TD-SCDMA信令流程.ppt

td-scdma信令流程 日讯科技 课程内容 td-scdma无线网络接口协议栈结构 td-scdma无线网络基本信令流程 td-scdma系统结构 rnsrns nodebnodebnodebnodeb rnc cn rnc iuiu iur iub iub iubiub ue uu td-scdma网络接口 uu接口 通过无线方式通信方式连接移动设备域与无线接入网 域 iub接口 完成rnc和node b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 iur接口 传送rnc之间的控制信令和用户数据 iu接口 连接ran和cn，将系统分成用于无线通信处理的 ran和用于处理交换、路由、业务控制的cn两部分 rnc无线网络控制面处理协议 uu接口协议结构 无线接口物理层功能 物理层是空中接口的最底层，支持比特流在物理介质上 的 传输。物理层与层2 的mac子层及层3的rrc子层相连。 物理层向mac 层提供不同的传输信道，传输信道定义了 信息是如何在空中接口上传输的。物理信道在物理层定 义，物理层受rrc 的控制。 物理层向高层提供数据传输服务，这些服务的接入是通 过 传输信道来实现的。 无线接口mac子层功能 媒体接入控制子层mac 位于物理层之上，主要是在物理层 提供的传输信道和向rlc 层提供服务的逻辑信道之间进行 信道映射，同时也为逻辑信道选择合适的传输格式（tf） 。 概括地讲，mac 的主要功能如下： 逻辑信道与传输信道之间的信道映射，mac 负责将逻辑 信道映射到适当地传输信道上； 根据业务速率，mac 为每个传输信道选择合适的传输格 式； ue 数据流之间的优先级处理； ue 之间的优先级处理； 业务量测量； 动态传输信道类型切换； 加密。 无线接口rlc子层功能 无线链路控制协议rlc 层位于mac 层之上，主要执行的功 能有： 分段/重组；级联；填充 错误纠正 流量控制 协议错误检测与恢复 加密 pdcp子层和bmc子层功能 分组数据汇聚协议层（pdcp）存在于用户平面，只处理 分组（ps）业务。 广播/多播控制（bmc）是仅存在于用户平面l2 的一个 子层，它位于rlc 层之上。l2/bmc 子层对于除了广播/ 多播之外的所有业务均是透明的。 无线子层rrc层功能 无线资源控制协议rrc（radio resource control）是 utran 中高层协议的核心规范，其中包括了ue 和 utran 之间传递的几乎所有的控制信令， 以及ue 在各 种状态下无线资源使用情况、测量任务和执行的操作。 rrc 对无线资源进行分配并发送相关信令。ue 和 utran 之间控制信令的主要部分是rrc 消息。rrc 消 息承载了建立、修改和释放层2 和物理层协议实体所需的 全部参数，同时也携带了nas（非接入层）的一些信令 ，如mm、cm、sm 等。 uu接口协议结构 l2分为控制平面（c-平面）和用户平面（u-平面）。在 控制平面中包括媒体接入控制mac和无线链路控制rlc 两个子层；在用户平面除mac和rlc外，还有分组数据 会聚协议pdcp和广播/多播控制协议bmc。 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。 uu接口协议结构 l3也分为控制平面（c-平面）和用户平面（u-平面）。 在控制平面上，l3的最低层为无线资源控制（rrc）， 它属于接入层（as），终止于ran。移动性管理（mm ） 和连接管理（cm）等属于非接入层（nas），其中cm 层还可按其任务进一步划分为呼叫控制（cc）、补充业 务（ss）、短消息业务（sms）等功能实体。接入层通 过业务接入点（sap）承载上层的业务，非接入层信令 属 于核心网功能。 uu接口用户平面协议结构图 uu接口控制平面协议结构图 td-scdma地面接口通用协议模型 地面接口通用协议模型水平方向 utran 从层次上可以分为无线网络层和传输网络层 两部分：无线网络层和传输网络层。 utran 涉及的内容都是相关无线网络层的；传输网 络层使用标准的传输技术，根据utran 的具体应用 进行选择。 地面接口通用协议模型垂直方向 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：为传输层内的所有控制信令服务 ，不包含任何无线网络层信息。它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。 iub接口协议栈结构 iub接口控制平面nbap nbap 基本过程分为公共过程和专用过程，分别对应公共 链路和专用链路的信令过程。 公共nbap 主要功能如下： - 公共传输信道控制和tdd 模式下共享信道配置； - 小区配置及tdd 模式下的小区同步控制； - 初始化和报告小区或nodeb 相关测量； - 错误管理。 