接入网的基本结构与接口.ppt

雅讯培训部,,接入网的基本结构与接口,课程目标,课程内容,第三代移动通信系统的网络结构 UTRAN系统结构 UTRAN通用协议结构模型,UMTS物理结构模型,UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)，通用移动通信系统,UMTS物理结构模型,一般的UMTS的物理结构分为两个域 用户设备域 基本结构域 用户设备是用户用来接入UMTS业务的设备，用户设备通过无线接口与基本结构相连接。基本结构由物理节点组成，这些物理节点完成终止无线接口和支持用户通信业务需要的各种功能。基本结构是共享的资源，它为其覆盖区域内的所有授权用户提供服务。,UMTS的系统结构,UMTS通用移动通信系统与第二代移动通信系统在逻辑结构方面基本相同。如果从功能上看，可以分成一些不同功能的子网(Subnetwork),主要包括核心网和无线接入网RAN(RadioAccess Network)两部分。核心网主要处理UMTS系统内部所有的话音呼叫、数据连接和交换，以及与外部其它网络的连接和路由选择。无线接入网完成所有与无线有关的功能。这两个子网与用户终端设备(User Equipment,UE)一起构成了完整的UMTS系统。,IMT-2000系统结构,课程内容,第三代移动通信系统的网络结构 UTRAN系统结构 UTRAN通用协议结构模型,UTRAN总体结构图,UTRAN组成结构,RNC（Radio Network Controller）无线网络控制器 主要负责接入网无线资源的管理,包括接纳控制、功率控制、负载控制、切换和包调度等方面。通过RRC（无线资源管理）协议执行的相应进程来完成这些功能。 注：RNC涉及以下几个概念：,UTRAN组成结构,SRNC：即服务RNC，主要是针对一个移动用户而言，SRNC负责启动/终止用户数据的传送、控制和CN的Iu联接以及通过无线接口协议和UE进行信令交互。SRNC执行基本的无线资源管理操作，如将无线接入承载（RAB）参数转化成Uu接口的信道参数、切换判决和外环功控等。 DRNC：漂移RNC，是指除SRNC之外的其他RNC；控制UE使用的小区资源，可以进行宏分集合并、分裂。和SRNC不同的是，DRNC不对用户平面的数据进行层2的处理，而在Iub和Iur接口间进行透明的数据传输；一个UE可以有一个或多个DRNC。 CRNC：控制RNC，管理整个小区的资源；用户专用信道的数据调度由SRNC完成，而公共信道上的数据调度在CRNC中进行。,UTRAN组成结构,NodeB 主要功能是进行空中接口的物理层处理，如信道交织和编码、速率匹配和扩频等等。同时它也执行无线资源管理部分的内环功控。,UTRAN的主要功能,主要功能列表 传输用户数据； 系统消息调度； 数据的加/解密和信令的完整性保护； 切换、SRNS重定位及终端定位等的移动性方面； 整个接入网的无线资源管理； 网络同步； 广播/多播的消息调度及流控； 业务量报告。,UTRAN通用协议模型,课程内容,第三代移动通信系统的网络结构 UTRAN系统结构 UTRAN通用协议结构模型,UTRAN通用协议模型,从水平方向上可以分为传输网络层和无线网络层； 从垂直方向上则包括以下四个平面： 控制平面：包含应用层协议，如：RANAP、RNSAP、NBAP和传输层应用协议的信令承载。 用户平面：包括数据流和相应的承载，每个数据流的特征都由一个和多个接口的帧协议来描述。 传输网络层控制平面：包括为用户平面建立传输承载（数据承载）的ALCAP协议，以及ALCAP需要的信令承载。 传输网络层用户平面：用户平面的数据承载和控制平面的信令承载都属于传输网络层的用户平面。,RANAP协议,RANAP是Iu接口的信令协议，它包含所有特定于无线网络层的控制消息。 从消息的传送方式上看，基本过程可以分为两类：面向连接型和无连接型。前者在属于特定UE的专用信令连接上传送，后者在公共的信令连接上传送。,空中接口Uu,空中接口Uu,无线接口从协议结构上可以划分为三层： 物理层（L1） 数据链路层（L2） 网络层（L3） L2和L3划分为控制平面（C-平面）和用户平面（U-平面）。 RLC和MAC之间的业务接入点（SAP）提供逻辑信道，物理层和MAC之间的SAP提供传输信道。RRC与下层的PDCP、BMC、RLC和物理层之间都有连接，用以对这些实体的内部控制和参数配置。,Iub口,Iub接口是RNC和Node B之间的接口，完成RNC和Node B之间的用户数据传送、用户数据及信令的处理和Node B逻辑上的O&M等。它是一个标准接口，允许不同厂家的互联。 功能：管理Iub接口的传输资源、Node B逻辑操作维护、传输操作维护信令、系统信息管理、专用信道控制、公共信道控制和定时以及同步管理。,Iu口,Iu接口是连接UTRAN和CN的接口，也可以把它看成是RNS和核心网之间的一个参考点。它将系统分成用于无线通信的UTRAN和负责处理交换、路由和业务控制的核心网两部分。 结构：一个CN可以和几个RNC相连，而任何一个RNC和CN之间的Iu接口可以分成三个域：电路交换域（Iu-CS）、分组交换域（Iu-PS）它们有各自的协议模型。,Iu口逻辑结构,Iu接口功能,功能：Iu接口主要负责传递非接入层的控制信息、用户信息、广播信息及控制Iu接口上的数据传递等。其主要功能如下： 1、RAB管理功能 主要负责RAB的建立、修改和释放，并完成RAB特征参数数的映射。 2、无线资源管理功能 在RAB建立时执行用户身份的鉴定和无线资源状况的分析，并据此接受或拒绝该请求。 3、连接管理功能 负责UTRAN和CN之间的Iu信令连接的建立和释放，为UTRAN和CN之间的信令和数据传输提供可靠的保证。,Iu接口功能,4、用户平面管理功能 基于RAB的特性提供用户平面相应的模式：透明模式或支持模式；并根据不同的模式决定其帧结构。 5、移动性管理 跟踪终端当前位置信息和对终端进行寻呼。 6、安全功能 在信令和用户数据传输的过程中对其进行加密并校验其完整性；对用户的身份和权限进行审核。,RRC状态转换图,RRC状态图,UE的工作模式,UE有两种基本的运行模式： 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； 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-PCH,UE在连接模式下的状态,Cell-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 Cell-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RACH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。,UE在连接模式下的状态,Cell-PCH UE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。 URA-PCH UE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