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1、WCDMA移动通信系统宽带码分多址（宽带码分多址（WidebandCodeDivisionMultipleAccess，WCDMA）是第）是第三代移动通信系统三代移动通信系统3种主流无线传输技术之种主流无线传输技术之一，在世界范围内一，在世界范围内WCDMA已经成为被广已经成为被广泛采用的通信标准。泛采用的通信标准。基于基于WCDMA技术，采用技术，采用HSDPA之后，之后，下行数据速率可达下行数据速率可达10.814.4Mbit/s。HSUPA也已处于商用阶段，上行数据也已处于商用阶段，上行数据速率可达速率可达1.45.8Mbit/s。与第二代移动通。与第二代移动通信系统相比，第三代移动通信
2、系统具有频信系统相比，第三代移动通信系统具有频谱效率高、支持多媒体业务、服务质量高谱效率高、支持多媒体业务、服务质量高以及无缝漫游等特点。以及无缝漫游等特点。目前目前WCDMA、cdma2000两种技术两种技术都得到了大规模的商用，中国已经开始运都得到了大规模的商用，中国已经开始运营营TD-SCDMA商用网络。商用网络。3.1.1WCDMA网络的演进网络的演进图图3-1 GSM3-1 GSM到到WCDMAWCDMA的演进的演进WCDMA标准的演进简述如下：标准的演进简述如下：R99版本中版本中WCDMA依然采用依然采用GSM/GPRS核心核心网的结构，但是采用新的空中接口协议。网的结构，但是采
3、用新的空中接口协议。R4版本中完成了中国提出的版本中完成了中国提出的TD-SCDMA标准化工作，同时引入了软交换的标准化工作，同时引入了软交换的概念，将电路域的控制与业务分离，便于概念，将电路域的控制与业务分离，便于向全向全IP核心网结构过渡。核心网结构过渡。R5版本将版本将IP技术从核心网扩展到无线技术从核心网扩展到无线接入网，形成全接入网，形成全IP的网络结构，在的网络结构，在R4基础基础上增加了上增加了IP多媒体子系统（多媒体子系统（IMS），同时），同时在无线传输中引入高速下行分组接入在无线传输中引入高速下行分组接入（HSDPA）技术。）技术。目前目前R8版本已于版本已于2008年年1
4、2月冻结，月冻结，3GPP中还有中还有R9等版本在同时进行研究。等版本在同时进行研究。WCDMA是从是从GSM演进而来，所以许演进而来，所以许多多WCDMA的高层协议和的高层协议和GSM/GPRS基本基本相同或相似，比如移动性管理（相同或相似，比如移动性管理（MM）、）、GPRS移动性管理（移动性管理（GMM）、连接管理）、连接管理（CM）以及会话管理（）以及会话管理（SM）等。）等。移动终端中通用用户识别模块移动终端中通用用户识别模块（USIM）的功能也是从）的功能也是从GSM的用户识别的用户识别模块（模块（SIM）的功能延伸而来的。）的功能延伸而来的。3.1.2WCDMA网络的特点网络的特
5、点1工作频段和双工方式工作频段和双工方式WCDMA支持两种基本的双工工作方支持两种基本的双工工作方式：频分双工（式：频分双工（FDD）和时分双工）和时分双工（TDD）。）。在在FDD模式下，上行链路和下行链路模式下，上行链路和下行链路分别使用两个独立的分别使用两个独立的5MHz的载频，发射和的载频，发射和接收频率间隔分别为接收频率间隔分别为190MHz或或80MHz。2多址方式多址方式WCDMA是一个宽带直扩码分多址是一个宽带直扩码分多址（DS-CDMA）系统，通过用户数据与扩）系统，通过用户数据与扩频码相乘，从而把用户信息比特扩展到更频码相乘，从而把用户信息比特扩展到更宽的带宽上去。宽的带宽
6、上去。 WCDMA系统中，数据流用正交可变系统中，数据流用正交可变扩频码（扩频码（OVSF）来扩频，扩频后的码片速）来扩频，扩频后的码片速率为率为3.84Mchip/s，OVSF码也被称作信道码也被称作信道化码。化码。3语音编码语音编码WCDMA中的声码器采用自适应多速中的声码器采用自适应多速率（率（AdaptiveMulti-Rate，AMR）技术。）技术。4信道编码信道编码WCDMA系统中使用的信道编码类型系统中使用的信道编码类型有两种：卷积编码和有两种：卷积编码和Turbo编码。编码。5功率控制功率控制快速、准确的功率控制是保证快速、准确的功率控制是保证WCDMA系统性能的基本要求。系统
7、性能的基本要求。功率控制解决的基本问题是远近效应，功率控制解决的基本问题是远近效应，即解决接收机接收到近距离发射机的信号即解决接收机接收到近距离发射机的信号比较容易，而接收到远距离发射机的信号比较容易，而接收到远距离发射机的信号比较困难的问题。比较困难的问题。6切换切换切换的目的是为了当切换的目的是为了当UE在网络中移动在网络中移动时保持无线链路的连续性和无线链路的质时保持无线链路的连续性和无线链路的质量。量。WCDMA系统支持软切换、更软切换、系统支持软切换、更软切换、硬切换和无线接入系统间切换，也可以表硬切换和无线接入系统间切换，也可以表述为同频小区间的软切换、同频小区内扇述为同频小区间的
8、软切换、同频小区内扇区间的更软切换、同一无线接入系统内不区间的更软切换、同一无线接入系统内不同载频间的硬切换和不同无线接入系统间同载频间的硬切换和不同无线接入系统间的切换。的切换。7同步方式同步方式WCDMA不同基站间可选择同步和异不同基站间可选择同步和异步两种方式，异步方式可以不采用步两种方式，异步方式可以不采用GPS精精确定时，支持异步基站运行，室内小区和确定时，支持异步基站运行，室内小区和微小区基站的布站就变得简单了，使组网微小区基站的布站就变得简单了，使组网实现方便、灵活。实现方便、灵活。8可变数据速率可变数据速率WCDMA系统支持各种可变的用户数系统支持各种可变的用户数据速率，适应多
9、种速率的传输，可灵活地据速率，适应多种速率的传输，可灵活地提供多种业务，并根据不同的业务质量和提供多种业务，并根据不同的业务质量和业务速率分配不同的资源。业务速率分配不同的资源。图图3-2 WCDMA3-2 WCDMA可变数据速率示意图可变数据速率示意图3.2 WCDMA3.2 WCDMA网络结构与接口网络结构与接口3.2.1UMTS系统结构系统结构UMTS与第二代移动通信系统在逻辑与第二代移动通信系统在逻辑结构上基本相同。结构上基本相同。如果按功能划分，如果按功能划分，UMTS系统由核心系统由核心网（网（CN）、无线接入网（）、无线接入网（UTRAN）、用）、用户设备（户设备（UE）与操作维
10、护中心（）与操作维护中心（OMC）等组成。等组成。核心网与无线接入网（核心网与无线接入网（UTRAN）之间）之间的开放接口为的开放接口为Iu，无线接入网（，无线接入网（UTRAN）与用户设备（与用户设备（UE）间的开放接口为）间的开放接口为Uu接口，接口，如图如图3-3所示。所示。图图3-3 UMTS3-3 UMTS的系统结构的系统结构核心网是业务提供者，基本功能就是核心网是业务提供者，基本功能就是提供服务，承担各种类型业务的定义，包提供服务，承担各种类型业务的定义，包括用户的描述信息、用户业务的定义还有括用户的描述信息、用户业务的定义还有相应的一些其他过程。相应的一些其他过程。UMTS核心网
11、负责内部所有的语音呼核心网负责内部所有的语音呼叫、数据连接和交换，以及与其他网络的叫、数据连接和交换，以及与其他网络的连接和路由选择的实现。连接和路由选择的实现。无线接入网（无线接入网（UTRAN）位于两个开放）位于两个开放接口接口Uu和和Iu之间，完成所有与无线有关的之间，完成所有与无线有关的功能。功能。用户设备（用户设备（UE）完成人与网络间的交）完成人与网络间的交互。互。3.2.2UMTS网元和接口功能网元和接口功能图图3-4 UMTS3-4 UMTS网元和接口网元和接口 1用户设备（用户设备（UE）用户设备（用户设备（UserEquipment，UE）完）完成人与网络间的交互，通过成人
12、与网络间的交互，通过Uu接口与无线接口与无线接入网相连，与网络进行信令和数据交换。接入网相连，与网络进行信令和数据交换。UE用来识别用户身份和为用户提供各用来识别用户身份和为用户提供各种业务功能，如普通话音、数据通信、移种业务功能，如普通话音、数据通信、移动多媒体、动多媒体、Internet应用等。应用等。用户设备（用户设备（UE）主要由移动设备）主要由移动设备（MobileEquipment，ME）和通用用户识）和通用用户识别模块（别模块（UniversalSubscriberIdentityModule，USIM）两部分组成。）两部分组成。（1）移动设备（）移动设备（ME）（2）通用用户识
13、别模块（）通用用户识别模块（USIM）2通用陆地无线接入网络通用陆地无线接入网络（UTRAN）无线接入网（无线接入网（UMTS/UniversalTerrestrialRadioAccessNetwork，UTRAN）位于两个开放接口）位于两个开放接口Uu和和Iu之间，之间，完成所有与无线有关的功能。完成所有与无线有关的功能。UTRAN主要功能有宏分集处理、移动主要功能有宏分集处理、移动性管理、系统的接入控制、功率控制、信性管理、系统的接入控制、功率控制、信道编码控制、无线信道的加密与解密、无道编码控制、无线信道的加密与解密、无线资源配置、无线信道的建立和释放等。线资源配置、无线信道的建立和释
14、放等。UTRAN由一个或几个无线网络子系统由一个或几个无线网络子系统（RadioNetworkSubsystem，RNS）组成，）组成，RNS负责所属各小区的资源管理。负责所属各小区的资源管理。每个每个RNS包括一个无线网络控制器包括一个无线网络控制器（RadioNetworkController，RNC）、一）、一个或几个个或几个NodeB（即通常所称的基站，（即通常所称的基站，GSM系统中对应的设备为系统中对应的设备为BTS）。）。（1）节点）节点B（NodeB）NodeB的主要功能是的主要功能是Uu接口物理层的接口物理层的处理，如扩频、信道编码、速率匹配、交处理，如扩频、信道编码、速率匹
