為兩層二平面。所示。接口協(xié)議分為兩層二平面。 兩層指從水平的分層結(jié)構(gòu)來看，分兩層指從水平的分層結(jié)構(gòu)來看，分為無線網(wǎng)絡(luò)層和傳輸網(wǎng)絡(luò)層

31、。為無線網(wǎng)絡(luò)層和傳輸網(wǎng)絡(luò)層。 二平面指從垂直面來看，每個接口二平面指從垂直面來看，每個接口分為控制面和用戶面。分為控制面和用戶面。 UTRAN內(nèi)部的內(nèi)部的3個接口（個接口（Iu，Iur和和Iub）都遵循統(tǒng)一的基本協(xié)議模型結(jié)構(gòu)。）都遵循統(tǒng)一的基本協(xié)議模型結(jié)構(gòu)。圖圖3-12 UTRAN接口的協(xié)議棧模型接口的協(xié)議棧模型1Iu接口結(jié)構(gòu)及功能接口結(jié)構(gòu)及功能 Iu接口是接口是UTRAN與核心網(wǎng)之間的接口，與核心網(wǎng)之間的接口，也可以看作也可以看作RNC與與CN之間的一個參考點(diǎn)。之間的一個參考點(diǎn)。 UTRAN與核心網(wǎng)電路域的接口稱為與核心網(wǎng)電路域的接口稱為Iu-CS，與核心網(wǎng)分組域的接口稱為，與核心網(wǎng)分組域的

32、接口稱為Iu-PS，與小，與小區(qū)廣播系統(tǒng)之間的接口稱為區(qū)廣播系統(tǒng)之間的接口稱為Iu-BC，Iu接口結(jié)接口結(jié)構(gòu)如圖構(gòu)如圖3-14所示。所示。圖圖3-14 Iu接口結(jié)構(gòu)接口結(jié)構(gòu) Iu-CS和和Iu-PS接口由控制面和用戶面接口由控制面和用戶面構(gòu)成。構(gòu)成。 Iu-BC接口只有一個平面，既包括控接口只有一個平面，既包括控制信息也包含用戶信息。制信息也包含用戶信息。 Iub接口作為接口作為RNC與與Node B之間的之間的接口，負(fù)責(zé)所有接口，負(fù)責(zé)所有RNC與與Node B之間的通之間的通信過程。信過程。Iub接口的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)如圖接口的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)如圖3-18所示。所示。圖圖3-18 Iub接口的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)

33、接口的協(xié)議棧結(jié)構(gòu) 與與UTRAN接口的協(xié)議模型一致，接口的協(xié)議模型一致，Iub接接口分為控制面和用戶面，其中控制面根據(jù)功口分為控制面和用戶面，其中控制面根據(jù)功能的不同又分為無線網(wǎng)絡(luò)控制面和傳輸網(wǎng)絡(luò)能的不同又分為無線網(wǎng)絡(luò)控制面和傳輸網(wǎng)絡(luò)控制面?？刂泼?。 在在GSM網(wǎng)絡(luò)中，兩個網(wǎng)絡(luò)中，兩個BSC之間是沒之間是沒有邏輯接口的，而在有邏輯接口的，而在WCDMA中，為了中，為了更好地滿足對用戶移動性的支持，引入更好地滿足對用戶移動性的支持，引入了任意兩個了任意兩個RNC之間的邏輯接口之間的邏輯接口Iur。 與與Iu接口相同，水平方向分為無線接口相同，水平方向分為無線網(wǎng)絡(luò)層和傳輸網(wǎng)絡(luò)層；垂直方向分為控網(wǎng)絡(luò)

