3GPP TS 25.401 V3.10.0 (2002-06) 翻译小组成员
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关于“移动通信俱乐部3G本土化研究组”
移动通信俱乐部3G本土化研究组
3G Research&Localization Group of Mobile Club,简称3G RLG.MC
由移动通信俱乐部(www.mobileclub.org)发起成立的。3G RLG.MC致力于3G的本土化研究工作,工作 方式是开放式的,非盈利目的的。任何个人、组织均可参与3G RLG.MC。3G RLG.MC最高纲领:成为中国最大的3G 研究社区和中文化团队,推进中国3G通信事业健康发展。3G RLG.MC初级纲领:让每一个社区成员都能参与到3G中文化和学习中来,促进业界交流,营造一个深入探讨学习和交流3G的平台
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前 言
这个技术规范(TS)是由第三代伙伴项目(3GPP)。
当前这篇文档的内容服从于TSG内部的持续工作,而且会在TSG的正式批准之下进行变动。TSG可能会修改当前这篇文档的内容,这篇文档会由TSG在相同的发布时间间隔内重新发布,而这篇文档的版本号会按下面的方式增加:
版本 x.y.z
这里:
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1 呈送给TSG作为信息 ; 2 呈送给TSG等待批准 ;
3 或者更大的数字表明这个文档是在改变控制下TSG批准的文档。
y 第二个数字将会在各种情况下的变动发生的时候被增加,例如,技术增强,改正,更 新,等等。
z 第三个数字只有在变动被集成到文档的时候被增加。
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1 范 围
这篇文档描述了UTRAN的整体框架,包括内部接口和对射频和 Iu 接口的规定。
2 参 考 文 献
以下文档包含本文通过参考引用的方式所提供的部分内容,这些内容组成了当前的这篇文档。
● 引用或者通过文献出版时间,出版版本,版本号等被特别指明,或者没有被特别指明。 ● 对于某个指明的引用,原引用的随之的修改不会在本文档中响应出现。 ● 对于一个没有指明的引用,只有最近的版本才能在本文中生效。
[1] 3GPP TR 25.990: \"Vocabulary\".
[2] 3GPP TS 23.110: \"UMTS Access Stratum Services and Functions\".
[3] 3GPP TS 25.211: \"Physical channels and mapping of transport channels onto physical channels(FDD)\".
[4] 3GPP TS 25.442: \"UTRAN Implementation Specific O&M Transport\".
[5] 3GPP TS 25.402: \"Synchronisation in UTRAN Stage 2\".
[6] 3GPP TS 23.003: \"Numbering, Addressing and Identification\".
[7] 3GPP TS 25.331: \"RRC Protocol Specification\".
[8] 3GPP TS 23.101: \"General UMTS Architecture\".
3 定义和缩写
3.1 定义
对于当前这篇文档,我们使用以下的措辞和定义方式:
ALCAP:传输信令协议用来建立和销毁传输信使的通用名字。
Cell:一个射频网络对象,这个对象可以被用户设备从一个UNTRAN接入点向一个地理区域广播的蜂窝识别码
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来确定这个对象的唯一性。cell或者是FDD或者是TDD模式。
Iu:RNC和一个MSC,SGSN或者CBC之间的接口,这个接口提供一个在RNS和核心网络之间互联的接口。它也可以被看作参考点。
Iub:RNC和Node B之间的接口
Iur:两个RNC之间的逻辑接口。同时逻辑上代表一个在RNC之间的点对点链路,它的物理实现并不需要一个点对点的链路。
Logical Model:Logical Model 使用代表网络元素,网络元素的集合,元素之间的拓扑关系,连接(终端节点),传输实体(例如连接)等的信息对象来定义一个网络或者网络元素的抽象视图。
在Logical Model中定义的信息对象被连接管理功能使用。通过这种方法,我们就可以拥有一个独立于物理层实现的管理功能。
Node B:在RNS中负责在一个或者更多的蜂窝中从或者向UE发送和接收射频的逻辑节点。这个逻辑节点是Iub节点到RNC的终点。
Radio Resources:构成UTRAN中射频接口的资源,如,频率,随机码,扩频因子,公用和专用信道的功率。