15、配、交织、调制和解扩、信道解码、解交织和解织、调制和解扩、信道解码、解交织和解调，还包括基带信号和射频信号的相互转调，还包括基带信号和射频信号的相互转换功能，无线资源管理部分控制算法的实换功能，无线资源管理部分控制算法的实现等。现等。NodeB逻辑功能模块包括基带处理部逻辑功能模块包括基带处理部件，射频收发放大器、射频收发系统、基件，射频收发放大器、射频收发系统、基带部分和天线接口单元等部件。带部分和天线接口单元等部件。NodeB受受RNC控制，与控制，与RNC的接口为的接口为E1或或STM-1。（2）无线网络控制器（）无线网络控制器（RNC）无线网络控制器（无线网络控制器（RNC）主要完成连
16、）主要完成连接建立和断开、切换、宏分集合并和无线接建立和断开、切换、宏分集合并和无线资源管理控制等功能，分为如下资源管理控制等功能，分为如下3类：类：系统信息管理系统信息管理移动性管理移动性管理无线资源管理与控制无线资源管理与控制（3）CRNC、SRNC、DRNC的概念的概念控制无线网络控制器（控制无线网络控制器（CRNC）服务无线网络控制器（服务无线网络控制器（SRNC）漂移无线网络控制器（漂移无线网络控制器（DRNC）图图3-5 CRNC3-5 CRNC、SRNCSRNC、DRNCDRNC作用示意图作用示意图（4）UTRAN接口与协议接口与协议接接 口口 名名 称称接接 口口 位位 置置协
17、 议IuIuCN-UTRANCN-UTRANRANAPRANAPIurIurRNC-RNCRNC-RNCRNSAPRNSAPIubIubRNC-Node BRNC-Node BNBAPNBAPUuUuNode B-UENode B-UEWCDMAWCDMA表表3-13-1UTRANUTRAN接口和协议接口和协议3核心网（核心网（CN）核心网承担各种类型业务的提供以及核心网承担各种类型业务的提供以及定义，包括用户的描述信息、用户业务的定义，包括用户的描述信息、用户业务的定义还有相应的一些其他过程。定义还有相应的一些其他过程。UMTS核心网负责内部所有的语音呼核心网负责内部所有的语音呼叫、数据连接
18、和交换，以及与其他网络的叫、数据连接和交换，以及与其他网络的连接和路由选择的实现。连接和路由选择的实现。不同协议版本核心网之间存在一定的不同协议版本核心网之间存在一定的差异。差异。4外部网络（外部网络（EN）核心网的电路交换域（核心网的电路交换域（CS）通过）通过GMSC与外部网络相连，如公用电话交换与外部网络相连，如公用电话交换网（网（PSTN）、综合业务数据网（）、综合业务数据网（ISDN）及其他公共陆地移动网（及其他公共陆地移动网（PLMN）。）。核心网的分组交换域（核心网的分组交换域（PS）通过）通过GGSN与外部的与外部的Internet及其他分组数据网及其他分组数据网（PDN）等相
19、连。）等相连。3.2.3基于基于R99、R4、R5/R6的核心网结构的核心网结构UMTS核心网的标准化工作由核心网的标准化工作由3GPP组组织完成。织完成。从网络演进的角度看，从网络演进的角度看，R99网络中核网络中核心网完全继承了心网完全继承了GSM/GPRS的结构，包括的结构，包括电路域和分组域两部分，引入了新的无线电路域和分组域两部分，引入了新的无线接入技术（接入技术（WCDMA），兼容），兼容GSM/GPRS无线终端接入。无线终端接入。R4网络中的主要变化是在核心网电路网络中的主要变化是在核心网电路域提出了承载和控制独立的概念，而在无域提出了承载和控制独立的概念，而在无线接入网没有太多
20、变化。线接入网没有太多变化。在在R5网络中，核心网叠加了网络中，核心网叠加了IP多媒体多媒体子系统（子系统（IMS），无线接入网引入了），无线接入网引入了HSDPA技术，无线接入网和核心网中采用技术，无线接入网和核心网中采用全全IP传输。传输。在在R6网络中，网络架构变化不大，考网络中，网络架构变化不大，考虑更多的是增加了新的功能或对已有功能虑更多的是增加了新的功能或对已有功能的增强。的增强。目前目前R8版本已于版本已于2008年年12月冻结，月冻结，3GPP中还有中还有R9等版本在同时进行研究。等版本在同时进行研究。1R99网络结构及接口网络结构及接口（1）R99网络结构网络结构图图3-6
21、R993-6 R99版本网络结构图版本网络结构图（2）R99核心网的接口与协议核心网的接口与协议接口名接口名连接接实体体信令信令协议接口名接口名连接接实体体信令信令协议A AMSCBSCMSCBSCBSSAPBSSAPGaGaGSNCGGSNCGGTPGTPIu-CSIu-CSMSCRNSMSCRNSRANAPRANAPGbGbSGSNBSCSGSNBSCBSSGPBSSGPB BMSCVLRMSCVLRGcGcGGSNHLRGGSNHLRMAPMAPC CMSCHLRMSCHLRMAPMAPGdGdSGSNSMS-GMSC/IWMSCSGSNSMS-GMSC/IWMSCMAPMAPD DVL
22、RHLRVLRHLRMAPMAPGeGeSGSNSCPSGSNSCPCAPCAPE EMSCMSCMSCMSCMAPMAPGfGfSGSNEIRSGSNEIRMAPMAPF FMSCEIRMSCEIRMAPMAPGiGiGGSNPDNGGSNPDNTCP/IPTCP/IPG GVLRVLRVLRVLRMAPMAPGpGpGSNGSNGSNGSN（Inter PLMNInter PLMN）CTPCTPGsGsMSCSGSNMSCSGSNBSSAP+BSSAP+GnGnGSNGSNGSNGSN（Intra PLMNIntra PLMN）CTPCTPH HHLRAuCHLRAuCGrGrSGSNHL
23、RSGSNHLRMAPMAPMSCPSTN/ISDN/PSPDNMSCPSTN/ISDN/PSPDNTUP/ISUPTUP/ISUPIu-PSIu-PSSGSNRNCSGSNRNCRANAPRANAP表表3-23-2R99R99核心网的接口协议核心网的接口协议2R4网络结构及接口网络结构及接口（1）R4网络结构网络结构R4核心网电路域变化的实体功能介绍核心网电路域变化的实体功能介绍如下。如下。MSC服务器（服务器（MSCServer）电路交换媒体网关（电路交换媒体网关（CS-MGW）关口关口MSC服务器（服务器（GMSCServer）图图3-7 R43-7 R4网络结构图网络结构图（2）R4核
24、心网的接口与协议核心网的接口与协议接接 口口 名名连 接接 实 体体信令与信令与协议McMc（G G）MSC ServerCS-MSC ServerCS-MGWMGWH.248H.248NcNcMSC ServerMSC Server（G G）MSC MSC ServerServerISUPISUP、BICCBICCNbNbCS-MGWCS-MGWCS-MGWCS-MGWRTP/UDP/IP AAL2RTP/UDP/IP AAL2、STMSTM、H.245H.245R99R99全部接口名全部接口名R99R99全部全部连接接实体体R99R99全部信令与全部信令与协议表表3-33-3R4R4核心网
25、新增接口与协议核心网新增接口与协议R4核心网的新增接口及功能如下。核心网的新增接口及功能如下。Mc接口接口Nc接口接口Nb接口接口3R5网络结构及接口网络结构及接口R5版本在无线接入网方面的改进如下。版本在无线接入网方面的改进如下。提出高速下行分组接入（提出高速下行分组接入（HSDPA）技术，）技术，使下行数据速率峰值可达使下行数据速率峰值可达14.4Mbit/s。HSDPA技术将在后面的章节介绍。技术将在后面的章节介绍。Iu，Iur，Iub接口增加了基于接口增加了基于IP的可选的可选择传输方式，保证无线接入网实现全择传输方式，保证无线接入网实现全IP化。化。R5版本在核心网（版本在核心网（C
26、oreNetwork，CN）方面，在）方面，在R4基础上增加了基础上增加了IP多媒体子多媒体子系统（系统（IMS），它和），它和PS域一起实现了实时域一起实现了实时和非实时的多媒体业务，并可实现与和非实时的多媒体业务，并可实现与CS域域的互操作，包括的互操作，包括IMS子系统的子系统的R5版本网络版本网络结构如图结构如图3-9所示。所示。图图3-8 R53-8 R5网络结构网络结构图图3-9 3-9 含含IMSIMS子系统的子系统的R5R5版本网络结构版本网络结构4R6版本网络结构版本网络结构与与R5版本相比，网络结构没有太大的版本相比，网络结构没有太大的变动，主要是对已有功能的增强，增加了变
27、动，主要是对已有功能的增强，增加了一些新的功能特性。一些新的功能特性。R6研究的主要内容如研究的主要内容如下。下。（1）PS域与承载无关的网络框架，研究是域与承载无关的网络框架，研究是否在分组域也实行控制和承载的分离，将否在分组域也实行控制和承载的分离，将SGSN和和GGSN分为分为GSNServer和媒体网关和媒体网关的形式。的形式。（2）在网络互操作方面，研究）在网络互操作方面，研究IMS与与PLMN/PSTN/ISDN等网络的互操作，以实等网络的互操作，以实现现IMS与其他网络的互联互通；研究与其他网络的互联互通；研究WLAN-UMTS网络互通，保证用户使用不网络互通，保证用户使用不同的
28、接入方式时切换不中断业务。同的接入方式时切换不中断业务。（3）在业务方面，研究包括多媒体广播）在业务方面，研究包括多媒体广播/多播业务（多播业务（MBMS）、）、Push业务、业务、Presence、PoC（Push-To-TalkoverCellular）业务、网上聊天业务及数字权限）业务、网上聊天业务及数字权限管理等。管理等。（4）无线接入方面采用的新技术有正交频）无线接入方面采用的新技术有正交频分复用调制（分复用调制（OFDM）技术、多天线技术）技术、多天线技术（MIMO）、高阶调制技术和新的信道编）、高阶调制技术和新的信道编码方案等，码方案等，OFDM和和MIMO也是后也是后3G的重的
29、重点技术。点技术。（5）R6的高速上行分组接入（的高速上行分组接入（HSUPA），），理论峰值数据速率可达理论峰值数据速率可达5.76Mbit/s；R6的高的高速下行分组接入（速下行分组接入（HSDPA），理论峰值数），理论峰值数据速率可达据速率可达30Mbit/s。3.2.4IP多媒体子系统多媒体子系统1IMS概述概述IP多媒体子系统（多媒体子系统（IPMultimediaSubsystem，IMS），首先由），首先由3GPP标准化标准化组织在组织在R5版本中提出，提出的目的是为了版本中提出，提出的目的是为了在移动通信网络基础上以最大的灵活性提在移动通信网络基础上以最大的灵活性提供供IP多媒