专用nbap 主要功能如下： - 为特定的ue 增加、释放以及重新配置无线链路； - 专用信道控制； iub接口用户平面fp 用户平面iub fp是用来传输通过iub 接口上的公共传输 信道和专用传输信道数据流的协议。主要功能是把无线 接口的帧转化成iub 接口的数据帧，同时产生一些控制帧 进行相应的控制。 nodeb内部协议转换 iu-cs接口协议栈结构 iu-ps接口协议栈结构 几个概念 rrc连接 rrc连接是ue与utran的rrc协议层之间建立的一种双 向点到点的连接。对一个ue来说，至多存在一条rrc连接 。 rrc连接在ue与utran之间传输无线网络信令，如进行无 线资源的分配等等。rrc连接在呼叫建立之初建立，在通话 结束后释放，并在期间一直维持。 iu信令连接 iu信令连接主要传输ue与cn之间非接入层信令。 在utran中，非接入层信令是通过上下行直接传输信令透 明传输的。 几个概念 无线接入承载（rab） rab可以看作是ue与cn之间接入层向非接入层提 供的业务，主要用于用户数据的传输。rab直接与 ue业务相关，它涉及接入层各个协议模块，在空中 接口上，rab反映为无线承载（rb） 无线承载（rb） rb是ue与utran之间l2向上层提供的业务。上 面我们提到的rrc连接也可以看作是一种承载信令 的rb 无线链路（rl） 无线链路是指一个ue和一个utran接入点之间的 逻辑连接 几个概念 基本概念：ue的工作模式 ue 有两种基本运行模式：空闲模式和连接模式 ue 开机后停留在空闲模式下。utran 不保留空闲模式 下的ue 信息，仅能够寻呼lac 区中的所有ue 或同一寻 呼时刻的所有ue。 当ue 完成rrc 连接建立后，才会从空闲模式转移到连 接模式，cell-fach 或cell-dch。当rrc 连接释放 后ue 从连接模式到空闲模式。ue 连接模式共有四种状 态：cell-pch，ura-pch，cell-fach，cell- dch。 连接模式下ue的4种状态 cell-dch适用场景：连续或大量的数据传输，如打电话 、下载 cell-fach适用场景：少量的数据传输，如信令、短消 息 cell-pch适用场景：非连续业务(如网页浏览)且ue移动 速度“慢” ura-pch适用场景：非连续业务，且ue移动速度“快” ue状态示意图 课程内容 td-scdma无线网络接口协议栈结构 td-scdma无线网络基本信令流程 呼叫总体流程 呼叫流程各阶段 rrc 连接管理 该过程是为了在ue 和utran 之间建立一个rrc 连接。 其动作是根据ue 的非接入层请求进行初始化，在网络发 起的情况下，需要事先通过寻呼通知ue。终端和网络之 间的非接入层信令包括rrc 连接和iu 连接，这里rrc 连接指的是空中接口的信令连接。 当rnc接收到ue的rrc connection request消息 ，由其无线资源管理模块rrm根据特定的算法确定是接 受还是拒绝该rrc 连接建立请求，如果接受，则再判决 是建立在专用信道还是公共信道。 rrc连接建立过程 rrc连接建立阶段（在公共信道上） rrc连接建立阶段（在专用信道上） nas 信令建立流程 nas 信令建立流程是在ue 与utran 之间的rrc 连接 建立成功之后，ue 通过rnc建立与cn 的信令连接，用 于ue 与cn 交互nas 信息，如鉴权，业务请求，连接建 立等。 ue 与cn 的交互信令，对于rnc 而言，都是直传消息。 rnc 在收到第一条直传消息时，即：初始直传消息（ initial direct transfer），将建立与cn 之间的信令连接 ，该连接建立在sccp 之上. 信令连接建立阶段 rab承载通道建立流程 rab 是指用户平面的承载，用于ue 和cn 之间传送语音 数据及多媒体业务。ue 首先要完成rrc 连接建立，然后 才 能建立rab。 rab 建立是由cn 发起，utran 执行的功能，基本流程： 首先由cn 向utran 发送rab 指配请求消息，请求 utran 建立rab； rnc 发起建立iu 接口与iub 接口的数据承载； rnc 向ue 发起rb 建立请求； ue 完成rb 建立，向rnc 回应rb 建立完成消息； rnc 向cn 应答rab 指配响应消息，结束rab 建立流 程。 当rab 建立成功后，一个基本的呼叫即建立。 rab承载通道建立流程 硬切换信令流程（1） 硬切换信令流程（2） 接力切换简介 接力切换(baton handover)是td-scdma 移动通信系 统的核心技术之一。其设计思想是利用tdd 系统特点和 上行同步技术，在切换测量期间，利用开环技术进行并 保持上行预同步，即ue 可提前获取切换后的上行信道发 送时间、功率信息；在切换期间，可以不中断业务数据 的传输，从而达到减少切换时间，提高切换的成功率、 降低切换掉话率的目的。 接力切换简介 预同步过程 接力切换的预同步过程属于开环预同步，在ue 和网络通 信过程中，ue 需要对本小区基站和相邻小区基站的导频 信号强