Node B Application Part:在Iub接口上的射频网络信令。
Radio Network Controller:在RNS中负责控制无线资源的使用和完整性的逻辑节点。
Controlling RNC:在RNC中负责一个指定的Node B的角色。任何一个Node B只有一个相应的Controlling RNC。Controlling RNC对属于它的Node B的逻辑资源拥有绝对的控制权。
Radio Network Subsystem:RNS可以或者是一个完整功能的UTRAN或者是UTRAN的一部分。RNS在一个UE和UTRAN之间提供指定的无线资源的分配和释放的功能。一个Raido Network Subsystem包括一个RNC并且掌管一个蜂窝集中的资源和传输和接收。
Serving RNS:在一个RNS中相对于在UE和UTRAN之间的一个特定连接的角色。对于每个和UTRAN有一个连接的UE来说都有一个相应的Serving RNS.The Serving RNS 终止为这个UE服务的Iu。
Drift RNS:在一个RNS中对应于一个UE和UTRAN之间一个特定连接的角色部分。当在UTRAN和UE之间的连接需要使用被一个Serving RNS控制的蜂窝的时候,那个为Serving RNS提供无线资源的RNS就被称为Drift RNS。
Radio Access Network Application Part:在Iu 接口上的无线网络信令。
Radio Network Subsystem Application Part:在Iur接口上的无线网络信令。
RRC Connection:分别在UE和UTRAN上的RRC对等实体之间的点对点双向连接。一个UE或者没有RRC连接,或者有一个RRC连接。
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User Equipment:带有一个或者几个UMTS用户识别模块的移动设备。一个允许一个用户通过Uu接口访问网络服务的设备。UE在参考文献[8]中有详细定义。
Universal Terrestrial Radio Access Network:UTRAN是一个识别在Iu和Uu接口之间由RNCs和Node Bs组成的网络部分的概念词。UTRAN的实例化概念目前还没有被定义。
UTRAN Access Point:在UTRAN内部行使无线传输和接收的概念点。一个UTRAN接入点和一个特定的蜂窝相联系,例如,在每一个蜂窝里面都有一个UTRAN接入点。它是一个无线链路在UTRAN边上的终点。
Radio Link:“Radio Link”是指在一个单独的User Equipment和一个单独得UTRAN接入点之间的逻辑链接。它的物理实现包括一个或者更多的无线信使传输。
Radio Link Set:再DL中有一个Transmit Power Control(TPC) 的公共初始化命令的一个或者更多的Raido Links。
Uu:在UTRAN和User Equipment之间的无线接口。
RAB sub-flows:Radio Access Bearer 可以由UTRAN通过几个sub-flows实现。这些sub-flows对应于NAS服务数据流,这些数据流具有在预定义在RAB之内,例如,不同的可靠性级别的QoS特性。
RAB sub-flows有以下特性:
1) RAB 的sub-flows在RAB建立和释放的同时,分别被建立和释放。
2) RAB 的sub-flows 在RAB SAP上被一起提交和传递。
3) RAB的sub-flows由相同的Iu传输信使承载。
4) RAB的sub-flows在SAP和Iu接口之上以一种预定义的方式组织。这个组织形式是
由NAS强加的,这是NAS的协调的责任。
Set of co-ordinated DCHs:set of co-ordinated DCHs 是一些总是联合建立和释放的专有传输信道集合。在一个互相协调的DCHs中的单独DCHs不能单独操作,例如,如果一个DCH的建立失败了,那么在这个互相协调的DCHs中的所有其他的DCHs的建立都要被失败地终止。一个互相协调的DCHs集合在一个传输信令上进行传输。在一个互相协调DCHs集合中的所有DCHs都将拥有相同的TTI。
3.2 缩略语
以下的缩略语在本文档中的涵义如下:
ALCAP Access Link Control Application Part 接入链路控制应用部分
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BMC Broadcast/Multicast Control 广播/多播控制 BM-IWF Broadcast Multicast Interworking Function 广播多播相互操作功能 BSS Base Station Subsystem 基站子系统 CBC Cell Broadcast Centre 蜂窝广播中心 CBS Cell Broadcast Service 蜂窝广播服务 CN Core Network 核心网
