网络与协议PPT课件.ppt

3G UMTS 网络与协议 3 20 2020 1 3G UMTS 网络与协议 可编辑 Page2 1 3G综述 2 关键技术 3 UE的初始接入过程 5 HSDPA业务过程分析 6 总结 4 CS业务呼叫流程 3 20 2020 3G UMTS 网络与协议 可编辑 Page3 1 3G综述 2 关键技术 3 UE的初始接入过程 5 HSDPA业务过程分析 6 总结 4 CS业务呼叫流程 3 20 2020 可编辑 Page4 3G综述 移动通信标准的演进网络拓扑结构的演进MO流程 主要内容 3 20 2020 可编辑 Page5 EvolvementofMobileCommStandard 1G 80s AMPS TACS FDMA 450 800 900MHz 3 20 2020 3G目标和标准 可编辑 Page6 3G目标 3G标准 提供更高的带宽和全球漫游支持有线和无线通信服务的无缝融合支持电路交换和分组交换业务支持多媒体和实时业务对新业务提供更为灵活的支持 WCDMACDMA2000TD SCDMA 3 20 2020 3G标准组织 可编辑 Page7 3GPP ThirdGenerationPartnershipProject 3G伙伴计划 3 20 2020 3GPP标准 可编辑 Page8 Release99 R3 2000年3月正式发布3GPPTSAB XYZv3 n mRelease4 R4 2001年3月正式发布3GPPTSAB XYZv4 n mRelease5 R5 2002年3月正式发布3GPPTSAB XYZv5 n mRelease6 R6 2005年3月正式发布Release7 R7 3 20 2020 UMTS发展历程 一 可编辑 Page9 10k 100k 64k 1M 2M 1k 98 99 00 01 02 时间 速率bps 9 6 SMS 电路型 分组型 话音 3 20 2020 UMTS发展历程 二 可编辑 Page10 GSM只能提供9 6kbps的电路型数据业务 高速电路交换数据 HSCSD 可提供n 9 6kbps的数据业务 目前n 6 用户最高数据速率为57 6kbps GPRS是一种面向无连接的技术 提高了对无线资源的利用率 速率可达171 2kbps GSM和GPRS都可以采用新的高电平调制方式EDGE 提高调制的有效性 用户数据速率可达384kbps UMTS UniversalMobileTelecommunicationsSystem 通用移动通信系统 是采用WCDMA空中接口技术的第三代移动通信系统 可提供高达2Mbps的空口速率 3 20 2020 UMTS系统构成 可编辑 Page11 UTRAN 通用陆地无线接入网 处理所有与无线有关的功能CN 核心网 处理UMTS系统内所有的话音呼叫和数据连接 并实现与外部网络的交换和路由功能UTRAN CN与UE 用户设备 一起构成了整个UMTS系统 CN PS CS 3 20 2020 可编辑 Page12 3G综述 移动通信标准的演进网络拓扑结构的演进MO流程 主要内容 3 20 2020 UMTSR99网络结构及接口 可编辑 Page13 3 20 2020 R99网络的特点 与2G相比 主要改进在无线部分R99核心网在逻辑上划分为电路域和分组域电路域基于TDM承载技术 分组域基于GPRS技术接入网和核心网之间的Iu接口采用ATM 适应接入网采用新的无线技术 WCDMA 核心网仍采用64KTDM交换 可编辑 Page14 3 20 2020 UMTSR4网络结构及接口 可编辑 Page15 3 20 2020 R4网络的特点 R4网络和R99相比 主要的变化在CS域 PS域和无线网络基本没有变化 R4CS域基于呼叫控制与承载分离的思想 将MSC分为MGW和MSCServer R4核心网内部的信令采用IP传输 在核心网络上体现了NGN的体系构架思想 电路域由TDM中心节点交换型演进为典型的分组话音分布式体系结构 业务逻辑与底层承载相分离 可编辑 Page16 3 20 2020 UMTSR5网络结构及接口 可编辑 Page17 3 20 2020 R5网络特点 是全IP组网的第一个版本IPUTRAN UniversalTerrestrialRadioAccessNetwork 无线接入部分IP化增加IMSIP多媒体域HSDPA HighSpeedDownLinkPackageAccess 高速下行分组接入 最高下行速率8 10Mbps将SIP SessionInitialProtocol 作为呼叫控制协议引入IPV6增强的QoS QualityofService 可编辑 Page18 3 20 2020 可编辑 Page19 UMTS体系结构Iu接口Iur接口Iub接口 WCDMA无线接口介绍 3 20 2020 可编辑 Page20 