34、層和傳輸網(wǎng)絡(luò)層；垂直方向分為控制面和用戶面，如圖制面和用戶面，如圖3-19所示。所示。圖圖3-19 Iur接口協(xié)議棧結(jié)構(gòu)接口協(xié)議棧結(jié)構(gòu) 在無線網(wǎng)絡(luò)層控制面是無線網(wǎng)絡(luò)子在無線網(wǎng)絡(luò)層控制面是無線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)應(yīng)用部分（系統(tǒng)應(yīng)用部分（RNS Application Part，RNSAP）協(xié)議，用戶面是）協(xié)議，用戶面是Iur FP協(xié)議。協(xié)議。3.4.1 Uu接口協(xié)議結(jié)構(gòu)接口協(xié)議結(jié)構(gòu) WCDMA系統(tǒng)中系統(tǒng)中Uu接口，有時也稱為接口，有時也稱為空中接口，是指空中接口，是指UE和和UTRAN之間的接口，之間的接口，通過使用無線傳輸技術(shù)（通過使用無線傳輸技術(shù)（RTT）將）將UE接入接入到系統(tǒng)固定網(wǎng)絡(luò)部分。到系統(tǒng)固

35、定網(wǎng)絡(luò)部分。 Uu接口協(xié)議用于在接口協(xié)議用于在UE和和UTRAN之間傳之間傳送用戶數(shù)據(jù)和控制信息，建立、重新配置和送用戶數(shù)據(jù)和控制信息，建立、重新配置和釋放無線承載業(yè)務(wù)。釋放無線承載業(yè)務(wù)。 空口接口的協(xié)議結(jié)構(gòu)如圖空口接口的協(xié)議結(jié)構(gòu)如圖3-20所示（圖所示（圖中只包括了在中只包括了在UTRAN中可見的協(xié)議）。中可見的協(xié)議）。 每一個方框代表一個協(xié)議實(shí)體，橢圓表每一個方框代表一個協(xié)議實(shí)體，橢圓表示業(yè)務(wù)接入點(diǎn)（示業(yè)務(wù)接入點(diǎn)（SAP），協(xié)議實(shí)體間的通信），協(xié)議實(shí)體間的通信通過通過SAP進(jìn)行。進(jìn)行。 空口接口的協(xié)議結(jié)構(gòu)分為兩面三層，空口接口的協(xié)議結(jié)構(gòu)分為兩面三層，垂直方向分為控制平面和用戶平面，控制垂直

36、方向分為控制平面和用戶平面，控制平面用來傳送信令信息，用戶平面用來傳平面用來傳送信令信息，用戶平面用來傳送語音和數(shù)據(jù)。水平方向分為送語音和數(shù)據(jù)。水平方向分為3層：層：l第第1層（層（L1）：物理層；）：物理層；l第第2層（層（L2）：數(shù)據(jù)鏈路層；）：數(shù)據(jù)鏈路層；l第第3層（層（L3）：網(wǎng)絡(luò)層。）：網(wǎng)絡(luò)層。 其中第其中第2層又分為幾個子層：媒體接入控層又分為幾個子層：媒體接入控制（制（MAC）子層、無線鏈路控制（）子層、無線鏈路控制（RLC）子）子層、分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議（層、分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議（PDCP）子層和廣播）子層和廣播/多播控制（多播控制（BMC）子層。）子層。圖圖3-20 空口接口的協(xié)議結(jié)

37、構(gòu)空口接口的協(xié)議結(jié)構(gòu)1物理層的功能物理層的功能 物理層位于空中接口協(xié)議模型的最物理層位于空中接口協(xié)議模型的最底層，給底層，給MAC層提供不同的傳輸信道，層提供不同的傳輸信道，并且為高層提供服務(wù)。并且為高層提供服務(wù)。 在在3GPP規(guī)范中，詳細(xì)描述了物理層規(guī)范中，詳細(xì)描述了物理層及功能。及功能。 物理層主要實(shí)現(xiàn)以下一些功能：物理層主要實(shí)現(xiàn)以下一些功能： （1）為傳輸信道進(jìn)行前向糾錯編）為傳輸信道進(jìn)行前向糾錯編/解碼；解碼； （2）無線特性測量，如誤幀率、信干比）無線特性測量，如誤幀率、信干比等，并通知高層；等，并通知高層； （3）宏分集合并以及軟切換實(shí)現(xiàn)；）宏分集合并以及軟切換實(shí)現(xiàn)； （4）在傳輸