CPCH Common Packet Channel 公共分组信道 CRNC Controlling Radio Network Controller 控制无线网络控制其 DCH Dedicated Channel 专用信道 DL Downlink 下行链路 DRNS Drift RNS 漂移RNS FACH Forward Access Channel 前向接入信道 FFS For Further Study 需要进一步研究 GTP GPRS Tunnelling Protocol GPRS隧道协议 MAC Medium Access Control 介质接入控制 NAS Non Access Stratum 非接入层
NBAP Node B Application Part Node B应用部分 PCH Paging Channel 寻呼信道 QoS Quality of Service 服务质量 RAB Radio Access Bearer 无线接入信使 RACH Random Access Channel 随机接入信道 RANAP Radio Access Network Application Part 无线接入网络应用部分 RNC Radio Network Controller 无线网络控制器 RNS Radio Network Subsystem 无线网络子系统 RNSAP Radio Network Subsystem Application Part 无线网络子系统应用部分 RNTI Radio Network Temporary Identity 无线网络暂时识别码 SAB Service Area Broadcast 服务区域广播 SRNC Serving Radio Network Controller 服务无线网络控制器 SRNS Serving RNS 服务RNS TEID Tunnel Endpoint Identifier 隧道终点识别码 TTI Transmission Time Interval 传输时间间隔 UE User Equipment 用户设备 UL Uplink 上行链路 UMTS Universal Mobile Telecommunication System 通用移动通信系统 USIM UMTS Subscriber Identity Module UMTS用户识别模块
UTRAN Universal Terrestrial Radio Access Network 通用陆地无线接入网络
4.一般原则
UTRAN框架以及接口定义的一般原则: -信令和数据传输网络逻辑分离;
-UTRAN和核心网功能与传输功能完全分离;UTRAN和核心网中用的地址方案不能与传输功能的地址方案有所关联,实际上,一些UTRAN或核心网的功能与一些传输功能共存于同一个
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设备中,这样就不能把传输功能作为UTRAN或者核心网的一部分。 -宏分集( 仅FDD )完全在UTRAN中处理.
-RRC(无线资源控制)连接移动性完全由UTRAN控制. -定义UTRAN接口时遵循以下的原则. -通过接口的功能分类应尽可能的少. -接口基于通过该接口控制的实体的逻辑模型. -一个物理网元能作用于多个逻辑节点.
在接口协议结构中,传输网络控制平面是一个传输承载管理功能平面,真正用于传输网络控制平面的信令协议依赖于底层的传输层技术,目的并不是为传输网络控制平面定义一种新的应用部分,而是把其他组织已经标准化的信令协议用于应用传输层技术。
5.UMTS一般结构
5.1 前言
图1描述了一个带有外部节点和UTRAN接口的简单UMTS结构
UTRAN:UMTS无线接入网 CN:核心网 UE:用户设备 图1 UMTS框架 5.2一般协议结构
Uu和Iu接口上的协议一般分成两种结构: -用户平面协议
这些协议完成真正的无线接入承载业务等等,同时携带底层接入的用户数据 -控制平面协议
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协议包括:控制无线接入承载以及UE与不同网络之间的连接,(包括请求服务,控制不同的传输资源,(提交流水线等等),也包括NAS信息的透明传输机制。 5.2.1 用户平面
无线接入承载业务由底层接入从SAP到SAP来提供,图2描述了在连接在一起的Uu接口和Iu接口上面提供无线接入承载业务的协议
(1)无线接口协议在TS 25.2XX和TS 25.3XX文档中定义. (2)Iu接口协议在TS25.41X文档中定义. 图2 Iu和Uu用户平面
5.2.2 控制平面
图3描述了在Uu接口和Iu接口上面的控制平面(信令)协议栈
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(1)无线接口协议在TS 25.2XX和TS 25.3XX文档中定义.