30、体业务。多媒体业务。IP多媒体子系统（多媒体子系统（IMS）是建立在）是建立在Internet工程任务小组（工程任务小组（IETF）所制定的）所制定的会话初始化协议（会话初始化协议（SIP）基础上的。）基础上的。IMS能把能把Internet的发展和无线通信的的发展和无线通信的发展结合起来，是一个融合了数据、语音、发展结合起来，是一个融合了数据、语音、图像、消息、基于图像、消息、基于Web的技术和移动网络的技术和移动网络的体系架构。的体系架构。R5版本定义了版本定义了IMS的核心结构、网元的核心结构、网元功能、接口、流程和功能、接口、流程和IMS的基本功能；的基本功能；R6版本增加了部分版本增
31、加了部分IMS业务特性、业务特性、IMS与其与其他网络的互通规范和他网络的互通规范和WLAN接入等特性；接入等特性；R7加强了对固定、移动融合的标准化制定，加强了对固定、移动融合的标准化制定，要求要求IMS支持支持xDSL、Cable等固定接入方等固定接入方式，研究了式，研究了IMS与电路域语音平滑切换的与电路域语音平滑切换的内容等。内容等。R6版本已经在版本已经在2005年第一季度冻结，年第一季度冻结，基于基于R6版本的版本的IMS已经可以满足已经可以满足IMS在移在移动通信网络中的应用。动通信网络中的应用。IMS主要特点如下。主要特点如下。（1）IMS的重要特点是对控制层功能做了的重要特点
32、是对控制层功能做了进一步的分解，实现了会话控制实体和承进一步的分解，实现了会话控制实体和承载控制实体在功能上的分离，体现了载控制实体在功能上的分离，体现了“业务业务与控制分离与控制分离”、“控制与接入和承载分离控制与接入和承载分离”的的原则，网络构架层次化为不同网络的互通原则，网络构架层次化为不同网络的互通和业务的融合奠定了基础。和业务的融合奠定了基础。（2）IMS继承了移动通信系统特有的网络继承了移动通信系统特有的网络技术，继续使用归属网络和访问网络的概技术，继续使用归属网络和访问网络的概念，支持用户全程全网漫游能力，具有切念，支持用户全程全网漫游能力，具有切换功能，集中用户数据管理等。换功
33、能，集中用户数据管理等。（3）IMS中重用了中重用了IETF组织制定的互联组织制定的互联网技术和协议网技术和协议（4）IMS业务应用平台支持多种业务，能业务应用平台支持多种业务，能为为SIP用户提供全程全网漫游能力和虚拟归用户提供全程全网漫游能力和虚拟归属业务环境（属业务环境（VHE）能力。）能力。（5）IMS由多个标准化组织定义并发展完由多个标准化组织定义并发展完善，如善，如3GPP/3GPP2、ITU-T、IETF和和ETSI等，等，IMS越来越受到业界的关注。越来越受到业界的关注。2IMS的主要功能实体的主要功能实体图图3-10 IMS3-10 IMS的主要功能实体示意图的主要功能实体示
34、意图按功能划分，按功能划分，IMS的主要功能实体大的主要功能实体大致分为致分为6大类别：会话管理和路由类大类别：会话管理和路由类（CSCF）、数据库（）、数据库（HSS、SLF）、网间）、网间互通（互通（BGCF，MGCF，IM-MGM，SGW）、业务提供类（）、业务提供类（AS，MRFC，MRFP）、支撑（）、支撑（SEG，PDF）和计费）和计费（CHF）类。）类。下面简要介绍主要功能实体的功能。下面简要介绍主要功能实体的功能。（1）呼叫会话控制功能）呼叫会话控制功能P-CSCFI-CSCFS-CSCF（2）媒体网关控制功能）媒体网关控制功能控制控制IM-MGW中媒体信道与连接控制相中媒体信
35、道与连接控制相关部分的呼叫状态；关部分的呼叫状态；IMS用户和用户和CS用户之间可以进行通信的用户之间可以进行通信的网关；网关；根据从传统网络中来的呼叫路由号码选根据从传统网络中来的呼叫路由号码选择择CSCF，与，与CSCF通信；通信；进行进行CS用户与用户与IMS的呼叫控制协议的转的呼叫控制协议的转换，完成换，完成ISUP/BICC与与SIP间的转换；间的转换；接收本网络以外的信息并转发到接收本网络以外的信息并转发到CSCF/IM-MGW。（3）归属用户服务器）归属用户服务器HSS用于存储所有用户和业务相关的数用于存储所有用户和业务相关的数据信息。据信息。通过该接口通过该接口IMS用户获取所
36、要求的用户获取所要求的S-CSCF信息，将基本的信息，将基本的IMS签约信息下载到签约信息下载到S-CSCF；在注册过程中执行用户接入和漫游权限在注册过程中执行用户接入和漫游权限的识别，提供用户的识别，提供用户/网络所需的鉴权信息；网络所需的鉴权信息；HSS提供与提供与IM-SSF接口，实现电路域的接口，实现电路域的CAMEL/INAP业务在业务在IMS网络的继承；网络的继承；提供与增值业务平台提供与增值业务平台SIPAS，OSA-SCS，SCP接口。接口。（4）IP多媒体多媒体媒体网关媒体网关IP多媒体多媒体媒体网关（媒体网关（IM-MGW）提）提供电路交换域的网络（供电路交换域的网络（PS
37、TN，GSM）和）和IMS之间的用户平面连接。之间的用户平面连接。（5）多媒体资源功能）多媒体资源功能多媒体资源功能（多媒体资源功能（MRF）在归属网络）在归属网络提供多媒体信息源，包括多媒体资源功能提供多媒体信息源，包括多媒体资源功能控制器（控制器（MRFC）和多媒体资源功能处理）和多媒体资源功能处理器（器（MRFP）两部分，这两部分分别完成）两部分，这两部分分别完成媒体流的控制和承载功能。媒体流的控制和承载功能。（6）签约定位器功能）签约定位器功能签约定位器功能（签约定位器功能（SLF）作为一种地）作为一种地址解析机制，应用在网络中部署了多个独址解析机制，应用在网络中部署了多个独立可寻址的
38、立可寻址的HSS时，时，SLF作为一个简单的作为一个简单的数据库，用来将用户地址映射到不同的数据库，用来将用户地址映射到不同的HSS。（7）出口网关控制功能）出口网关控制功能出口网关控制功能（出口网关控制功能（BGCF）是一个）是一个SIP服务器，根据服务器，根据S-CSCF的请求，负责选的请求，负责选择到择到CS域或域或PSTN互通的出口位置，所选互通的出口位置，所选择的出口点既可以与择的出口点既可以与BGCF处于同一网络处于同一网络中，也可以处于另一个网络中。中，也可以处于另一个网络中。（8）应用服务器）应用服务器应用服务器（应用服务器（AS）是在）是在IMS中提供增中提供增值多媒体服务的
39、值多媒体服务的SIP实体，不仅可以向实体，不仅可以向IMS提供多媒体服务，也可以向其他网络提供提供多媒体服务，也可以向其他网络提供业务；可以位于用户所在网络中，也可位业务；可以位于用户所在网络中，也可位于第三方网络中。于第三方网络中。（9）信令网关）信令网关信令网关（信令网关（SGW）连接）连接CS（PSTN）网络，用于不同信令网的互联，负责传输网络，用于不同信令网的互联，负责传输层信令的转换。层信令的转换。3IMS接口及协议接口及协议参参 考考 点点对应的的实体体协 议GmGmUECSCFUECSCFSIPSIPMwMwP-CSCFI-CSCFS-CSCFP-CSCFI-CSCFS-CSCF
40、SIPSIPCxCxCSCFHSSCSCFHSSDiameterDiameterDxDxCSCFSLFCSCFSLFDiameterDiameterShShSIP ASOSA SCSHSSSIP ASOSA SCSHSSDiameterDiameterSiSiIM-SSFHSSIM-SSFHSSMAPMAPDhDhSIP ASOSASCFIM-SSFHSSSIP ASOSASCFIM-SSFHSSDiameterDiameterMgMgMGCFMGCFCSCFCSCFSIPSIPMiMiCSCFCSCFBGCFBGCFSIPSIPMjMjBGCFBGCFMGCFMGCFSIPSIPMkMkBG
41、CFBGCFBGCFBGCFSIPSIPMrMrCSCFCSCFMRFCMRFCSIPSIPMpMpMRFCMRFCMRFPMRFPH.248H.248MnMnMGCFMGCFIM-MGWIM-MGWH.248H.248UtUtUEASUEASHTTPHTTPGoPDFGGSNCOPSGqCSCFPDFDiameter表表3-43-4IMSIMS接口及协议汇总接口及协议汇总3.3 UTRAN3.3 UTRAN接口协议结构接口协议结构3.3.1UTRAN接口协议模型接口协议模型UMTS系统是模块化设计的，模块之系统是模块化设计的，模块之间通过网络协议互联。间通过网络协议互联。1UMTS分层结构分
42、层结构从功能方面考虑，从功能方面考虑，UMTS分为接入层分为接入层（AS）和非接入层（）和非接入层（NAS）两大部分，两）两大部分，两者之间的接口称为业务接入点（者之间的接口称为业务接入点（SAP），），如图如图3-11所示，图中各业务接入点（所示，图中各业务接入点（SAP）用椭圆来表示。用椭圆来表示。图图3-11 UMTS3-11 UMTS分层结构分层结构2UTRAN接口协议模型接口协议模型UTRAN接口通用协议模型如图接口通用协议模型如图3-12所所示。示。接口协议分为两层二平面。接口协议分为两层二平面。两层指从水平的分层结构来看，分为两层指从水平的分层结构来看，分为无线网络层和传输网络层
43、。无线网络层和传输网络层。二平面指从垂直面来看，每个接口分二平面指从垂直面来看，每个接口分为控制面和用户面。为控制面和用户面。UTRAN内部的内部的3个接口（个接口（Iu，Iur和和Iub）都遵循统一的基本协议模型结构。）都遵循统一的基本协议模型结构。图图3-12 UTRAN3-12 UTRAN接口的协议栈模型接口的协议栈模型（1）水平面）水平面从水平的分层结构来看，协议结构分从水平的分层结构来看，协议结构分为无线网络层和传输网络层。为无线网络层和传输网络层。无线网络层处理所有与无线网络层处理所有与UTRAN有关的有关的事务，所有事务，所有UTRAN相关的信息只有在无线相关的信息只有在无线网络