38、信道上進(jìn)行錯誤檢測并通知）在傳輸信道上進(jìn)行錯誤檢測并通知高層；高層；（5）傳輸信道到物理信道的速率匹配；）傳輸信道到物理信道的速率匹配；（6）傳輸信道至物理信道的映射；）傳輸信道至物理信道的映射；（7）物理信道擴(kuò)頻）物理信道擴(kuò)頻/解擴(kuò)、調(diào)制解擴(kuò)、調(diào)制/解調(diào)；解調(diào)；（8）頻率和時間（位、碼片、比特、時隙）頻率和時間（位、碼片、比特、時隙和幀）同步；和幀）同步；（9）閉環(huán)功率控制；）閉環(huán)功率控制；（10）RF處理等。處理等。 物理層的基本傳輸單元為無線幀，持物理層的基本傳輸單元為無線幀，持續(xù)時間為續(xù)時間為10ms，長度為，長度為38 400chip；無線；無線幀又被劃分為幀又被劃分為15個時隙的處

39、理單元，每個個時隙的處理單元，每個時隙有時隙有2 560chip，持續(xù)時間為，持續(xù)時間為2/3ms。 WCDMA的物理信道幀結(jié)構(gòu)如圖的物理信道幀結(jié)構(gòu)如圖3-21所示。物理層的信息速率隨著符號速率的所示。物理層的信息速率隨著符號速率的變化而變化，而符號速率則取決于擴(kuò)頻因變化而變化，而符號速率則取決于擴(kuò)頻因子。子。圖圖3-21 WCDMA的物理信道幀結(jié)構(gòu)的物理信道幀結(jié)構(gòu) 物理信道的特征可由載頻、擾碼、信道物理信道的特征可由載頻、擾碼、信道化碼（可選的）和相對相位來體現(xiàn)。按照信化碼（可選的）和相對相位來體現(xiàn)。按照信息的傳送方向，物理信道可分為上行物理信息的傳送方向，物理信道可分為上行物理信道（道（U

40、E至至Node B）和下行物理信道（）和下行物理信道（Node B至至UE）；按照物理信道是否由多個用戶共享）；按照物理信道是否由多個用戶共享還是一個用戶使用分為專用物理信道和公共還是一個用戶使用分為專用物理信道和公共物理信道，如圖物理信道，如圖3-22所示，其中所示，其中HS-SCCH、HS-PDSCH、HS-DPCCH為在為在R5中引入的信中引入的信道，將在后面的章節(jié)介紹。道，將在后面的章節(jié)介紹。圖圖3-22 WCDMA物理信道示意圖物理信道示意圖 數(shù)據(jù)鏈路層使用物理層提供的服務(wù)，并向第數(shù)據(jù)鏈路層使用物理層提供的服務(wù)，并向第3層提供服務(wù)。層提供服務(wù)。 數(shù)據(jù)鏈路層劃分為媒體接入控制（數(shù)據(jù)鏈路

41、層劃分為媒體接入控制（MAC）子）子層、無線鏈路控制（層、無線鏈路控制（RLC）子層、分組數(shù)據(jù)匯聚）子層、分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議（協(xié)議（PDCP）子層和廣播）子層和廣播/多播控制（多播控制（BMC）子）子層。層。 其中其中MAC和和RLC由控制面與用戶面共用，由控制面與用戶面共用，PDCP和和BMC僅用于用戶面。僅用于用戶面。（1）MAC子層功能子層功能 MAC子層位于物理層之上，向高層子層位于物理層之上，向高層提供無確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳送、無線資源重分配提供無確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳送、無線資源重分配和測量等服務(wù)，通過物理層提供的傳輸信和測量等服務(wù)，通過物理層提供的傳輸信道借助邏輯信道與上層交換數(shù)據(jù)。完成的道借助邏輯

