WCDMA--基本信令流程课件.ppt
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- WCDMA_ 基本 流程 课件
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1、WCDMA基本信令流程基本信令流程12课程目标课程目标l了解了解UTRAN的相关接口协议和功能的相关接口协议和功能l了解无线侧的基本信令流程和基本了解无线侧的基本信令流程和基本呼叫流程呼叫流程学习完本课程,您将能够:学习完本课程,您将能够:3课程内容课程内容第一章第一章 UTRAN网络结构网络结构第二章第二章 UTRAN接口协议和功能接口协议和功能第三章第三章 基本信令流程基本信令流程第四章第四章 基本呼叫流程基本呼叫流程4UTRANUMTS Terrestrial Radio Access NetworkCNCore NetworkUEUser EquipmentIuUTRANUEUu CN
2、UMTS体系体系结构结构5RNSRNCRNSRNCCore NetworkNode BNode BNode BNode BIuIuIurIubIubIubIubUTRAN体系结构体系结构UMTS网络单元构成示意图网络单元构成示意图67ApplicationProtocolDataStream(s)ALCAP(s)TransportNetworkLayerPhysical LayerSignallingBearer(s)TransportUserNetworkPlaneControl PlaneUser PlaneTransportUserNetworkPlaneTransport Networ
3、kControl PlaneRadioNetworkLayerSignallingBearer(s)DataBearer(s)接口协议结构的原则是层与平面在逻辑上相互独立,如果需要,在将来的协议版本接口协议结构的原则是层与平面在逻辑上相互独立,如果需要,在将来的协议版本协议层、甚至一个平面内的所有层可以改变。协议层、甚至一个平面内的所有层可以改变。UTRAN接口的一般协议模型接口的一般协议模型8TEMTUTRANCN IuEDGENODECNGatewayTEUMTSUTRAFDD/TDDServicePhysicalBearerServiceRadioBearerServiceIuBeare
4、rServiceBackboneNetworkServiceRadio Access BearerServiceCN BearerServiceUMTS BearerServiceTE/MTLocal BearerServiceExternalBearerServiceEnd-to-End ServiceUTRAN radio interfaceBearer service:承载业务。具有能力、延迟、BER的信息传播途径。UMTS承载分层结构承载分层结构9UE的工作模式的工作模式lUE有两种基本的运行模式:空闲模式和连接模式l空闲模式:UE处于待机状态,没有业务的存在,UE和UTRAN之间没有
5、连接,UTRAN内没有任何有关此UE的信息;通过非接入层标识如IMSI、TMSI或P-TMSI等标志来区分UE;l连接模式:当UE完成RRC连接建立时,UE才从空闲模式转移到连接模式;在连接模式下,UE有4种状态:Cell-DCH,Cell-FACH,Cell-PCH,URA-PCH10UE在连接模式下的状态在连接模式下的状态lCell-DCH:UE处于激活状态,正在利用自己专用的信道进行通信,上下行都具有专用信道,UTRAN准确的知道UE所位于的小区中lCell-FACH UE处于激活状态,但是上下行都只有少量的数据需要传输,不需要为此UE分配专用的信道,下行的数据在FACH上传输,上行在R
6、ACH上传输,下行需要随时监听FACH上是否有自己的信息,UTRAN准确的知道UE所位于的小区,保留了UE所使用的资源,所处的状态等信息。11UE在连接模式下的状态在连接模式下的状态lCell-PCHUE上下行都没有数据传送,需要监听PICH,以便收听寻呼,因此UE此时进入非连续接收,可有效的节电。UTRAN准确的知道UE所位于的小区,这样,UE所位于的小区变化后,UTRAN需要更新UE的小区信息。lURA-PCHUE上下行都没有数据传送,需要监听PICH,进入非连续接收,UTRAN只知道UE所位于的URA(UTRAN Registration Area,一个URA包含多个小区),也就是说,U
7、TRAN只在UE位于的URA发生变化后才更新其位置信息,这样更加节约了资源,减少了信令。12CELL_DCHCELL_FACHCELL_PCHURA_PCHIDLEDEAD-搜索网络(PLMN)-“驻扎”小区(camp on)-侦听paging channel-小区重选-专用信道-Radio bearers传输业务-高层信令触发(CN)-减少活动,DRX,节电RRC connection这些状态只用与这些状态只用与UTRAN与与UE,对,对CN来说,这些状态是透明来说,这些状态是透明的的 UE状态示意图状态示意图13Serving RNC与与Drift RNCCNSRNCDRNCIuIurl在
8、WCDMA系统中,由于Iur接口的引入而产生了SRNC/DRNC的概念。l SRNC和DRNC都是对于某一个具体的UE来说的,是逻辑上的一个概念。l 简单的说,对于某一个UE来说,其与CN之间的连接中,直接与CN相连,并对UE的所有资源进行控制的RNC叫该UE的SRNC。l UE与CN之间的连接中,与CN没有连接,仅为UE提供资源的RNC叫该UE的DRNC。l 处于连接状态的UE必须而且只能有一个SRNC,可以有0个或者多个DRNC14CRNCCRNCIubNode BCellCellCellNode B.CNIulCRNC是对于某一个Node B(或者Cell)来说的l直接和某Node B相