44、层才是可见的。网络层才是可见的。传输网络层是指传输网络层是指UTRAN选用的标准传选用的标准传输技术，与输技术，与UTRAN本身的功能无关，主要本身的功能无关，主要是已有的传输技术规范。是已有的传输技术规范。3GPP并不对传输并不对传输层的协议进行特殊定义，层的协议进行特殊定义，3GPP在在R99版本版本中选用中选用ATM传输技术。传输技术。（2）垂直面）垂直面无线网络控制平面用于处理接口上的控无线网络控制平面用于处理接口上的控制信令协议，由各种应用协议和传输网用制信令协议，由各种应用协议和传输网用户面的信令承载组成。户面的信令承载组成。无线网络用户平面用于处理相应接口传无线网络用户平面用于处
45、理相应接口传输的用户数据，包括在该接口传输的数据输的用户数据，包括在该接口传输的数据流和与数据流对应的数据承载，数据流由流和与数据流对应的数据承载，数据流由接口上的一个或者多个帧协议定义。接口上的一个或者多个帧协议定义。传输网络控制面不包含任何无线网络层传输网络控制面不包含任何无线网络层的信息，包括的信息，包括ALCAP以及它所使用的信令以及它所使用的信令承载。承载。传输网络用户面包括无线网络层用户面传输网络用户面包括无线网络层用户面的数据承载以及应用协议的信令承载。数的数据承载以及应用协议的信令承载。数据承载由传输网络控制面实时控制，信令据承载由传输网络控制面实时控制，信令承载由操作维护功能
46、控制完成。承载由操作维护功能控制完成。3ATM技术简介技术简介异步传送模式（异步传送模式（ATM）是分组交换方）是分组交换方式的一种，它吸收了分组交换的高效率和式的一种，它吸收了分组交换的高效率和电路交换的高速率的特点，电路交换的高速率的特点，ATM网络被设网络被设计为高速率、低时延的复用和交换网络。计为高速率、低时延的复用和交换网络。它能够根据不同速率灵活地分配带宽它能够根据不同速率灵活地分配带宽和和QoS，并且采用固定长度的信元格式，并且采用固定长度的信元格式，因而便于采用硬件处理，处理速度较高，因而便于采用硬件处理，处理速度较高，适合语音、数据和图像等业务的传送。适合语音、数据和图像等业
47、务的传送。图图3-13 ATM3-13 ATM协议的分层结构协议的分层结构（1）ATM协议的分层结构协议的分层结构协 议功功 能能AALAAL层会聚子会聚子层（CSCS）向高向高层提供接口，在提供接口，在发/ /收端加入控制收端加入控制信息，分割信息，分割/ /恢复用恢复用户数据。数据。分段与重分段与重组子子层（SARSAR）信元信元组和数据和数据单元相互元相互转换ATMATM层信信头产生和提取、信元复用与解复用、生和提取、信元复用与解复用、虚虚电路（路（VCIVCI）/ /虚通路（虚通路（VPIVPI）转换、流量控制流量控制物理物理层传输会聚子会聚子层（TCTC）信元速率解耦、信元校信元速率
48、解耦、信元校验序列序列产生和生和检验、信元、信元产生（定界）、生（定界）、传输帧适适配、配、传输帧传输/ /恢复恢复物理媒介相关子物理媒介相关子层（RMDRMD）线路路编码比特定比特定时、物理媒体接入、物理媒体接入（2）ATM物理层物理层ATM物理层主要提供物理层主要提供ATM信元的传输信元的传输通路，它与通路，它与ATM层之间交换的信元大小为层之间交换的信元大小为53byte。物理层根据物理介质的特性形成传送物理层根据物理介质的特性形成传送帧，并采用物理实体进行比特流的传送和帧，并采用物理实体进行比特流的传送和接收。接收。物理层分为传输汇聚（物理层分为传输汇聚（TC）子层和物）子层和物理介质
49、相关（理介质相关（PMD）子层。）子层。（3）ATM层层ATM层以信元为单位进行通信，并为层以信元为单位进行通信，并为上层的上层的AAL提供服务，它与物理介质的类提供服务，它与物理介质的类型，以及物理层所具体传送的业务类型无型，以及物理层所具体传送的业务类型无关。关。（4）ATM适配层（适配层（AAL）AAL位于位于ATM层之上，主要作用是将层之上，主要作用是将高层的应用层信息映射到高层的应用层信息映射到ATM层的信元结层的信元结构中，用于扩展和增强构中，用于扩展和增强ATM层的能力，以层的能力，以适合各种特定业务的需要。适合各种特定业务的需要。AAL的具体功能包括数据的分割和恢的具体功能包括
50、数据的分割和恢复、差错控制、同步和时钟恢复、流量控复、差错控制、同步和时钟恢复、流量控制和多种数据流的复用等。制和多种数据流的复用等。参数参数 业务 A A类B B类C C类D D类定定时需求需求需要需要不需要不需要比特率比特率固定速率固定速率可可变速率速率连接方式接方式面向面向连接接AALAAL类型型AAL1AAL1AAL2AAL2AAL3AAL3AAL4AAL4AAL5AAL5业务举例例电路交路交换业务可可变速率的速率的语音和音和视频面向面向连接数接数据据传输帧中中继、TCP/TPTCP/TP无无连接数据接数据传输SMDSSMDS表表3-6 3-6 ATMATM业务分类和对应的业务分类和对
51、应的AALAAL类型类型3.3.2Iu接口接口1Iu接口结构及功能接口结构及功能Iu接口是接口是UTRAN与核心网之间的接口，与核心网之间的接口，也可以看作也可以看作RNC与与CN之间的一个参考点。之间的一个参考点。UTRAN与核心网电路域的接口称为与核心网电路域的接口称为Iu-CS，与核心网分组域的接口称为，与核心网分组域的接口称为Iu-PS，与小区广播系统之间的接口称为，与小区广播系统之间的接口称为Iu-BC，Iu接口结构如图接口结构如图3-14所示。所示。图图3-14 Iu3-14 Iu接口结构接口结构Iu-CS和和Iu-PS接口由控制面和用户面接口由控制面和用户面构成。构成。Iu-BC
52、接口只有一个平面，既包括控制接口只有一个平面，既包括控制信息也包含用户信息。信息也包含用户信息。（1）Iu-CS和和Iu-PSIu-CS和和Iu-PS接口的控制面。接口的控制面。Iu-CS和和Iu-PS接口的用户面。接口的用户面。（2）Iu-BCRNC与与CN的广播域（也称为小区广播的广播域（也称为小区广播中心）之间的接口称为中心）之间的接口称为Iu-BC，服务区内广，服务区内广播协议（播协议（ServiceAreaBroadcastProtocol，SABP）是）是Iu-BC接口的应用协议，完成接口的应用协议，完成消息处理、负载处理等功能，使消息处理、负载处理等功能，使CN中的小中的小区广播
53、中心通过小区广播业务发送移动用区广播中心通过小区广播业务发送移动用户小区广播信息。户小区广播信息。2Iu接口协议栈接口协议栈Iu接口协议栈完全符合接口协议栈完全符合UTRAN接口协议的接口协议的通用模型，总体来说，采用通用模型，总体来说，采用3层共享异步传层共享异步传输模式（输模式（ATM）或全）或全IP传输方式（传输方式（R5版本）版本），但由于分组域与电路域的业务特性以及，但由于分组域与电路域的业务特性以及传输技术有所不同，对于传输技术有所不同，对于Iu接口而言，接口而言，Iu-PS和和Iu-CS的协议栈结构也有所不同。的协议栈结构也有所不同。（1）Iu-CS接口协议栈接口协议栈Iu-CS
54、接口协议栈的结构如图接口协议栈的结构如图3-15所示。所示。图中的物理层为与物理介质的接口，图中的物理层为与物理介质的接口，可以选择不同的传输规范，如可以选择不同的传输规范，如E1等。等。图图3-15 Iu-CS3-15 Iu-CS接口协议栈的结构接口协议栈的结构R5版本规定的版本规定的Iu-CS接口协议栈相应接口协议栈相应于于ATM传输方式增加了全传输方式增加了全IP传输方式。传输方式。Iu-CS接口用于支持电路域的实时业接口用于支持电路域的实时业务，典型的电路域业务有务，典型的电路域业务有AMR语音服务、语音服务、64kbit/s的可视电话业务等。的可视电话业务等。（2）Iu-PS协议栈结
55、构协议栈结构Iu-PS协议栈的结构如图协议栈的结构如图3-16所示。所示。Iu-CS是是RNC与与MSC之间的接口，它之间的接口，它负责完成电路域相关的呼叫流程。负责完成电路域相关的呼叫流程。Iu-PS则是则是RNC与与SGSN之间的接口，之间的接口，负责处理数据业务。负责处理数据业务。图图3-16 Iu-PS3-16 Iu-PS协议栈结构协议栈结构图图3-17 Iu-BC3-17 Iu-BC接口协议栈结构接口协议栈结构3RANAP协议主要功能及实现协议主要功能及实现（1）RANAP协议主要功能协议主要功能RANAP协议位于协议位于Iu接口协议栈的最高接口协议栈的最高层，属于层，属于Iu接口应
56、用层协议，负责处理接口应用层协议，负责处理UTRAN和和CN之间的信令交互。之间的信令交互。RANAP协议主要功能。协议主要功能。根据业务接入点（根据业务接入点（SAP）的不同，）的不同，RANAP业务可以分为业务可以分为3组。组。通用控制业务（通用控制业务（GC）寻呼及通告业务（寻呼及通告业务（Nt）专用控制业务（专用控制业务（DC）信令传送将为信令传送将为RANAP提供面向连接的提供面向连接的数据传送业务和无连接的数据传送业务两数据传送业务和无连接的数据传送业务两类业务模式。类业务模式。（2）RANAP功能的实现功能的实现RANAP功能通过一个或多个功能通过一个或多个RANAP基本过程（基
57、本过程（ElementaryProcedures，EP）实现。实现。一个一个EP是一个是一个RNS与与CN之间的交互之间的交互单元。单元。每个每个RANAP功能可以通过一个或多个功能可以通过一个或多个EP过程完成。过程完成。按照请求信息和响应信息，按照请求信息和响应信息，EP分为分为3类。类。第第1类类EP：包含请求、响应信息的：包含请求、响应信息的EP。响应信息为成功或失败，成功表示响应信息为成功或失败，成功表示EP接受接受并处理，失败表示并处理，失败表示EP不成功或超时。不成功或超时。第第2类类EP：只有请求，没有响应信息的：只有请求，没有响应信息的EP，通常认为都发送成功。，通常认为都发
58、送成功。第第3类类EP：包含一个请求、多个响应信：包含一个请求、多个响应信息的息的EP。基基 本本 过 程程请求求/ /响响应信息信息IuIu释放放安全模式控制安全模式控制复位复位复位复位资源源重定位准重定位准备重定位重定位资源分配源分配重定位取消重定位取消数据量数据量报告告SRNSSRNS上下文上下文转发Iu Release RequiredIu Release Required李李Security Mode Command/CompleteSecurity Mode Command/Complete李李Reset/AcknowledgeReset/Acknowledge李李Reset Re