(2)Iu接口协议在TS25.41X文档中定义.
(3)CM,MM,GMM,SM:指的是在UE跟核心网之间的一系列NAS控制协议,也许
关联到不同的NAS协议栈,对这些协议的结构进展不属于本文档范围之内.
图3 Iu和Uu控制平面
注:无线协议和Iu协议都包含了透明传输NAS信息的机制
6 UTRAN的结构
UTRAN由若干个通过Iu接口连接到CN的无线网络子系统(RNS,Radio Network Subsystem)组成。其中一个RNS包含一个RNC和一个或多个Node B。而Node B通过Iub接口与RNC相连接。Node B支持FDD模式、TDD模式或双模。Node B包括一个或多个小区。RNC通过给UE以信号来管理移交决策。一个RNC也许包含一个聚合/分裂功能以支持信号流的聚合/分裂(见子条款7.2.4.3)。在UTRAN内,RNCs之间能通过Iur接口进行信息交互,I(u)s和Iur是逻辑接口,Iur接口可以是RNC之间的直接物理连接,也可通过任何合适传输网络的虚拟连接来实现。UTRAN的结构如图4所示。
图4. UTRAN结构
每个RNS管理一组小区的资源。在UE和UTRAN的每个连接中,其中一个RNS充当服务RNS (Serving RNS, SRNS)。当然,当移动台从一个小区移动到另一个小区时,其他RNS可以为该RNS提供帮助,这样的RNS称为流动RNS (Drifting RNS,DRNS)。
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图5. SRNS和DRNS
UTRAN分为无线网络层和传输网络层。其中,UTRAN的逻辑节点和他们之间的接口被定义为无线网络层的一部分。
对于每个UTRAN接口(Iu,Iur,Iub)相关的传输网络层协议和功能都被明确的给定。传输网络层为平面传输、信号传输和特定的运行与维护(O&M)传输提供服务。
一次确定接口规范下的设备适应的执行将支持相关接口的无线网络协议。因为互用性,它也可以是一个最小化的支持根据特定接口传输层的传输网络协议。
3GPP并未给出传输网络层的网络结构,而是将其作为一个开放的课题。 与3GPP相适应的设备至少应能在传输网络层作为终端工作,也许能在传输网络层内作为交换机/路由器工作。
运行与维护(O&M)信号到节点B的具体实现过程,只有传输网络层协议在UTRAN的规范之内。
图6. 协议层
图六给出了R99传输网络层的哪部分可能(但并不要求)由如传输网络那样的操作构成。例如,无线网络层提供目的地址,即:
为特定的运行与维护(O&M)传输提供服务的传输网; 为Iu和Iur提供服务的信令网
为Iub, Iur和Iu CS用户平面连接提供服务的传输网 为Iu PS用户平面连接提供服务的传输网
通过无线网络层为Iub信令建立的信令链接不能被视为配置一个网络(没有提供地址)。 一个UTRAN的传输网络可能不仅由使用的操作配置,而且还能传输其他的UTRAN传输 6.1 UTRAN的识别 6.1.1 PLMN识别
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一个公共陆地移动网由[6]子条款12.1唯一的定义。 6.1.2 CN域识别
一个核心网域边界节点由[6]子条款12.2定义。 6.1.3 RNC识别
一个RNC定义由[6]子条款12.3在UTRAN内定义。 6.1.4服务区识别
服务区鉴定(SAI)由[6]子条款12.4定义。 6.1.5 小区识别
小区识别(C-Id)是用来在RNS内唯一标识小区所用的。小区识别和控制RNC(CRNC-Id)识别一起构成了UTRAN小区识别(UC-Id)是用来在UTRAN内部唯一识别小区所用。UC-Id是在UTRAN Iub和Iur接口内识别小区所用的。
-UC-Id=RNC-Id+C-Id