UTRANUMTSTerrestrialRadioAccessNetworkCNCoreNetworkUEUserEquipment UMTS体系结构 3 20 2020 可编辑 Page21 UTRAN体系结构 3 20 2020 可编辑 Page22 Iu接口体系结构 3 20 2020 可编辑 Page23 移动性管理功能位置区报告SRNSRelocationRNC间硬切换和系统间切换无线接入承载 RAB 管理功能RAB的建立 更改 释放Iu数据传输正常数据传输异常数据传输UE CN连接信息的透明传输 Iu接口功能 1 3 20 2020 可编辑 Page24 寻呼 Paging Iu释放安全性模式控制过载控制公共UEID IMSI 的管理Iu信令跟踪管理Iu接口异常管理CBS CellBroadcastService 控制 Iu接口功能 2 3 20 2020 可编辑 Page25 支持RNC间移动性的基本功能支持SRNCrelocationRNC间的CellUpdate和URAUpdateRNC间寻呼报告协议错误专用信道功能切换时 在DRNC中建立 更改 释放专用信道Iur接口上DCH传输块的传输通过专用测量报告过程和过虑控制管理DRNS中的无线链路RL的管理 压缩模式的管理 Iur接口功能 3 20 2020 可编辑 Page26 公共信道功能Iur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的信息将MAC d和MAC c相分离MAC d和MAC c之间的流控全局资源管理 GlobalResourceManagement RNC间公共测量RNC间NodeB定时信息传输 Iur接口功能 3 20 2020 可编辑 Page27 公共功能公共传输信道管理Iub公共信道数据传输NodeB逻辑O M 小区配置 故障管理 闭塞等维护功能 系统信息管理公共测量资源核查异常管理定时和同步管理 Iub接口功能 1 3 20 2020 可编辑 Page28 专用功能专用传输信道管理无线链路 RL 监控专用测量管理定时和同步管理上行外环功控Iub专用数据传输下行功率漂移的平衡压缩模式控制 Iub接口功能 2 3 20 2020 协议总体结构 可编辑 Page29 3 20 2020 可编辑 Page30 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 UTRAN接口的一般协议模型 3 20 2020 MainReference IuCS 可编辑 Page31 3 20 2020 MainReferencePoint IuPS 可编辑 Page32 3 20 2020 MainReferencePoint Iub 可编辑 Page33 3 20 2020 可编辑 Page34 3G综述 移动通信标准的演进网络拓扑结构的演进MO过程 主要内容 3 20 2020 UMTS系统为高层 NAS 非接入层 提供承载 所有信令流程的最终目的是为了建立这些承载对于语音通信而言 最终目的就是建立用户平面以传递语音 为了搭建用户平面 还需要涉及到专用控制平面的建立过程 可编辑 Page35 3 MO过程 3 20 2020 在Iub接口上为RRC连接 全程仅有一个在Iu接口上 可能会映射成两个Iu连接 一个对应于CS域 另一个对于PS域建立Iu连接时 应在CS域和PS域分别用InitialUEMessage消息来建立释放Iu连接时 在CS域和PS域应分别进行 即分别发送IuReleaseCommand消息 可编辑 Page36 原则 3 20 2020 可编辑 Page37 RNC NodeB MSC SGSN PS域的Iu连接 CS域的Iu连接 RRC连接 3 20 2020 1 MO流程 一 可编辑 Page38 UE NodeB RNC 建立DCCH信道 这些操作的最终目的是要建立DCCH给UE使用 在此之后的RRCConnectionSetupComplete消息就可以从建立好的DCCH上传送给网络 3 20 2020 MO流程 二 可编辑 Page39 CN 网络将UE的IMSI告知RNC RNC将之与RRC连接关联起来 携带LAI TMSI RNC id Iuid等信息 当网络内不存在该TMSI 将启动身份识别过程 该过程可选Request whoareyou Response I mXX IMSI 3 20 2020 MO流程 三 可编辑 Page40 CN 鉴权过程 验证用户身份 1 Request ProveWhoyouare 2 Response Hereistheproof 加密过程 1 Request Let stalkinoursecretlanguage 2 Complete OK Iagree 3 20 2020 MO流程 四 可编辑 Page41 CN Setup Iwanttotalkwithxxx