td-scdma
無線介面協議與信令流程
關鍵字：
無線介面協議
摘要：本文描述了uu介面、空口相關信令流程
縮略語：
參考資料：
【1】 3gpp ts 25.331: "rrc protocol specification"
【2】 3gpp ts 25.922: "radio resource management strategies "
【3】 3gpp ts 25.931: "utran functions, examples on signalling procedures"
【4】 3gpp tr 21.905: "vocabulary for 3gpp specifications"
【5】 td-scdma第三代移動通訊系統標準李世鶴人民郵電出版社
【6】 td-scdma第三代移動通訊系統、信令及實現李小文等人民郵電出版社
目錄1 引言 4
2 網路結構與介面 5
3 相關協議 6
3.1 rrc協議 6
3.2 ue狀態與狀態躍遷 6
3.2.1 idle狀態 7
3.2.2 cell_dch狀態 7
3.2.3 cell_fach狀態 7
3.2.4 cell_pch狀態 8
3.2.5 ura_pch狀態 8
3.2.6 狀態躍遷 8
3.3 介面模型 9
3.3.1 通用介面模型 9
3.3.2 uu口介面協議結構 9
4 空口信令流程 11
4.1 尋呼傳送流程 11
4.2 rrc連線建立與直傳過程 12
4.3 rb連線過程 13
4.4 rb重配置過程 14
4.5 測量控制與測量報告 15
在td-scdma系統中，無線介面就是uu介面，也可稱作空中介面（air inte***ce）。本文介紹空口的相關協議，ue狀態和狀態躍遷，以及信令流程中與空口相關的過程。
umts與第二代移動通訊系統在邏輯結構方面基本相同。從功能上看可以分成不同功能的子網，包括核心網（cn）、無線接入網（utran）和使用者裝置（ue）三部分組成。
圖 21 umts網路結構圖
td-scdma系統的網路介面主要有uu介面、iub介面、iur介面和iu介面。
uu介面，即空中介面，是指移動終端和接入網之間的介面。uu介面主要用來傳輸使用者資料、或是相關信令，對應分為使用者平面和控制平面。
iub介面是rnc和node b之間的介面，完成rnc和node b之間的使用者資料傳送、使用者資料及信令的處理和node b邏輯上的o&m等。
iur介面是兩個rnc之間的邏輯介面，用來傳送rnc之間的控制信令和使用者資料。
iu介面是連線utran和cn的介面，也可以把它看成是rns和核心網之間的乙個參考點。它將系統分成用於無線通訊的utran和負責處理交換、路由和業務控制的核心網兩部分。
業務建立過程，需要cn/rnc/nodeb/ue共同參與，信令在這些網元之間互動，但是在不同的介面，觀察到的相關信令是不同的。
rrc（radio resource control）協議是ue和utran之間的重要協議，其協議結構圖如圖 5.21。
圖 31 rrc協議結構圖
ue有兩種基本執行模式：空閒模式和連線模式。ue開機後停留在空閒模式下。
通過非接入層表示，如：imsi，p-tmsi，tmsi等標識來區分。utran不保留空閒模式下的ue資訊。
僅能夠尋呼lac區中的所有ue或同一尋呼時刻的所有ue。當ue完成rrc連線建立後，才會從空閒模式轉移到連線模式，cell-fach或cell-dch。當rrc連線釋放後ue從連線模式到空閒模式。
ue連線模式共有四種狀態：cell-pch，ura-pch，cell-fach，cell-dch。
圖 32 ue狀態和狀態的躍遷
ue開機後，在乙個小區中讀取系統訊息，監聽尋呼資訊，處於idle狀態。在idle狀態下，ue的所有連線在接入層都是關閉的，ue的識別通過非接入層標識（如imsi、tmsi和p-tmsi）來區別。utran中沒有為處於空閒模式的ue建立上下文，如果要定址乙個特定的ue，只能在乙個小區內向所有的ue或向監聽同一尋呼時段的多個ue傳送尋呼訊息。
cell_dch狀態的基本特徵是，ue被分配了專用的物理通道。在該狀態下，除了上下行專用物理通道dpch外，ue還可能被分配物理上下行共享通道pusch和/或pdsch。根據utran的分配情況，ue可以使用專用傳輸通道dch、上行共享傳輸通道usch、下行共享傳輸通道dsch，以及這些傳輸通道的組合。
utran根據當前的啟用通道集知道該ue已經處在小區識別等級上。
cell_fach狀態的基本特徵是，ue與utran之間不存在專用物理通道連線，ue在下行方向將連續監視fach傳輸通道，而在上行方向可以使用公共或共享傳輸通道（如rach），ue在任何時候都可以在相關傳輸通道上發起接入過程。根據utran的分配情況，ue在此狀態下可以使用usch或dsch傳輸通道，utran也可以根據ue最後一次執行的小區更新過程，知道ue當前所處的小區。
