4 WCDMA無線協議結構與信令流程

2022-12-12 17:33:03 字數 4710 閱讀 1199

知識點iu口協議棧結構和功能。

iub口協議棧結構和功能。

iur口協議棧結構和功能。

uu口協議棧結構和功能。

wcdma系統包含無線接入網utran和核心網cn,如圖5.11所示。utran系統的主要介面有:

utran和核心網之間的介面iu

utran和ue之間的介面uu

utran內部,rnc和node b之間的介面iub

utran內部,rnc和rnc之間的介面iur

圖5.11 wcdma系統主要介面

上述介面可以分為兩大類:

地面介面:iu、iub、iur,有通用的協議模型。

空中介面:uu,有單獨的協議模型。

3gpp ts 25.401中定義了utran地面介面協議的通用模型,如圖5.21所示。

從水平方向看,utran地面介面協議的通用模型可以分為無線網路層和傳輸網路層;從垂直方向看,utran地面介面協議的通用模型可以分為傳輸網路控制面和傳輸網路使用者面。

圖5.21 utran地面介面協議的通用模型

如圖5.21所示,在水平面上,utran地面介面協議包含兩層:無線網路層和傳輸網路層。

所有與utran相關的內容只在無線網路層存在;傳輸網路層則描繪了被utran使用的標準傳輸技術(atm技術)的協議結構。這兩層是相互獨立的,utran並沒有對傳輸網路層的技術提出特定的要求。

如圖5.21所示,垂直平面在無線網路層分為控制麵和用平面,在傳輸網路層分為傳輸網路控制面和傳輸網路使用者面。無線網路層的控制面和使用者面的資料都通過傳輸網路的使用者面傳輸。

1. 控制面

控制平面包含各種應用協議,如ranap、rnsap和nbap,以及傳輸應用協議的信令承載。

另外,應用協議也用於建立無線網路層的承載(比如無線接入承載或者無線鏈路)。

承載應用協議的信令承載可能和承載alcap信令的信令承載一樣,也可能不一樣。信令承載總是通過o&m操作建立。

2. 使用者面

使用者平面包括資料流和資料流的承載,每個資料流的特徵都由乙個或多個該介面特定的幀協議來描述。

3. 傳輸網路控制面

傳輸網路控制面不含有任何無線網路層的資訊,它完全處於傳輸層。傳輸網路控制面包含alcap協議,用於建立使用者面的傳輸承載,它也包含了一些承載alcap的信令承載。

傳輸網路控制面工作於控制面和使用者面之間。引入傳輸網路控制面後,無線網路層的應用協議就和使用者麵中承載使用者資料的傳輸技術完全隔離(完全實現了使用者面與控制面的相互隔離)。

需要注意的是,alcap也並不用於建立所有型別的使用者面承載。如果不需要使用到alcap信令互動的話,也就不需要傳輸網路的控制面:如果資料承載是預配置的(不需要alcap動態配置),或者兩個ip utran節點間/ip utran節點和ip cn節點間使用了ip utran選項,則不需要傳輸網路層控制面。

如果使用了傳輸網路層控制面,使用者面的傳輸承載就會按照如下方式建立:首先是控制面應用協議的互動,然後觸發alcap建立使用者面的資料承載。

4. 傳輸網路使用者平面

使用者平面的資料承載和控制平面應用協議的信令承載都屬於傳輸網路使用者平面。在前面的描述中可以看到,在實際操作過程中,傳輸網路層使用者面的資料承載完全受到傳輸網路控制面的控制。但是,建立應用協議信令承載的控制行為是由o&m過程決定的。

本節從以下幾個方面描述utran和cn之間的介面iu口:

iu介面的類別

iu介面的功能

iu介面的物理連線

iu-cs介面的協議棧

iu-ps介面的協議棧

iu-bc介面的協議棧

iu介面控制面應用協議ranap

說明本節中描述的iu介面基於3gpp release 99。

按照不同的連線實體,iu介面可以分為三類:iu-ps(iu packet switched)、iu-cs(iu circuit switched)以及iu-bc(iu broadcast),如圖5.22所示。

iu-cs與iu-ps分別用於將utran連線至電路交換(cs)cn和連線至分組交換(ps)cn。iu-ps是與分組域(ps)核心網之間的介面;iu-cs是與電路域(cs)核心網之間的介面。

iu-bc是與廣播域核心網之間的介面。iu-bc支援小區廣播業務,用於連線utran到cn的廣播域。

圖5.22 iu介面示意圖

在cn側,iu-cs和iu-ps既可以獨立在不同的裝置中,也可以組合在乙個裝置中。在分離式結構下,rnc面向ps和cs域無論是使用者面還是控制面都應該有獨立的信令和使用者資料連線;在組合式結構下,rnc面向ps和cs域,在使用者面各有獨立的使用者資料連線,在控制面有各自獨立的sccp連線。

對於ps域和cs域,每個rnc最多只能連線到乙個cn接入點;而對於bc域,每個rnc可以連線到乙個或多個接入點。

iu介面功能如下:

1. rab管理,包括:rab建立、修改和釋放;將rab特性對映到uu承載;將rab特性對映到iu傳輸承載;rab排隊、預佔和優先順序。

2. iu無線資源管理,包括:無線資源接納控制;廣播資訊管理。

3. iu連線管理,包括:iu信令連線管理;atm虛連線管理;aal2連線建立和釋放;aal5管理;gtp-u隧道管理;tcp管理;緩衝區管理。

4. iu up(rnl)管理,包括:iu up幀協議模式選擇;iu up幀協議初始化。

5. 移動性管理,包括:位置資訊更新功能;切換和重定位功能;rnc間硬切換功能,不使用或不提供iur介面;srns重定位功能;系統間切換(如,gsm-umts)功能;尋呼觸發。

6. 安全管理,包括:資料機密性;無線介面加密;金鑰管理;資料完整性;完整性檢查;完整性金鑰管理。

7. 業務及網路接入,包括:核心網路信令資料傳輸;資料流量報告;ue跟蹤;位置報告。

8. 尋呼協調。

根據3gpp release 99規範的要求,iu介面的物理層介面可採用e1 / j1 / t1 / e2 / j2 / e3/ t3 / stm-0 /stm-1 / stm-4等傳輸技術,應符合itu-t g.703 / g.704 / g.

823 / g.751 / g.824 / g.

957 / g.825 / g.826 / i.

432.2規範和atm forum af-phy-0064.000的要求。

iu-cs介面的協議棧結構如圖5.23所示,其中控制面、使用者面、傳輸網路控制面共享atm傳輸。

圖5.23 iu-cs介面的協議棧結構

iu-cs的控制面的應用協議是ranap,構築在寬頻七号信令之上。各個協議層次依次為信令連線控制部分sccp,訊息傳遞部分mtp3b,信令atm適配層。信令atm適配層又可進一步分為sscf,sscop以及aal5等幾層。

其中sscf除將sccp對映到sscop外,還提供saal連線管理、鏈路狀態以及遠端處理器狀態監視等功能;sscop負責建立和釋放連線,保證信令訊息的可靠傳輸;aal5則將上層協議適配到底層atm信元。

iu-cs的傳輸網路控制面協議棧包括aal2連線建立的信令協議q.2630.1和q.2150.1,它們也承載在寬頻七号信令之上。

iu-cs使用者面協議棧包括iu使用者面協議和aal2。

iu-ps介面的協議棧結構如圖5.24所示,iu-ps的介面協議與iu-cs類似,包括控制面和使用者面,也都承載在atm之上,物理層要求和iu-cs相同。

圖5.24 iu-ps介面的協議棧結構

iu-ps的控制面協議棧與iu-cs不同,ip信令成為一種可以替換寬頻七号信令的選擇,ip信令包括m3ua,sctp以及ip。其中sctp(stream control transmission protocol)是ietf制定的用於在ip網上傳遞各種信令的協議棧,m3ua則提供了sccp到sctp的適配功能。

iu-ps使用者面協議棧包括乙個透明的iu up協議棧以及gtp-u加上ipoa。gtp-u提供了在ip位址上覆用多個使用者的隧道功能。

對於iu-ps來說,不包括傳輸網路控制面,建立gtp隧道所需的ip位址等資訊包含在ranap的rab指派訊息中。

iu-bc介面只有乙個面,如圖5.25所示,包括sabp協議,承載在tcp之上。

圖5.25 iu-bc介面的協議棧結構

sabp協議與gsm中bsc與cbc之間的介面協議基本相當,功能包括小區廣播短訊息的新增、刪除以及狀態查詢等。

3gpp ts 25.413詳細描述了ranap協議,本節從以下幾個方面進行描述:

ranap的業務

ranap的基本過程

【ranap的業務】

ranap提供utran和cn間的信令業務,基於業務接入點(sap),ranap的業務分為三種:

1. 通用控制業務:與rnc和邏輯cn域間的整個iu介面例項有關,通過通用控制sap接入cn。使用無連線的iu信令承載傳送。

2. 通知業務:與特定的ue或特定區域的所有ue有關,通過通知sap接入cn。使用無連線的iu信令承載傳送。

3. 專用控制業務:與特定的乙個ue相關,通過專用控制sap接入cn。提供這些業務的ranap功能與ue的iu信令連線相關。使用面向連線的iu信令承載傳送。

【ranap的基本過程】

基本過程(ep):ranap協議由基本過程構成,基本過程是分別定義的rns和cn間互動的功能單元,目的是以一種靈活的方式來構建完全序列。基本過程之間可以被並行且獨立地呼叫(除非被限制規定)。

ranap的基本過程分為三類:

class 1:如果成功時,會收到一條成功響應訊息;如果不成功,有一條或者沒有響應訊息。class 1的eps如表5.21所示。

表5.21 ranap class 1的eps

class 2:不管成功與否,都沒有響應訊息。class 2的eps如表5.22所示。

WCDMA無線網路RF部分

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目錄摘要 1 第1章緒論 2 第2章無線網路優化的意義 3 2.1 無線網路優化的必要性 3 2.2 無線網路優化的分類和意義 3 第3章 wcdma網路優化存在的問題及優化流程 5 3.1 wcdma網路的特點 5 3.2 wcdma 網路優化存在的問題 5 3.3 wcdma 網路優化流程 6 ...

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