telephonenumber CallProceeding Waitamoment I mprocessingnow 重新配置无线链路 同步方式 3 20 2020 MO流程 五 可编辑 Page42 建立NodeB与RNC Iub接口 之间的用户面承载 建立UE与NodeB Uu接口 之间的用户面承载 建立CN与RNC Iu接口 的用户面承载 3 20 2020 MO流程 六 可编辑 Page43 RNC CN 用ALCAP过程建立 用RABAssignment过程建立 用RBsetup过程建立 3 20 2020 MO流程 七 可编辑 Page44 CN 非接入层 NAS 释放过程 从这一时刻开始 进入接入层 AS 的释放过程 通过RBRelease过程释放UE和UTRAN之间的用户平面 3 20 2020 MO流程 八 可编辑 Page45 释放RRC连接 释放无线链路 释放UE占用的传输用户数据的用户平面承载 释放UE占用的传输控制信令的控制平面承载 3 20 2020 MO流程 九 可编辑 Page46 释放UE占用的传输用户数据的承载 Iu连接的释放完成 释放SCCP连接 至此整个通话过程的信令流程结束 3 20 2020 3G UMTS 网络与协议 可编辑 Page47 1 3G综述 2 关键技术 3 UMTS核心网网络及协议 5 业务过程分析 6 总结 4 UMTS无线接入网网络及协议 3 20 2020 关键技术 可编辑 Page48 多址技术 CDMA功率控制切换类型 主要内容 3 20 2020 可编辑 Page49 移动通信的多址接入技术回顾 FDMA是采用频分的多址技术 业务信道在不同频段分配给不同的用户 TDMA是采用时分的多址技术 业务信道在不同的时间片段分配给不同的用户 CDMA是采用扩频的码分多址技术 所有用户在同一时间 同一频段上 根据不同的编码获得业务信道 3 20 2020 可编辑 Page50 InterferenceSources Spreading Encoding Interleaving Correlator Decode Deinterleaving BasebandData BasebandData 1920kbps 3840kbps Transmitter Receiver 多址接入 3 20 2020 可编辑 Page51 扩频与解扩 DS CDMA 3 20 2020 可编辑 Page52 扩频与解扩 DS CDMA 期望信号 其他用户信号 期望的扩频信号 扩频码 解扩后的数据 其他扩频信号 积分后的其他信号 1 1 1 1 1 1 8 8 1 1 8 8 解扩后的其他信号 相关接收机的基本操作 积分后的数据 处理增益 3 20 2020 可编辑 Page53 多址接入 要点 1 扩频过程 先扩频码扩频 再加扰码 2 比特速率 码片速率 3 84MHz 扩频增益 3 通过加入扰码 信号可以从不同的发送器 终端或机站 分离 DATA 扩频码 码片速率3 84MHz 扰码 码片速率3 84MHz 比特速率 3 20 2020 可编辑 Page54 WCDMA中码的使用 在一个小区内 所有UE需共享相同的频率 CDMA正交码区分用户和一个用户的不同的信道 多码传输 Channelizationcodes 信道码 在整个网络内 多个发射机 RBS UE 需在一个地理区域共享相同的频率接近正交的码区分从不同发射机发射的信道Scramblingcodes 扰码 3 20 2020 可编辑 Page55 OrthogonalCodes正交码的作用 OC1 OC2 OC3 OC4 OC5 OC6 OC7 OC1 OC2 OC3 OC1 OC2 OC1 OC2 OC3 OC4 上行 正交码用于区分从一个用户终端发出的不同信道 下行 正交码用于区分从一个基站发出的不同信道 3 20 2020 可编辑 Page56 WCDMA扰码的作用 上行 PN码用作区分不同的用户终端下行 PN码用作区分不同的基站 3 20 2020 可编辑 Page57 基础知识VS关键技术 多址接入 CDMA切换类型 主要内容 功率控制 3 20 2020 可编辑 Page58 什么是功率控制 发射机根据不同的路径损耗调整发射功率 为什么要功率控制 主要为了解决远 近效应 目标是所有的用户有相同的信号干扰比SIR SignaltoInterferenceRatio 怎样进行功率控制 开环功率控制 最初没有信令 闭环功率控制 有信令信道 持续不断 1500次 s 相对变化 增大或减小功率 外环功率控制 内环功率控制 功率控制 3 20 2020 可编辑 Page59 每个用户对于其他用户都相当于干扰 远近效应严重影响系统容量 采用功控技术减少了用户间的相互干扰 提高了系统整体容量 功率控制技术 远近效应 3 20 2020 可编辑 Page60 功率控制技术 BLER