42、信道與上層交換數(shù)據(jù)。完成的主要功能如下：主要功能如下： 邏輯信道與傳輸信道間的映射；邏輯信道與傳輸信道間的映射； 根據(jù)瞬時源速率為每個傳輸信道選擇根據(jù)瞬時源速率為每個傳輸信道選擇適當(dāng)?shù)膫鬏敻袷剑ㄟm當(dāng)?shù)膫鬏敻袷剑═F），保證高的傳輸），保證高的傳輸效率；效率； 通過選擇高比特速率或低比特速率的通過選擇高比特速率或低比特速率的傳輸格式，實(shí)現(xiàn)一個傳輸格式，實(shí)現(xiàn)一個UE的數(shù)據(jù)流之間優(yōu)的數(shù)據(jù)流之間優(yōu)先級處理；先級處理； 通過動態(tài)調(diào)度為不同的通過動態(tài)調(diào)度為不同的UE間進(jìn)行優(yōu)先間進(jìn)行優(yōu)先級處理；級處理； 把高層來的協(xié)議數(shù)據(jù)單元（把高層來的協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU）復(fù)用）復(fù)用成傳輸塊后發(fā)送給物理層，或者把從物理層

43、成傳輸塊后發(fā)送給物理層，或者把從物理層來的傳輸塊解復(fù)用成高層的來的傳輸塊解復(fù)用成高層的PDU，對于專用，對于專用信道適用于相同信道適用于相同QoS參數(shù)的業(yè)務(wù)，參數(shù)的業(yè)務(wù)，PDU是對是對等協(xié)議層之間進(jìn)行交流的基本數(shù)據(jù)單元；等協(xié)議層之間進(jìn)行交流的基本數(shù)據(jù)單元； 測量邏輯信道業(yè)務(wù)量并向測量邏輯信道業(yè)務(wù)量并向RRC報告，報告，此測量報告有可能引發(fā)對無線承載此測量報告有可能引發(fā)對無線承載/或傳或傳輸信道參數(shù)的重新配置；輸信道參數(shù)的重新配置； 在在RRC層的命令下，層的命令下，MAC子層執(zhí)行子層執(zhí)行傳輸信道類型轉(zhuǎn)換；傳輸信道類型轉(zhuǎn)換； 為在為在RLC子層使用透明模式傳輸?shù)臄?shù)子層使用透明模式傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加

44、密；據(jù)進(jìn)行加密； 為為RACH和和CPCH選擇接入類別和等選擇接入類別和等級。級。 MAC子層由子層由MAC-b、MAC-c/sh和和MAC-d 3個邏輯實(shí)體構(gòu)成，如圖個邏輯實(shí)體構(gòu)成，如圖3-35所所示。示。圖圖3-35 MAC子層結(jié)構(gòu)子層結(jié)構(gòu)（1）RLC子層主要功能子層主要功能 數(shù)據(jù)分段和重組：根據(jù)實(shí)際傳輸格式，數(shù)據(jù)分段和重組：根據(jù)實(shí)際傳輸格式，RLC子層對高層來的長度變化的子層對高層來的長度變化的PDU進(jìn)行進(jìn)行分割成為分割成為RLC的凈負(fù)荷單元，此負(fù)荷單元的凈負(fù)荷單元，此負(fù)荷單元經(jīng)處理后稱為經(jīng)處理后稱為RLC PDU；將低層來的；將低層來的RLC PDU重組為變長的高層重組為變長的高層PD

45、U。 級聯(lián)和填充：服務(wù)數(shù)據(jù)單元（級聯(lián)和填充：服務(wù)數(shù)據(jù)單元（SDU）是）是協(xié)議棧中層與層或?qū)优c子層之間進(jìn)行交流協(xié)議棧中層與層或?qū)优c子層之間進(jìn)行交流的基本數(shù)據(jù)單元。如果的基本數(shù)據(jù)單元。如果RLC SDU中的內(nèi)容中的內(nèi)容不能填滿整數(shù)個不能填滿整數(shù)個RLC PDU，就把下一個，就把下一個RLC SDU的第一段與當(dāng)前的第一段與當(dāng)前RLC SDU的最后的最后一段進(jìn)行級聯(lián)，進(jìn)而構(gòu)成一段進(jìn)行級聯(lián)，進(jìn)而構(gòu)成RLC PDU；當(dāng)不；當(dāng)不能應(yīng)用級聯(lián)而且傳輸?shù)臄?shù)據(jù)不能填滿給定能應(yīng)用級聯(lián)而且傳輸?shù)臄?shù)據(jù)不能填滿給定RLC PDU的大小時，剩下的部分用填充比的大小時，剩下的部分用填充比特填滿。特填滿。 用戶數(shù)據(jù)傳輸和糾錯：用