如果ue選擇了乙個新的小區，ue將把當前的位置資訊通過小區更新過程報告給utran。utran也可以在fach上直接給ue傳送資料，而不必先發起尋呼。utran將把系統資訊的變化通過相應的排程資訊在fach上及時地廣播給ue，以便ue重新讀取相應的系統資訊。
cell_pch狀態的基本特徵是：ue與utran之間不存在專用物理通道連線，而且ue也不可以使用任何上行物理通道。在該狀態下，ue為節省功耗，可以使用drx方式去監聽pich所指示的pch通道。
utran根據ue上次在cell_fach狀態下執行的最後一次小區更新過程，知道ue當前所處的小區。
如果ue需要傳送上行資料（響應尋呼或者發起呼叫），必需先從cell_pch狀態轉移到cell_fach狀態。在該狀態下，rrc子層通過小區重選過程執行連線移動性管理。
ura_pch狀態的基本特徵是：ue與utran之間不存在專用物理通道連線，而且ue也不可以使用任何上行物理通道。在該狀態下，ue為節省功耗，可以使用drx方式去監聽pich所指示的pch通道。
utran根據ue上次在cell_fach狀態下執行的最後一次ura更新過程，知道ue當前所處的ura。
如果ue需要傳送上行資料（響應尋呼或者發起呼叫），必需先從ura_pch狀態轉移到cell_fach狀態。在該狀態下，rrc子層通過小區重選過程執行連線移動性管理。
空閒模式與連線模式的躍遷在ue發起rrc連線請求後，ue從空閒模式轉移到連線模式下的cell_dch狀態或者cell_fach狀態。如果連線建立失敗，則返回空閒模式。在ue發起釋放rrc連線請求後，ue從cell_dch狀態或者cell_fach狀態下轉移到空閒模式。
(1) cell_dch狀態與cell_fach狀態的躍遷
ue可以在cell_fach狀態下通過建立乙個專用物理通道而進入cell_dch狀態。而處於cell_dch狀態的ue也可以通過釋放所有的專用物理通道而進入cell_fach狀態。
(2) cell_dch狀態與cell_pch（ura_pch）狀態的躍遷
cell_dch狀態下的ue執行重配置過程，根據來自utran的指示，可以進入cell_pch狀態或者ura_pch狀態。但是，處於cell_pch狀態或者ura_pch狀態的ue不能直接躍遷到cell_dch狀態，必需先躍遷到cell_fach狀態。
(3) cell_fach狀態與cell_pch（ura_pch）狀態的躍遷
處於cell_pch（ura_pch）狀態下的ue，如果小區（ura）重選時選擇了乙個新的小區（ura），則ue將躍遷到cell_fach狀態，並在新的小區發起小區（ura）更新過程。在小區（ura）更新過程完成後，如果utran和ue都沒有資料要傳送，則ue將回到cell_pch（ura_pch）狀態。
圖 33 通用介面模型
圖 34 協議結構圖
◆ bmc提供：在無線介面的使用者平面提供廣播多播的傳送服務，用於將來自於廣播域的廣播和多播業務適配到空中介面
◆ pdcp提供：分組資料傳輸服務
◆ rrc提供：系統資訊廣播、尋呼控制、rrc連線控制等功能
◆ rlc： 提供使用者和控制資料的分段和重傳服務，分為透明傳輸tm、非確認傳輸um、確認傳輸am三類服務
◆ mac：邏輯通道到傳輸通道的對映，提供資料傳輸服務。主要包括mac-b, mac-c, mac-d三種實體
◆ 邏輯通道：直接承載使用者業務；根據承載的是控制平面業務還是使用者平面業務分為兩大類，即控制通道和業務通道。
◆ 傳輸通道：由l1提供給高層的服務，根據在空中介面上如何傳輸及傳輸什麼特性的資料來定義的。傳輸通道一般可分為兩組：
公共通道(針對所有使用者的公共資訊)和專用通道(針對特定使用者的專用資訊)
物理通道：各種資訊在無線介面傳輸時的最終體現形式，每一種使用特定的載波頻率、碼（擴頻碼和擾碼）以及載波相對相位都可以理解為一類特定的通道。
圖 41 尋呼流程
rnc根據ue的狀態決定使用尋呼的型別。對於idle狀態的ue，使用paging type 1；對於連線狀態的ue，使用paging type 2。
圖 42 rcc連線建立與直傳流程
◆ ue的rrc實體收到非接入層實體的業務請求，在prach上傳送rrc connection request訊息，向網路層表明ue要發起一次業務；
◆ rnc配置好rnc側的l1和l2實體之後，給ue傳送rrc connection setup訊息，將l1和l2引數傳送給ue；
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