C-Id是由操作定义,通过O&M在RNC内的装置。C-Id是通过自身的C-RNC在节点B内的装置。 6.1.6 本地小区识别
本地小区识别是用来在支持一个小区(定义为C-Id)的节点B内唯一识别资源装置的。它至少在节点B内是唯一的,但是它也应能在UTRAN内支持不唯一的管理系统的目的。
本地小区识别是当没有C-Id被定义时用来初始化配置节点B的。本地小区识别由操作定义,通过O&M在节点B和它自身的C-RNC中装置。本地小区定义和C-Id的关系通过在O&M在C-RNC中装置。
6.1.7 UE识别
无线网络临时鉴定(RNTI)是在UTRAN和UE和UTRAN之间的信号信息内部作为UE标识的。 存在四种RNTI:
1)服务RNC RNTI(S-RNTI); 2)转移RNC RNTI(d-RNTI) 3)小区RNTI(C-RNTI) 4)UTRAN RNTI(u-RNTI)
5)DSCH RNTI (DSCH-RNTI) S-RNTI是用来:
-识别在SRNC中的UE相关信息 -通过SRNC以定位UE的地址 -通过DRNC以定义UE
s-RNTI分配给所有的拥有RRC连接的UEs,它是由服务RNC分配并且在服务RNC内是唯一的。s-RNTI总是当为了RRC连接的服务RNC变化的时候分配的。
d-RNTI是用来: 标识d-RNC中的UE
注意:Uu内没有用到d-RNTI
d-RNTI是由移动RNC在移动UE上下文建立之上分配的,且它在移动RNC内应该是唯一的。服务RNC应该知道在移动RNCs内为同名的UE分配的s-RNTI和d-RNTIs之间的映射关系。移动RNC应该知道在移动RNC内s-RNTI和SRNC-ID和存在的d-RNTI之间的关系。
c-RNTI是用来:
-通过UE以在控制RNC内标识自身 -通过控制RNC以定位UE
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c-RNTI由主控RNC分配,供UE接入新的小区。此外,对于要接入的这个小区,此c-RNTI必须是唯一的。主控RNC应该知道在一个逻辑RNC内与一个c-RNTI相关的d-RNTI参数(如果存在的话)。 u-RNTI
u-RNTI用来分配给要建立RRC连接的UE(无线终端设备,我认为此处不必翻译出来,直接用UE就可以了)以区别于在同一个UTRAN中的不同的UE设备。 u-RNTI由以下部分组成: - SRNC标识 - s-RNTI
DSCH-RNTI作用:
- 主控RNC使用DSCH-RNTI在DSCH信道(TDD模式和USCH信道)上定位不同的UE设备。
当UE设备建立一个DSCH信道(TDD模式或USCH信道)连接时,由主控RNC分配一个本小区中唯一的DSCH-RNTI给UE。FDD模式下的DSCH-RNTI标识作为UE设备在DSCH信道上MAC层的C/SH头信息,并且只使用在下行信道中。而TDD模式下的DSCH-RNTI标识作为UE设备在RRC消息中有关DSCH和USCH信道分配的信息,并且上下行信道都可以使用。
在UTRAN中,每个RNC都具有一个唯一的标识,即RNC-ID标识。这个标识用来将UTRAN的接口消息路由到正确的RNC。RNC-ID与s-RNTI结合在一起就是UE设备在RNC中的唯一标识。 6.1.7.1 RNTI用法 对于UE,u-RNTI作为当RRC连接存在的情况下,小区切换时接入第一个小区的UE的标识;对于UTRAN,作为发出包含响应消息的寻呼信息。RNC-ID则用来时主控RNC将接受到的上行消息路由到正在提供服务的RNC。
c-RNTI作为空中接口中所有DCCH/DTCH等公共消息中的UE标识。 6.1.8 UTRAN中专有资源的标识 6.1.8.1 无线网络控制平面标识