46、戶數(shù)據(jù)傳輸和糾錯：RLC支持確認(rèn)支持確認(rèn)模式、非確認(rèn)模式和透明模式模式、非確認(rèn)模式和透明模式3種數(shù)據(jù)傳種數(shù)據(jù)傳輸模式；在確認(rèn)模式下，輸模式；在確認(rèn)模式下，RLC通過重傳通過重傳提供糾錯功能。提供糾錯功能。 高層高層PDU順序傳輸和復(fù)制檢測：為采用確順序傳輸和復(fù)制檢測：為采用確認(rèn)模式傳輸?shù)臄?shù)據(jù)提供順序發(fā)送的功能，否認(rèn)模式傳輸?shù)臄?shù)據(jù)提供順序發(fā)送的功能，否則系統(tǒng)支持亂序發(fā)送；復(fù)制檢測收到的則系統(tǒng)支持亂序發(fā)送；復(fù)制檢測收到的RLC PDU，保證合成的高層，保證合成的高層PDU只向上層提供。只向上層提供。 流量控制：接收流量控制：接收RLC實(shí)體可以控制對端信實(shí)體可以控制對端信息發(fā)送的速率。息發(fā)送的速率。

47、 序列檢查：序列檢查用于非確認(rèn)模式，序列檢查：序列檢查用于非確認(rèn)模式，在在RLC PDU被重組到被重組到RLC SDU中時，通中時，通過檢查過檢查RLC PDU中的序列號，檢測錯誤的中的序列號，檢測錯誤的RLC SDU。錯誤的。錯誤的RLC SDU將被丟棄。將被丟棄。 協(xié)議錯誤檢測與恢復(fù)：檢測并糾正在協(xié)議錯誤檢測與恢復(fù)：檢測并糾正在RLC操作中的錯誤并進(jìn)行恢復(fù)。操作中的錯誤并進(jìn)行恢復(fù)。 加密：適用于非透明模式下數(shù)據(jù)傳輸，加密：適用于非透明模式下數(shù)據(jù)傳輸，加密算法與加密算法與MAC子層的方法相同。子層的方法相同。 RLC子層支持子層支持3種傳輸模式：透明模式（種傳輸模式：透明模式（Tr）、）、非

48、確認(rèn)模式（非確認(rèn)模式（UM）和確認(rèn)模式（）和確認(rèn)模式（AM）。透明模式）。透明模式和非確認(rèn)模式的實(shí)體是單向?qū)嶓w，可以配置為發(fā)送和非確認(rèn)模式的實(shí)體是單向?qū)嶓w，可以配置為發(fā)送實(shí)體或者接收實(shí)體；確認(rèn)模式實(shí)體是雙向?qū)嶓w，包實(shí)體或者接收實(shí)體；確認(rèn)模式實(shí)體是雙向?qū)嶓w，包含發(fā)送側(cè)和接收側(cè)，可同時進(jìn)行收發(fā)。含發(fā)送側(cè)和接收側(cè)，可同時進(jìn)行收發(fā)。RLC子層的子層的結(jié)構(gòu)如圖結(jié)構(gòu)如圖3-37所示。所示。圖圖3-37 RLC子層結(jié)構(gòu)子層結(jié)構(gòu) 分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議（分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議（PDCP）子層）子層僅存在于用戶平面，提供分組域業(yè)務(wù)。僅存在于用戶平面，提供分組域業(yè)務(wù)。 高層通過高層通過SAP配置配置PDCP，如圖，如圖3-3