59、source/AcknowledgeReset Resource/Acknowledge李李Relocation Required/ CommandRelocation Required/ Command李李Relocation Resource AllocationRelocation Resource Allocation李李Relocation Cancel/AcknowledgeRelocation Cancel/Acknowledge李李Data Volume Report Request/ReportData Volume Report Request/Report李李SRNS C
60、ontext Transfer Request/ResponseSRNS Context Transfer Request/Response李李表表3-73-7RANAPRANAP的第的第1 1类类EPEP基基 本本 过 程程请 求求 信信 息息RABRAB释放放请求求寻呼呼公共公共IDID位置位置报告控制告控制位置位置报告告初始初始UEUE信息信息直接直接传送送错误指示指示重定位重定位检测重定位完成重定位完成过载控制控制CN Invoke TraceCN Invoke TraceCN CN 去激活追踪去激活追踪SRNSSRNS数据数据转发初始化初始化SRNSSRNS上下文从源上下文从源RNC
61、RNC到到CNCN转发SRNSSRNS上下文从上下文从CNCN到目到目标RNCRNC转发RAB Release RequestRAB Release Request李李PagingPaging李李Common IDCommon ID李李Location Reporting ControlLocation Reporting Control李李Location ReportLocation Report李李Initial UE MessageInitial UE Message李李Direct TransferDirect Transfer李李Error IndicationError Indi
62、cation李李Relocation DetectRelocation Detect李李Relocation CompleteRelocation Complete李李Overload ControlOverload Control李李CN Invoke TraceCN Invoke Trace李李CN Deactivate TraceCN Deactivate Trace李李SRNS Data Forwarding InitiationSRNS Data Forwarding Initiation李李SRNS Context Forwarding from Source RNC SRNS C
63、ontext Forwarding from Source RNC to CNto CN李李SRNS Context Forwarding to Target RNC SRNS Context Forwarding to Target RNC from CNfrom CN李李表表3-83-8RANAPRANAP的第的第2 2类类EPEP基基 本本 过 程程请求求/ /响响应信息信息RABRAB设定定RAB Assignment RAB Assignment request/ResponseNrequest/ResponseN（N1N1）表表3-93-9RANAPRANAP的第的第3 3类类EP
64、EP3.3.3Iub接口接口1Iub接口的协议栈接口的协议栈Iub接口作为接口作为RNC与与NodeB之间的接之间的接口，负责所有口，负责所有RNC与与NodeB之间的通信过之间的通信过程。程。Iub接口的协议栈结构如图接口的协议栈结构如图3-18所示。所示。图图3-18 Iub3-18 Iub接口的协议栈结构接口的协议栈结构2NBAP协议的功能及实现协议的功能及实现（1）NBAP的功能的功能小区的配置和管理小区的配置和管理公共传输信道的管理公共传输信道的管理系统广播信息的管理系统广播信息的管理资源事件管理资源事件管理配置协调功配置协调功无线链路管理功能无线链路管理功能公共资源测量和专用资源测
65、量过程公共资源测量和专用资源测量过程下行链路功率漂移的调整功下行链路功率漂移的调整功通用错误形式的报通用错误形式的报（2）NBAP功能的实现功能的实现NBAP协议包含协议包含CRNC与与NodeB之间交之间交互的基本过程（互的基本过程（ElementaryProcedures，EP），由请求信息和可能的响应信息组成。），由请求信息和可能的响应信息组成。EP分为两类，第分为两类，第1类类EP需要应答，用需要应答，用以表示成功接收或者不成功接收，第以表示成功接收或者不成功接收，第2类类EP无须应答，都被认为正确接收。无须应答，都被认为正确接收。R99定义的定义的NBAP基本过程分别如表基本过程分别
66、如表3-10和表和表3-11所示。所示。基基 本本 过 程程请求求/ /响响应信息信息小区建立小区建立Cell Setup Request/Response/FailureCell Setup Request/Response/Failure小区重配置小区重配置Cell Reconfiguration Request/Responese/FailureCell Reconfiguration Request/Responese/Failure小区小区删除除Cell Deletion Request/ResponseCell Deletion Request/Response公共公共传输信道建立
67、信道建立Common Transport Channel Setup Request /Reaponse/FailureCommon Transport Channel Setup Request /Reaponse/Failure公共公共传输信道重配置信道重配置Common Transport Channel Reconfiguration Common Transport Channel Reconfiguration Request/Response/Fai lureRequest/Response/Fai lure公共公共传输信道信道删除除Common Transport Channe
68、l Deletion Request/ResponseCommon Transport Channel Deletion Request/Response审计AUDIT REQUEST/ResponseAUDIT REQUEST/Response闭塞塞资源源Block Resoirce Request/Response/FailureBlock Resoirce Request/Response/Failure无无线链路建立路建立Radion Lik Setup Request/Request/Response/FaillureRadion Lik Setup Request/Request/
69、Response/Faillure系系统信息更新信息更新System Information Update Request/Response/FailureSystem Information Update Request/Response/Failure公共公共测量启量启动Common Measurement Initiation Request/Response/FailureCommon Measurement Initiation Request/Response/Failure无无线链路增加路增加Radio Link Addition Request/Response/Failure
70、Radio Link Addition Request/Response/Failure无无线链路路删除除Radio Link Deletion Request/Request/ResponseRadio Link Deletion Request/Request/Response同步的无同步的无线链路重配准路重配准备Radio Link Reconfiguration Prepare/Ready/FailureRadio Link Reconfiguration Prepare/Ready/Failure异步的无异步的无线链路重配置路重配置Radio Link Reconfiguration
71、 Request /Rseponse/FailureRadio Link Reconfiguration Request /Rseponse/Failure专用用测量启量启动Dedicated Measurement Initiatioon Requret /Response/FailureDedicated Measurement Initiatioon Requret /Response/Failure重启重启RESET REQUEST/ResponseRESET REQUEST/Response表表3-103-10NBAPNBAP的第的第1 1类类EPEP基基 本本 过 程程请求求/ /
72、响响应信息信息资源状源状态指示指示Resource Status IndicationResource Status Indication审计请求求Audit Requirde IndicationAudit Requirde Indication公共公共测量量结果果报告告Common Measurement ReportCommon Measurement Report公共公共测量中止量中止Common Measurement Termination RequestCommon Measurement Termination Request公共公共测量失量失败Common Measureme