每个参考点中可设定地址的对象都具有一个应用层标识。这个标识将由初始化这个对象的实体自动分配。这个应用层标识将作为这个对象建立的一个引用。在这个对象的生存期内,一个引用点的两个端点都需要记忆这个对象的AP Identifier(应用层标识)。另外,应用层标识也会与ALCAP标识有关,所以这个相关关系也需要由两个端点记忆。
表一列出了基本的每个引用点中的应用层标识。
表1:每个引用点中的基本应用层 对象
无线接入承载
标识
缩略语
有效的接口 Iu接口
无线接入承载标识 RAB-ID 专用传输信道 DCH-ID DCH-ID Iur,Iub接口 下行共享信道 DSCH-ID DSCH-ID Iur,Iub接口 【TDD上行共享信道】 USCH-ID USCH-ID Iur,Iub接口
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6.1.8.2 传输网络控制平面标识
ALCAP标识只使用在传输网络控制平面(如果存在ALCAP协议的情况下),以及当使用传输链路实际传送数据时的用户平面。根据传输链路类型定义的传统命名规则(正在讨论中),ALCAP标识区分不同的传输链路。在传输链路的生存期内,引用点的两个端点都要记忆ALCAP标识。每个ALCAP标识也可以与一个应用层标识进行绑定。
表二给出不同的传输层链路类型使用的标识的例子。 表2:不同的传输层链路类型使用的标识举例
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传输链路类型 ALCAP标识 AAL2 GTP over IP
AAL2 Path ID + CID IP address + TEID
6.1.8.3 绑定标识
绑定标识(Binding ID)用来初始化ALCAP和应用层(RANAP,RNDAP,NBAP)标识之间的联接。绑定标识可以用在无线网络控制平面应用层部分,也可以用在传输网络控制平面的ALCAP协议中。
绑定标识(Binding ID)将无线和传输网络控制平面标识绑定在一起。为了保证被绑定的两个平面具有最大的独立性,绑定标识只有在必须的情况下才应该被使用。比如,当无线网络控制平面应用层消息中包含两个平面的新的联合时,或ALCAP消息中包含创建新的传输承载时。 每个传输承载的绑定标识必须在相应的传输承载建立前分配。
绑定标识在一个方向上使用应用层协议,而在返回的其他方向上使用ALCAP协议。
当一个具有绑定标识的应用层的程序申请修改一个现有无线网络用户平面的连接时,是否使用绑定标识(和ALCAP程序)的决定必须在引用点决定是否使用现有的传输承载或重新建立一个新的传输承载之前做出。
当节点受到第一个ALCAP消息之前必须已经分配了绑定标识,并且已经与无线应用程序捆绑在一起。 应用层协议的连接标识和对应的使用绑定标识建立的ALCAP协议的连接标识之间的关联关系需要被对等的引用点记忆(在对应的传输承载的生存期内)。
当两端的引用点中使用的应用层程序和ALCAP程序结束,绑定标识可以随时被释放和重新使用。
图6a解释了无线网络控制平面的应用实例和传输网络控制平面的实例在建立阶段是如何通过绑定标识进行链接的。
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无线网络应用平面建立 (响应)AP-1步骤1
ALCAP-1节点1传输地址,绑定标识AP-2ALCAP-2节点1传输地址,绑定标识
AP-1步骤2
ALCAP-1AP-2ALCAP-2步骤3
绑定标识AP-1ALCAP建立请求节点1传输地址,绑定标识AP-2ALCAP-1ALCAP-2
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步骤1:应用部分AP-1分配绑定标识并发送无线网络控制平面建立(响应)消息。消息中包含初始节点的传送层地址和绑定标识。
步骤2:在无线网络控制平面建立消息的接收过程中,对端的实体AP-2请求ALCAP-2建立一个传输承载,并将绑定标识传送给ALCAP-2。