9、连接,对该Node B资源的使用进行控制的RNC叫该Node B的Control RNCl一个Node B有且只能有一个CRNClCRNC对其控制的所有Node B的资源进行合理的分配和使用15Source RNC与与Target RNCCNCNSource RNCTargetRNCServingRNCIuIuIurRNClSRNS Relocation就是将某个UE的SRNC的角色由一个RNC转到另外一个 RNC的过程.l SRNS Relocation前,该UE的SRNC(Serving RNC)叫Source RNC,即将承担SRNC角色的目标RNC叫Target RNC.l Sourc
10、e RNC和Target RNC是在一次SRNS Relocation过程中对于不同RNC的称谓.16思考题思考题lUTRAN网络具有哪些接口?lUE具有哪些工作模式?lServing RNC、Drift RNC、CRNC、Source RNC、Target RNC的区别是什么?17本章小结本章小结l本章主要介绍了UTRAN网络的一些基本知识。18课程内容课程内容第一章第一章 UTRAN网络结构网络结构第二章第二章 UTRAN接口协议和功能接口协议和功能第三章第三章 基本信令流程基本信令流程第四章第四章 基本呼叫流程基本呼叫流程19第二章第二章 UTRAN接口协议和功能接口协议和功能20Cor
11、e Network(CN)UTRANNode BNode BNode BNode BRNCIu Interface“Iu-BC”“Iu-CS”BCDomainCSDomainPSDomain“Iu-PS”RNCIu接口体系结构接口体系结构21Physical(Full Rate E1 or STM1 Optical)ATM Lower LayersAAL2AAL5-SAAL NNIMTP3-BIPQ.2150Q.2630Q.AAL2Frame ProtocolUnrestricted DigitalVoice DataSCCPRANAPUDPGTP-UPacketBearerCSBearerP
12、SBearerControlSignalingRANAP:Radio Access Network Application PartIu接口协议栈结构接口协议栈结构22u移动性管理功能l位置区报告lSRNS RelocationlRNC间硬切换和系统间切换u无线接入承载(RAB)管理功能lRAB的建立,更改,释放uIu数据传输l正常数据传输l异常数据传输lUE-CN连接信息的透明传输Iu接口功能(接口功能(1)23u寻呼(Paging)uIu释放u安全性模式控制u过载控制u公共UE ID(IMSI)的管理uIu信令跟踪管理uIu接口异常管理uCBS(Cell Broadcast Service
13、)控制Iu接口功能(接口功能(2)24第二章第二章 UTRAN接口协议和功能接口协议和功能25Radio User PlaneIur Control PlaneDrift Radio Network SystemRadioLinkRadioLinkRadioLinkIurControlPortRadioLinkRadioLinkRadioLinkServing Radio Network SystemCellCellIurDCHDataPortRACH/FACHTraffic ContextsWith attributesIurDCHDataPortIurDSCHDataPortIurTDD
14、USCHDataPortIurDSCHDataPortIurRACH/CPCHFDD/FACHDataPortIurRACH/CPCHFDD/FACHDataPortIurDataPortTDD USCHIur接口逻辑模型接口逻辑模型26Physical(Full Rate E1 or STM1 Optical)ATM Lower LayersAAL2AAL5-SAAL NNIMTP3-BQ.2150Q.2630Q.AAL2Frame ProtocolUnrestricted DigitalVoice DataSCCPRNSAPRLC/MACCSBearerControlSignalingRN
15、SAP:Radio Network Subsystem Application PartIur接口协议栈结构接口协议栈结构27u支持RNC间移动性的基本功能l支持SRNC relocationlRNC间的Cell Update和URA UpdatelRNC间寻呼l报告协议错误u专用信道功能l切换时,在DRNC中建立、更改、释放专用信道lIur接口上DCH传输块的传输l通过专用测量报告过程和过虑控制管理DRNS中的无线链路lRL的管理,压缩模式的管理Iur接口功能接口功能28u公共信道功能lIur接口上公共传输信道的建立,删除,公共传输信道用于传输DRNC中处于公共信道状态UE的信息 l将MAC
16、-d和MAC-c相分离lMAC-d和MAC-c之间的流控u全局资源管理(Global Resource Management)lRNC间公共测量lRNC间Node B定时信息传输Iur接口功能接口功能29第二章第二章 UTRAN接口协议和功能接口协议和功能30Physical(Full Rate E1 or STM1 Optical)ATM Lower LayersAAL2AAL5-SAAL UNINBAPQ.2150Q.2630Q.AAL2Frame ProtocolRLC/MACRRCMSSignalingCC/MM/RRUnrestrictedDigital/VoicePacketCSB
17、earerPSBearerControlSignalingNBAP:Node B Application PartRRC:Radio Resource ControlRLC:Radio Link ControlMAC:Medium Access ControlIub接口协议栈接口协议栈31u公共功能l公共传输信道管理lIub公共信道数据传输lNodeB逻辑O&M(小区配置,故障管理,闭塞等维护功能)l系统信息管理l公共测量l资源核查l异常管理l定时和同步管理Iub接口功能(接口功能(1)32u专用功能l专用传输信道管理l无线链路(RL)监控l专用测量管理l定时和同步管理l上行外环功控lIub专