73、nt Failure IndicationCommon Measurement Failure Indication同步的无同步的无线链路重配置路重配置Radio Lihk ReconfigurationRadio Lihk Reconfiguration CommitCommit同步的无同步的无线链路重配置取消路重配置取消Radio Lihk ReconfigurationRadio Lihk Reconfiguration CancellationCancellation无无线链路失路失败Radio Lihk Failure IndicationRadio Lihk Failure Ind
74、ication无无线链路恢复路恢复Radio Lihk Restore IndicationRadio Lihk Restore Indication专用用测量量结果果报告告Dedicated Measurement ReportDedicated Measurement Report专用用测量中止量中止Dedicated Measurement Termination RequestDedicated Measurement Termination Request专用用测量失量失败Dedicated Measurement Failure IndicationDedicated Measur
75、ement Failure Indication下行下行链路功率控制路功率控制Dl Power Control RequestDl Power Control Request压缩模式控制命令模式控制命令Compressed Mode CommandCompressed Mode Command解解闭资源源Unblock Resource IndicationUnblock Resource Indication错误指示指示Error IndicationError Indication表表3-113-11NBAPNBAP的第的第2 2类类EPEP3.3.4Iur接口接口在在GSM网络中，两个网
76、络中，两个BSC之间是没有之间是没有逻辑接口的，而在逻辑接口的，而在WCDMA中，为了更好中，为了更好地满足对用户移动性的支持，引入了任意地满足对用户移动性的支持，引入了任意两个两个RNC之间的逻辑接口之间的逻辑接口Iur。与与Iu接口相同，水平方向分为无线网接口相同，水平方向分为无线网络层和传输网络层；垂直方向分为控制面络层和传输网络层；垂直方向分为控制面和用户面，如图和用户面，如图3-19所示。所示。图图3-19 Iur3-19 Iur接口协议栈结构接口协议栈结构在无线网络层控制面是无线网络子系在无线网络层控制面是无线网络子系统应用部分（统应用部分（RNSApplicationPart，R
77、NSAP）协议，用户面是）协议，用户面是IurFP协议。协议。1Iur接口协议栈结构接口协议栈结构Iur接口传输网络层的传输网络用户面接口传输网络层的传输网络用户面由基于由基于SAAL的的MTP3-b和和SCCP组成，或组成，或者基于者基于SCTP和和M3UA组成。组成。SAAL包含包含SSCF、SSCOP和和AAL5等等3部分。部分。2RNSAP主要功能主要功能无线网络层协议（无线网络层协议（RNSAP）负责）负责RNC和和RNC之间的信令交换，接收来自传输层之间的信令交换，接收来自传输层的数据传送服务，是的数据传送服务，是Iur接口的应用层协议，接口的应用层协议，其主要功能如下。其主要功能
78、如下。（1）无线链路相关功能。）无线链路相关功能。（2）公共控制信道信令在）公共控制信道信令在Iur接口的传输。接口的传输。（3）公共传输信道资源管理。）公共传输信道资源管理。（4）寻呼。）寻呼。（5）通用错误报告。）通用错误报告。3.4 WCDMA3.4 WCDMA空中接口空中接口3.4.1Uu接口协议结构接口协议结构WCDMA系统中系统中Uu接口，有时也称为接口，有时也称为空中接口，是指空中接口，是指UE和和UTRAN之间的接口，之间的接口，通过使用无线传输技术（通过使用无线传输技术（RTT）将）将UE接入接入到系统固定网络部分。到系统固定网络部分。Uu接口协议用于在接口协议用于在UE和和
79、UTRAN之间之间传送用户数据和控制信息，建立、重新配传送用户数据和控制信息，建立、重新配置和释放无线承载业务。置和释放无线承载业务。空口接口的协议结构如图空口接口的协议结构如图3-20所示所示（图中只包括了在（图中只包括了在UTRAN中可见的协议）。中可见的协议）。每一个方框代表一个协议实体，椭圆每一个方框代表一个协议实体，椭圆表示业务接入点（表示业务接入点（SAP），协议实体间的），协议实体间的通信通过通信通过SAP进行。进行。图图3-20 3-20 空口接口的协议结构空口接口的协议结构空口接口的协议结构分为两面三层，空口接口的协议结构分为两面三层，垂直方向分为控制平面和用户平面，控制垂直
80、方向分为控制平面和用户平面，控制平面用来传送信令信息，用户平面用来传平面用来传送信令信息，用户平面用来传送语音和数据。送语音和数据。水平方向分为水平方向分为3层：层：第第1层（层（L1）：物理层；）：物理层；第第2层（层（L2）：数据链路层；）：数据链路层；第第3层（层（L3）：网络层。）：网络层。3.4.2物理层物理层1物理层的功能物理层的功能物理层位于空中接口协议模型的最底物理层位于空中接口协议模型的最底层，给层，给MAC层提供不同的传输信道，并且层提供不同的传输信道，并且为高层提供服务。为高层提供服务。在在3GPP规范中，详细描述了物理层及规范中，详细描述了物理层及功能。功能。物理层主要
81、实现以下一些功能：物理层主要实现以下一些功能：（1）为传输信道进行前向纠错编）为传输信道进行前向纠错编/解码；解码；（2）无线特性测量，如误帧率、信干比等，）无线特性测量，如误帧率、信干比等，并通知高层；并通知高层；（3）宏分集合并以及软切换实现；）宏分集合并以及软切换实现；（4）在传输信道上进行错误检测并通知高）在传输信道上进行错误检测并通知高层：层：（5）传输信道到物理信道的速率匹配；）传输信道到物理信道的速率匹配；（6）传输信道至物理信道的映射；）传输信道至物理信道的映射；（7）物理信道扩频）物理信道扩频/解扩、调制解扩、调制/解调；解调；（8）频率和时间（位、码片、比特、时隙）频率和时
82、间（位、码片、比特、时隙和帧）同步；和帧）同步；（9）闭环功率控制；）闭环功率控制；（10）RF处理等。处理等。图图3-21 WCDMA3-21 WCDMA的物理信道帧结构的物理信道帧结构2物理信道物理信道物理信道的特征可由载频、扰码、信物理信道的特征可由载频、扰码、信道化码（可选的）和相对相位来体现。道化码（可选的）和相对相位来体现。按照信息的传送方向，物理信道可分按照信息的传送方向，物理信道可分为上行物理信道（为上行物理信道（UE至至NodeB）和下行物）和下行物理信道（理信道（NodeB至至UE）；按照物理信道是）；按照物理信道是否由多个用户共享还是一个用户使用分为否由多个用户共享还是一
83、个用户使用分为专用物理信道和公共物理信道，如图专用物理信道和公共物理信道，如图3-22所示，其中所示，其中HS-SCCH、HS-PDSCH、HS-DPCCH为在为在R5中引入的信道，将在后面中引入的信道，将在后面的章节介绍。的章节介绍。图图3-22 WCDMA3-22 WCDMA物理信道示意图物理信道示意图（1）上行专用物理信道）上行专用物理信道上行专用物理信道包括上行专用物理上行专用物理信道包括上行专用物理数据信道（数据信道（DPDCH）和上行专用物理控制）和上行专用物理控制信道（信道（DPCCH）。）。图图3-23 3-23 上行上行DPDCH/DPCCHDPDCH/DPCCH的帧结构的帧
84、结构（2）上行公共物理信道）上行公共物理信道上行公共物理信道包括物理随机接入上行公共物理信道包括物理随机接入信道（信道（PRACH）和物理公共分组信道）和物理公共分组信道（PCPCH）。）。物理随机接入信道（物理随机接入信道（PRACH） 图图3-24 RACH3-24 RACH接入时隙接入时隙图图3-25 3-25 随机接入发射的结构随机接入发射的结构图图3-26 3-26 随机接入消息部分的结构随机接入消息部分的结构物理公共分组信道（物理公共分组信道（PCPCH） 图图3-27 PCPCH3-27 PCPCH的帧结构的帧结构（3）下行专用物理信道）下行专用物理信道下行链路只有一种专用物理信
85、道，即下行链路只有一种专用物理信道，即专用物理信道（专用物理信道（DPCH），用于传送物理），用于传送物理层控制信息和用户数据。层控制信息和用户数据。下行链路帧结构如图下行链路帧结构如图3-28所示。所示。图图3-28 3-28 下行专用物理信道帧结构下行专用物理信道帧结构（4）下行公共物理信道）下行公共物理信道下行公共物理信道包括公共导频信道下行公共物理信道包括公共导频信道（CPICH）、同步信道（）、同步信道（SCH）、公共控）、公共控制物理信道（制物理信道（CCPCH）、下行物理共享信）、下行物理共享信道（道（PDSCH），其中捕获指示信道），其中捕获指示信道（AICH）、接入前导捕获指
86、示信道（）、接入前导捕获指示信道（AP-AICH）、寻呼指示信道（）、寻呼指示信道（PICH）、冲突）、冲突检测检测/信道分配指示信道（信道分配指示信道（CD/CA-ICH）、）、CPCH状态指示信道（状态指示信道（CSICH）均采用固）均采用固定扩频因子（定扩频因子（SF=256），无传输信道向），无传输信道向它们映射，限于篇幅，不作介绍。它们映射，限于篇幅，不作介绍。公共导频信道（公共导频信道（CPICH） 图图3-29 CPICH3-29 CPICH帧结构帧结构同步信道（同步信道（SCH） 图图3-30 3-30 同步信道帧结构同步信道帧结构公共控制物理信道（公共控制物理信道（CCPCH
87、）下行物理共享信道（下行物理共享信道（PDSCH）3传输信道传输信道在在WCDMA空中接口中，高层数据由空中接口中，高层数据由传输信道承载，物理层与传输信道承载，物理层与MAC层通过传输层通过传输信道进行数据交换，传输信道的特性由传信道进行数据交换，传输信道的特性由传输格式（输格式（TF）定义，传输格式同时也指明）定义，传输格式同时也指明物理层对这些传输信道的处理方式。物理层对这些传输信道的处理方式。传输信道分为专用传输信道和公共传传输信道分为专用传输信道和公共传输信道。输信道。专用传输信道仅存在一种形式，即专用传输信道仅存在一种形式，即DCH（DedicatedChannel），属于双向传）