49、8所示。所示。PDCP子層主要功能如下。子層主要功能如下。圖圖3-38 PDCP子層結(jié)構(gòu)圖子層結(jié)構(gòu)圖 （1）分別在接收與發(fā)送實(shí)體對）分別在接收與發(fā)送實(shí)體對IP數(shù)據(jù)流執(zhí)數(shù)據(jù)流執(zhí)行頭壓縮和解壓縮功能。頭壓縮協(xié)議專用行頭壓縮和解壓縮功能。頭壓縮協(xié)議專用于特定的網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層或高層協(xié)議的組于特定的網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層或高層協(xié)議的組合，如合，如TCP/IP和和RTP/UDP/IP等，使網(wǎng)絡(luò)等，使網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議（如層協(xié)議（如IPv4、IPv6等）的引入獨(dú)立于等）的引入獨(dú)立于UTRAN協(xié)議。協(xié)議。 （2）用戶數(shù)據(jù)傳輸，非接入層送來的）用戶數(shù)據(jù)傳輸，非接入層送來的PDCP-SDU與與 RLC實(shí)體間的互相轉(zhuǎn)發(fā)。實(shí)體間的互

50、相轉(zhuǎn)發(fā)。 （3）為無線承載（）為無線承載（RB）提供一個序列號，）提供一個序列號，支持無損的支持無損的SRNC重定位。重定位。 廣播廣播/組播控制協(xié)議（組播控制協(xié)議（BMC）子層僅）子層僅存在于用戶平面，以無確認(rèn)方式提供公存在于用戶平面，以無確認(rèn)方式提供公共用戶的廣播共用戶的廣播/多播業(yè)務(wù)。多播業(yè)務(wù)。 BMC子層結(jié)構(gòu)如圖子層結(jié)構(gòu)如圖3-39所示。所示。BMC主要功能如下。主要功能如下。圖圖3-39 BMC子層結(jié)構(gòu)圖子層結(jié)構(gòu)圖（1）小區(qū)廣播消息的存儲；）小區(qū)廣播消息的存儲；（2）為小區(qū)廣播業(yè)務(wù)進(jìn)行業(yè)務(wù)量檢測和無）為小區(qū)廣播業(yè)務(wù)進(jìn)行業(yè)務(wù)量檢測和無線資源請求；線資源請求；（3）BMC消息的調(diào)度；消息

51、的調(diào)度；（4）向）向UE發(fā)送發(fā)送BMC消息；消息；（5）向高層）向高層NAS傳遞小區(qū)廣播消息。傳遞小區(qū)廣播消息。 RRC層屬于控制平面，層屬于控制平面，UE和和UTRAN間間的控制信令主要是無線資源控制（的控制信令主要是無線資源控制（RRC）層）層消息，控制接口管理和對低層協(xié)議實(shí)體的配消息，控制接口管理和對低層協(xié)議實(shí)體的配置。置。 RRC層主要完成的功能有：接入層層主要完成的功能有：接入層控制、系統(tǒng)信息廣播、控制、系統(tǒng)信息廣播、RRC連接管理、連接管理、無線承載管理、無線承載管理、RRC移動性管理、無線移動性管理、無線資源管理、尋呼和通知、高層信息路由資源管理、尋呼和通知、高層信息路由功能、加

52、密和完整性保護(hù)、功率控制、功能、加密和完整性保護(hù)、功率控制、測量控制和報告等。測量控制和報告等。 RRC層功能實(shí)體如下。層功能實(shí)體如下。 （1）路由功能實(shí)體（）路由功能實(shí)體（RFE）：處理高層消）：處理高層消息到不同的移動管理息到不同的移動管理/連接管理實(shí)體（連接管理實(shí)體（UE側(cè)）或不同的核心網(wǎng)絡(luò)域（側(cè)）或不同的核心網(wǎng)絡(luò)域（UTRAN側(cè)）側(cè)）的路由選擇。的路由選擇。 （2）廣播控制功能實(shí)體（）廣播控制功能實(shí)體（BCFE）：處理）：處理系統(tǒng)信息的廣播。在系統(tǒng)信息的廣播。在RNC中，每個小區(qū)都中，每個小區(qū)都至少有一個至少有一個BCFE。 （3）尋呼及通告控制功能實(shí)體（）尋呼及通告控制功能實(shí)體（PNFE）：控）：控制對還未建立制對還未建立RRC連接的連接的UE的尋呼。在的尋呼。在RNC中，對由這個中，對由這個RNC控制的小區(qū)都至少有一個控制的小區(qū)都至少有一個PNFE實(shí)體