18、用数据传输l下行功率漂移的平衡l压缩模式控制Iub接口功能(接口功能(2)33第二章第二章 UTRAN接口协议和功能接口协议和功能34L 3controlcontrolcontrolcontrolLogicalC hannelsT ransportC hannelsC-plane signallingU-plane inform ationPH YL 2/M A CL 1R LCD CN tG CL 2/R L C M A CR LCR LCR LCR LCR LCR LCR LCD uplication avoidanceU uS boundaryB M CL 2/B M CR R Ccon
19、trolPD C PPD C PL 2/PD C PD CN tG CUu接口协议栈结构接口协议栈结构35u传输信道复用和码组合信道解复用u码组合传输信道到物理信道的映射u宏分集合并/分发和软切换执行u传输信道错误检测,并向高层指示uFEC编解码和交织/去交织u速率匹配u功率加权和物理信道合并u闭环功率控制u开环功控Uu接口接口L1功能(功能(1)36u调制/解调和扩频/解扩u频率和时间(chip,bit,slot,frame)同步u测量并向高层指示u压缩模式支持u收发分集u其他基带处理功能Uu接口接口L1功能(功能(2)37 AS L2 GC Nt DC RRC(L3)RLC PHY(L1)
20、PDCP BMC MAC 逻辑信道逻辑信道 传输信道传输信道Control SAPs Control SAP Radio (Access)Bearers 物理信道物理信道 MAC:媒体接入控制媒体接入控制38u逻辑信道到传输信道的映射u根据瞬时数据速率选择传输格式uUE内不同数据流的优先级处理u动态调度UE之间优先级处理u公共传输信道上标示不同UEu在公共传输信道上,复用/分解高层PDU进入/从传输块集,该传输块集来自/发送到物理层u在专用传输信道上,复用/分解高层PDU进入/从传输块集,该传输块集来自/发送到物理层u业务量测量u动态传输信道类型切换u加密MAC功能功能39XORTranspo
21、rt Channels(L1 Characteristics Dependent)PCHBCHFACHRACHDCHS-CCPCHP-CCPCHPhysical ChannelsPRACHDPDCHLogical Channels(Data Dependent)PCCHDCCHDTCHDecicatedLogicalChannelCipherOnBCCHCCCHCTCHHigher Layer dataPagingSystemInfoSignallingCellBroadcastServiceSignallingandUser dataDTCHDTCHMAC:逻辑信道映射逻辑信道映射(UE)4
22、0l通过变更每TTI(Transmission Time Interval,为10ms整数倍)内传送量来控制瞬时比特速率lTransport Block(TB):从逻辑信道上来的需要传送的一个比特序列lTransport Block Size:TB的大小lTransport Block Set:在一个TTI中传送的一组TB(从逻辑信道上复用)lTransport Block Set Size:TBS中包含所有的比特长度Transport Block,TB#1TB#2TB#nTransport Block SizeTransport Block SetTransport Block Set Si
23、ze=Transport Block Size x NTransport Time Interval,TTItMAC:Transport Formation Selection41TFCSlTransport Format(TF)定义定义Transport Block Set(Transport Block Size,Transport Block Set Size)TrCH#1TFSTFTrCH#2 TrCH#3 TrCH#4TFCTransport Format Set(TFS):一个传输信道可能的TF集合MAC在每个TTI选择其中的一个TFTransport Format Combina
24、tion(TFC):每个TTI,不同传输信道选定的TF的集合Transport Format Combination Set(TFCS):定义所有TFC可能的组合情况这样MAC能够进行不同传输信道的动态传输速率控制MAC:Transport Formation Selection42 AS L2 GC Nt DC RRC(L3)RLC PHY(L1)PDCP BMC MAC Control SAPs Control SAP Radio (Access)Bearers 逻辑信道逻辑信道 传输信道传输信道物理信道物理信道 RLC:无线链路控制无线链路控制43u 分段、组装和填充u 用户数据传输u
25、使用不同的传输模式进行差错纠正u 顺序传递高层PDU、复制检查u 流量控制u 序列号检查(UM)u 协议错误检测和恢复u 加密u 挂起/恢复功能RLC功能功能44 AS L2 GC Nt DC RRC(L3)RLC PHY(L1)PDCP BMC MAC 逻辑信道逻辑信道 传输信道传输信道Control SAPs Control SAP Radio (Access)Bearers 物理信道物理信道 PDCP:分组数据转换协议:分组数据转换协议BMC:广播多播控制协议:广播多播控制协议45u映射网络PDU从网络协议到RLC协议u头压缩/解压缩,以减少上层数据中的冗余控制信息,提高空中接口传输效率
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