88、，属于双向传输信道，用来传输特定用户物理层以上的输信道，用来传输特定用户物理层以上的所有信息，包括业务数据以及高层控制信所有信息，包括业务数据以及高层控制信息，能够实现以息，能够实现以10ms无线帧为单位的业务无线帧为单位的业务速率变化、快速功率控制和软切换。速率变化、快速功率控制和软切换。公共传输信道包括广播信道（公共传输信道包括广播信道（BCH）、）、前向接入信道（前向接入信道（FACH）、寻呼信道）、寻呼信道（PCH）、随机接入信道（）、随机接入信道（RACH）、公）、公共分组信道（共分组信道（CPCH）和下行共享信道）和下行共享信道（DSCH）。）。（1）广播信道（）广播信道（BCH）
89、（2）前向接入信道（）前向接入信道（FACH）（3）寻呼信道（）寻呼信道（PCH）（4）随机接入信道（）随机接入信道（RACH）（5）公共分组信道（）公共分组信道（CPCH）（6）下行共享信道（）下行共享信道（DSCH）4物理层成帧的基本概念物理层成帧的基本概念无论无论MAC子层到物理层的数据流，还子层到物理层的数据流，还是物理层到是物理层到MAC子层的数据流（传输块子层的数据流（传输块/传传输块集），都需要经过从传输信道到物理输块集），都需要经过从传输信道到物理信道的映射，以便在无线传输链路上进行信道的映射，以便在无线传输链路上进行传输。传输。下面介绍实现传输信道到物理信道的下面介绍实现传输
90、信道到物理信道的映射中涉及到的基本概念。映射中涉及到的基本概念。（1）传输块）传输块（2）传输块集合）传输块集合图图3-31 3-31 传输块集合示意图传输块集合示意图（3）传输格式（）传输格式（TF）（4）传输格式集（）传输格式集（TFS）（5）传输格式组合（）传输格式组合（TFC）（6）传输格式指示（）传输格式指示（TFI）（7）传输格式组合指示（）传输格式组合指示（TFCI）5上上/下行链路进程下行链路进程（1）加）加CRC（2）传输块级联和编码块分段）传输块级联和编码块分段（3）信道编码与速率匹配）信道编码与速率匹配图图3-32 3-32 物理层上下行链路进程物理层上下行链路进程传输信
91、道信道类型型编 码 方方 式式编 码 速速 率率BCHBCH卷卷积编码1/21/2PCHPCHPACHPACHCPCHCPCH、DCHDCH、DSCHDSCH、FACHFACH1/21/2，1/31/3TurboTurbo编码1/31/3表表3-133-13信道编码方式与编码速率信道编码方式与编码速率（4）插入不连续发送（）插入不连续发送（DTX）指示）指示比特（第比特（第1次次/第第2次）次）（5）交织（第）交织（第1次次/第第2次）次）（6）无线帧均衡）无线帧均衡（7）无线帧分段、传输信道复用和）无线帧分段、传输信道复用和物理信道映射物理信道映射（8）扩频和加扰）扩频和加扰（9）调制）调制
92、图图3-33 3-33 扩频和加扰示意图扩频和加扰示意图图图3-34 3-34 下行调制方式下行调制方式3.4.3数据链路层数据链路层数据链路层使用物理层提供的服务，数据链路层使用物理层提供的服务，并向第并向第3层提供服务。层提供服务。数据链路层划分为媒体接入控制数据链路层划分为媒体接入控制（MAC）子层、无线链路控制（）子层、无线链路控制（RLC）子）子层、分组数据汇聚协议（层、分组数据汇聚协议（PDCP）子层和广）子层和广播播/多播控制（多播控制（BMC）子层。）子层。其中其中MAC和和RLC由控制面与用户面共由控制面与用户面共用，用，PDCP和和BMC仅用于用户面。仅用于用户面。1媒体接
93、入控制（媒体接入控制（MAC）子层）子层（1）MAC子层功能子层功能MAC子层位于物理层之上，向高层提子层位于物理层之上，向高层提供无确认的数据传送、无线资源重分配和供无确认的数据传送、无线资源重分配和测量等服务，通过物理层提供的传输信道测量等服务，通过物理层提供的传输信道借助逻辑信道与上层交换数据。借助逻辑信道与上层交换数据。（2）MAC子层结构子层结构图图3-35 MAC3-35 MAC子层结构子层结构（3）逻辑信道）逻辑信道MAC子层通过逻辑信道与高层进行数子层通过逻辑信道与高层进行数据交互，在逻辑信道上提供不同类型的数据交互，在逻辑信道上提供不同类型的数据传输业务。据传输业务。逻辑信道
94、是逻辑信道是MAC子层向子层向RLC子层提供子层提供的数据传输服务，表述承载的任务和类型。的数据传输服务，表述承载的任务和类型。逻辑信道根据不同数据传输业务定义逻辑信道根据不同数据传输业务定义逻辑信道的类型。逻辑信道的类型。逻辑信道通常分为两类：控制信道，逻辑信道通常分为两类：控制信道，用来传输控制平面信息；业务信道，用来用来传输控制平面信息；业务信道，用来传输用户平面信息。传输用户平面信息。逻辑信道共有逻辑信道共有6类，分别介绍如下。类，分别介绍如下。控制信道控制信道广播控制信道（广播控制信道（BCCH）寻呼控制信道（寻呼控制信道（PCCH）公共控制信道（公共控制信道（CCCH）专用控制信道
95、（专用控制信道（DCCH）业务信道业务信道专用业务信道（专用业务信道（DTCH）公共业务信道（公共业务信道（CTCH）（4）逻辑信道、传输信道和物理信道之）逻辑信道、传输信道和物理信道之间的映射关系间的映射关系图图3-36 3-36 逻辑信道、传输信道和物理信道之间的映射（逻辑信道、传输信道和物理信道之间的映射（R99R99版本）版本）2无线链路控制（无线链路控制（RLC）子层）子层（1）RLC子层主要功能子层主要功能数据分段和重组数据分段和重组级联和填充级联和填充用户数据传输和纠错用户数据传输和纠错高层高层PDU顺序传输和复制检测顺序传输和复制检测流量控制流量控制序列检查序列检查协议错误检测
96、与恢复协议错误检测与恢复加密加密（2）RLC子层结构子层结构图图3-37 RLC3-37 RLC子层结构子层结构3分组数据汇聚协议（分组数据汇聚协议（PDCP）子层）子层图图3-38 PDCP3-38 PDCP子层结构图子层结构图4广播广播/组播控制协议（组播控制协议（BMC）子层）子层图图3-39 BMC3-39 BMC子层结构图子层结构图3.4.4无线资源控制层无线资源控制层RRC层属于控制平面，层属于控制平面，UE和和UTRAN间的控制信令主要是无线资源控制间的控制信令主要是无线资源控制（RRC）层消息，控制接口管理和对低层）层消息，控制接口管理和对低层协议实体的配置。协议实体的配置。R
97、RC层主要完成的功能有：接入层控层主要完成的功能有：接入层控制、系统信息广播、制、系统信息广播、RRC连接管理、无线连接管理、无线承载管理、承载管理、RRC移动性管理、无线资源管移动性管理、无线资源管理、寻呼和通知、高层信息路由功能、加理、寻呼和通知、高层信息路由功能、加密和完整性保护、功率控制、测量控制和密和完整性保护、功率控制、测量控制和报告等。报告等。1RRC层结构层结构图图3-40 UE3-40 UE侧侧RRCRRC模型模型图图3-41 UTRAN3-41 UTRAN侧侧RRCRRC模型模型2RRC层的状态层的状态图图3-42 RRC3-42 RRC的各种状态模式及各种模式间的转换关系
98、的各种状态模式及各种模式间的转换关系（1）空闲模式）空闲模式（2）UTRAN连接模式连接模式（3）RRC各种状态间的转换关系各种状态间的转换关系3.5 WCDMA3.5 WCDMA网络中的编号计划网络中的编号计划3.5.1UMTS网络的服务区域划分网络的服务区域划分在蜂窝移动通信网络中，为了向用户在蜂窝移动通信网络中，为了向用户提供服务，网络需要随时掌握移动用户所提供服务，网络需要随时掌握移动用户所在位置，网络需要进行位置和服务区域管在位置，网络需要进行位置和服务区域管理。理。UMTS网络的服务区域划分如图网络的服务区域划分如图3-43所示。所示。图图3-43 UMTS3-43 UMTS网络服
99、务区域划分网络服务区域划分3.5.2WCDMA网络中的编号计划网络中的编号计划1与服务区有关的编号与服务区有关的编号（1）PLMN标识（标识（PLMN-Id）PLMN-Id=MCC+MNC（2）核心网的域标识）核心网的域标识核心网的域标识有两种定义：核心网的域标识有两种定义：核心网电路域标识：核心网电路域标识：CS-Id=PLMN-Id+LAC核心网分组域标识：核心网分组域标识：PS-Id=PLMN-Id+LAC+RAC（3）服务区标识）服务区标识SAI=PLMN-Id+LAC+SAC（4）位置区标识）位置区标识LAI=MCC+MNC+LAC（5）路由区标识）路由区标识RAI=MCC+MNC+
100、LAC+RAC（6）小区全球标识）小区全球标识CGI=MCC+MNC+LAC+CI图图3-44 WCDMA3-44 WCDMA网络标识网络标识2WCDMA中移动终端用户的标识中移动终端用户的标识（1）移动用户号码（）移动用户号码（MSISDN）MSISDN=CC+NDC+SN（2）国际移动用户识别码（）国际移动用户识别码（IMSI）IMSI=MCC+MNC+MSIN（3）临时用户身份识别（）临时用户身份识别（TMSI和和P-TMSI）（4）国际终端设备识别号和国际终）国际终端设备识别号和国际终端设备与软件版本号（端设备与软件版本号（IMEI和和IMEISV）IMEI=TAC+SNR+SPIME
101、ISV=TAC+SNR+SVN（5）移动用户漫游号码（）移动用户漫游号码（MSRN）（6）无线网络临时标识（）无线网络临时标识（RNTI）小小 结结1WCDMA系统网络结构按功能划分，由系统网络结构按功能划分，由核心网（核心网（CN）、无线接入网（）、无线接入网（UTRAN）、）、用户设备（用户设备（UE）与操作维护中心）与操作维护中心（OMC）等组成。）等组成。核心网与无线接入网（核心网与无线接入网（UTRAN）之间的）之间的开放接口为开放接口为Iu接口，无线接入网（接口，无线接入网（UTRAN）与用户设备（与用户设备（UE）间的开放接口为）间的开放接口为Uu接口。接口。用户设备（用户设备（
102、UE）主要由移动设备）主要由移动设备（ME）和通用用户识别模块（）和通用用户识别模块（USIM）两）两部分组成。部分组成。UTRAN由一个或几个无线网络子系统由一个或几个无线网络子系统（RNS）组成。）组成。每个每个RNS包括一个无线网络控制器包括一个无线网络控制器（RNC）、一个或几个）、一个或几个NodeB。为了从逻辑上描述为了从逻辑上描述RNC的功能，引入的功能，引入了了SRNC，DRNC，CRNC的概念。的概念。2R99版本核心网电路域、分组域的功能版本核心网电路域、分组域的功能实体与实体与GSM/GPRS基本一致，为支持基本一致，为支持3G业业务，增加了务，增加了Iu接口，核心网通过
103、接口，核心网通过A接口和接口和Gb接口可以与接口可以与GSM/GPRS无线网络相通。无线网络相通。有些功能实体增添了相应的接口协议，有些功能实体增添了相应的接口协议，同时对原有的接口协议进行了改进。同时对原有的接口协议进行了改进。3R4版本与版本与R99版本相比，在核心网电路域版本相比，在核心网电路域提出了承载和控制独立的概念，引入了软交提出了承载和控制独立的概念，引入了软交换技术。换技术。R4版本在无线接入网网络结构方面没有版本在无线接入网网络结构方面没有变化，但在无线接入技术方面针对变化，但在无线接入技术方面针对WCDMA规范作了改进，增加了规范作了改进，增加了TD-SCDMA系统的空系统
104、的空中接口标准。中接口标准。R4核心网变化的实体有核心网变化的实体有MSC服务器服务器（MSCServer）、电路交换媒体网关）、电路交换媒体网关（CS-MGW）和关口）和关口MSC服务器（服务器（GMSCServer），新增接口：），新增接口：Mc，Nc，Nb接口。接口。4R5版本在无线接入网方面，提出高速版本在无线接入网方面，提出高速下行分组接入（下行分组接入（HSDPA）技术，）技术，Iu、Iur、Iub接口增加了基于接口增加了基于IP的可选择传输方式，的可选择传输方式，保证无线接入网实现全保证无线接入网实现全IP化；在化；在CN方面，方面，在在R4基础上增加了基础上增加了IP多媒体子系
105、统多媒体子系统（IMS）。）。5IMS的主要功能实体包括呼叫会话控制的主要功能实体包括呼叫会话控制功能（功能（CSCF）、归属用户服务器（）、归属用户服务器（HSS）、）、媒体网关控制功能（媒体网关控制功能（MGCF）、）、IP多媒体多媒体媒体网关功能（媒体网关功能（IM-MGW）、多媒体资）、多媒体资源功能控制器（源功能控制器（MRFC）、多媒体资源功）、多媒体资源功能处理器（能处理器（MRFP）、签约定位器功能）、签约定位器功能（SLF）、出口网关控制功能（）、出口网关控制功能（BGCF）、）、信令网关（信令网关（SGW）、应用服务器（）、应用服务器（AS）、）、多媒体域业务交换功能（多媒
106、体域业务交换功能（IM-SSF）、业务）、业务能力服务器（能力服务器（OSA-SCS）等。）等。按功能划分，按功能划分，IMS的主要功能实体大的主要功能实体大致分为致分为6大类别。大类别。6UTRAN是是UMTS系统的无线接入网部系统的无线接入网部分。分。UTRAN接口通用协议模型分为两层二接口通用协议模型分为两层二平面。平面。两层指从水平的分层结构来看，分为两层指从水平的分层结构来看，分为无线网络层和传输网络层。无线网络层和传输网络层。二平面指从垂直面来看，每个接口分二平面指从垂直面来看，每个接口分为控制面和用户面。为控制面和用户面。UTRAN内部的内部的3个接口（个接口（Iu，Iur和和I
107、ub）都遵循统一的基本协议模型结构。）都遵循统一的基本协议模型结构。7Iu接口是接口是UTRAN与核心网之间的接口，与核心网之间的接口，也可以看作也可以看作RNC与与CN之间的一个参考点。之间的一个参考点。UTRAN与核心网电路域的接口称为与核心网电路域的接口称为Iu-CS，与核心网分组域的接口称为，与核心网分组域的接口称为Iu-PS，与小区广播系统之间的接口称为，与小区广播系统之间的接口称为Iu-BC。RANAP协议位于协议位于Iu接口协议栈的最高接口协议栈的最高层，属于层，属于Iu接口应用层协议，负责处理接口应用层协议，负责处理UTRAN和和CN之间的信令交互。之间的信令交互。RANAP功
108、能通过一个或多个功能通过一个或多个RANAP基本过程（基本过程（EP）实现。）实现。按照请求信息和响应信息，按照请求信息和响应信息，EP分为分为3类。类。8Iub接口作为接口作为RNC与与NodeB之间的接口，之间的接口，负责所有负责所有RNC与与NodeB之间的通信过程。之间的通信过程。协议结构与协议结构与UTRAN接口的协议模型一致。接口的协议模型一致。无线网络控制面中的无线网络控制面中的NBAP是是RNC与与NodeB之间的控制协议，但之间的控制协议，但NBAP并不关并不关心底层所用传输协议的细节。心底层所用传输协议的细节。NBAP协议包含协议包含CRNC与与NodeB之间之间交互的基本
109、过程（交互的基本过程（EP），），EP分为两类。分为两类。9在在GSM网络中，两个网络中，两个BSC之间是没有之间是没有逻辑接口的，而在逻辑接口的，而在WCDMA中，为了更好中，为了更好地满足对用户移动性的支持，引入了任意地满足对用户移动性的支持，引入了任意两个两个RNC之间的逻辑接口之间的逻辑接口Iur。协议结构与协议结构与UTRAN接口的协议模型一接口的协议模型一致，在无线网络层控制面是无线网络子系致，在无线网络层控制面是无线网络子系统应用协议（统应用协议（RNSAP），用户面是），用户面是IurFP协议。协议。RNSAP负责负责RNC和和RNC之间的信令交之间的信令交换，接收来自传输层的
110、数据传送服务，是换，接收来自传输层的数据传送服务，是Iur接口的应用层协议。接口的应用层协议。10WCDMA系统中系统中Uu接口（空中接口）接口（空中接口）协议结构分为两面三层，垂直方向分为控协议结构分为两面三层，垂直方向分为控制平面和用户平面。制平面和用户平面。水平方向分为水平方向分为3层：物理层、数据链路层：物理层、数据链路层、网络层。层、网络层。数据链路层又包括媒体接入控制数据链路层又包括媒体接入控制（MAC）层、无线链路控制（）层、无线链路控制（RLC）层、）层、分组数据汇聚协议（分组数据汇聚协议（PDCP）层和广播）层和广播/多多播控制（播控制（BMC）层。）层。其中其中MAC和和R
111、LC由控制面与用户面共由控制面与用户面共用，用，PDCP和和BMC仅用于用户面。仅用于用户面。11在在WCDMA空中接口中，物理信道的空中接口中，物理信道的特征可由载频、扰码、信道化码（可选的）特征可由载频、扰码、信道化码（可选的）和相对相位来体现。和相对相位来体现。按照信息的传送方向，物理信道可分按照信息的传送方向，物理信道可分为上行物理信道和下行物理信道；按照物为上行物理信道和下行物理信道；按照物理信道是否由多个用户共享还是一个用户理信道是否由多个用户共享还是一个用户使用分为专用物理信道和公共物理信道。使用分为专用物理信道和公共物理信道。12实现传输信道到物理信道的映射中涉实现传输信道到物
112、理信道的映射中涉及的基本概念包括：传输块、传输块集合、及的基本概念包括：传输块、传输块集合、传输格式、传输格式集、传输格式组合、传输格式、传输格式集、传输格式组合、传输格式指示、传输格式组合指示。传输格式指示、传输格式组合指示。13物理层位于空中接口协议模型的最底物理层位于空中接口协议模型的最底层，层，MAC子层位于物理层之上，物理层与子层位于物理层之上，物理层与MAC层通过传输信道进行数据交换，不同层通过传输信道进行数据交换，不同传输信道必须由不同的物理信道承载。传输信道必须由不同的物理信道承载。MAC层通过逻辑信道与高层进行数据层通过逻辑信道与高层进行数据交互，在逻辑信道上提供不同类型的数
113、据交互，在逻辑信道上提供不同类型的数据传输业务。传输业务。通过物理层提供的传输信道借助逻辑通过物理层提供的传输信道借助逻辑信道与上层交换数据。信道与上层交换数据。逻辑信道、传输信道和物理信道间有逻辑信道、传输信道和物理信道间有特定的映射关系。特定的映射关系。14来自来自MAC层的传输信道的数据以传输层的传输信道的数据以传输块的形式传输，物理层对传输块进行信道块的形式传输，物理层对传输块进行信道编码等处理，形成编码组合传输信道编码等处理，形成编码组合传输信道（CCTrCH）。）。形成形成CCTrCH后，传输信道映射到物后，传输信道映射到物理信道，物理信道扩频、加扰和调制后，理信道，物理信道扩频、
114、加扰和调制后，数据发送到空中接口。数据发送到空中接口。15RLC层支持层支持3种传输模式：透明模式、种传输模式：透明模式、非确认模式和确认模式。非确认模式和确认模式。透明模式和非确认模式的实体是单向透明模式和非确认模式的实体是单向实体，可以配置为发送实体或者接收实体；实体，可以配置为发送实体或者接收实体；确认模式实体是双向实体，包含发送侧和确认模式实体是双向实体，包含发送侧和接收侧，可同时进行收发。接收侧，可同时进行收发。16UE和和UTRAN间的控制信令主要是无间的控制信令主要是无线资源控制（线资源控制（RRC）层消息。）层消息。RRC子层通过通知业务接入点（子层通过通知业务接入点（Nt-S
115、AP）、专用业务接入点（）、专用业务接入点（DC-SAP）和通）和通用控制接入点（用控制接入点（GC-SAP）向高层提供服）向高层提供服务。务。RRC的各种状态及各种模式间可以相的各种状态及各种模式间可以相互转换，互转换，UTRAN连接模式有连接模式有4种状态：种状态：CELLDCH，CELLFACH，CELLPCH和和URAPCH状态。状态。17与与GSM网络的服务区域相比，网络的服务区域相比，UMTS网络分为电路域（网络分为电路域（CS）、分组域（）、分组域（PS）、）、广播域（广播域（BC）及）及IMS域（域（R5版本），新增版本），新增了业务区（了业务区（SA）的概念。）的概念。网络实体的编号和用户编号对于呼叫网络实体的编号和用户编号对于呼叫处理过程以及用户的移动性管理过程都是处理过程以及用户的移动性管理过程都是非常重要的。非常重要的。网络的编号计划与网络结构、网络功网络的编号计划与网络结构、网络功能及移动性管理等紧密相关。能及移动性管理等紧密相关。结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！274