步骤3:ALCAP-2发送ALCAP建立请求给对端的对等实体ALCAP-1。消息中包含绑定标识。绑定标识可以使输入传输连接和步骤1中的应用部分事务关联起来。
图6a 绑定标识的用法
表3给出每个接口中实体对应的绑定标识 引用点
分配实体
应用部分消息(包含绑定标识) CN返回的请求
Iu CN Iur DRNC 对SRNC请求的响应 Iub Node-B 对DRNC请求的响应
6.2 传输地址
传送层地址参数在无线网络应用信令过程中传送,用来建立传输承载连接。
无线网络应用层协议不能解释传输层地址参数,只有传输层才能进行识别地址的格式。
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6.3 功能分配原则
对于无线资源管理功能,应用下列原则: - CRNC具有一个小区的无线资源
- SRNC处理一个UE的连接,并可以借用CRNC中的相应小区的无线资源 - 动态控制专有信道的功率,在CRNC的限制下,由SRNC完成 - Node B(基站)控制UE连接的一些小规模的无线链路。其中,内部环路由外部环路控制,并都由SRNC
全权控制
- SRNC分配专有信道的数据,其他公共信道的数据由CRNC控制 对于节点内部资源管理,应用下列原则:
- 每一个UTRAN节点就是一个独立的网络单元,所有网络单元设备的信息由网络单元和管理系统保存。
节点一般都是管理自己管理节点内部资源。 对于传输网络资源管理,应用下列原则:
- 传输层管理传输网络资源,使用特定的传输技术相关的机制进行管理。不同UTRAN节点之间没有功
能分别,并会由传输层明确指出。
作为基本方针,UTRAN协议的设计目标应该尽量降低对DRNC解释用户平面协议帧信息的需求,而不是合路/分路。
7.UTRAN功能描述 7.1 功能列表 - 传送用户数据
- 全面的系统接入控制相关的功能:
1. 准许接入控制 2. 拥塞控制 3. 系统消息广播 - 无线信道加密与解密 - 完整性保护
- 与移动性相关的功能
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-
- 切换
- SRNS重分配 - 寻呼支持 - 定位
无线资源管理与控制相关的功能: - 无线资源配置与操纵 - 无线环境测量
7 UMTS(陆地无线接入网)功能描述
7.1 功能列表
(1)-用户数据的传送;
(2)-所有系统接入控制的功能: -允许接入控制; -拥塞控制; -系统信息广播。
(3)-无线信道编码和解码; (4)-完整性保护; (5)-移动功能: -切换;
-服务无线网络控制器的移位; -呼叫支持; -定位。
(6)-无线资源管理和控制功能: -无线资源的配置和操作; -无线环境测试; -离合控制;
-连接的建立和释放; -无线承载的分配和释放; -时分双工(动态信道分配); -无线协议功能; -无线帧功率控制; -时分双工-定时提前; -无线信道编码; -无线信道解码; -信道编码控制;
-原始的(任意的)接入检测和处理;
-对于非接入层信息,核心网络的分配功能。 (7)-同步;
(8)-广播/组播功能(见注释)( 广播/组播互相作用功能); 注释:只有广播可适用于99版本 -广播/组播信息分布; -广播/组播流控制; -CBS状态报告;
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-跟踪;
-大量报告。 7.2 功能描述
7.2.0用户数据的传送
通过UTMS陆地无线接入网在Iu和Uu接口之间提供实现用户数据传送功能
7.2.1所有系统接入控制的功能
系统接入是一个UMTS(通用移动通信系统)用户为了使用UMTS(通用移动通信系统)服务和/或设备而连接到UTRAN(陆地无线接入网),用户的系统接入可能源于移动端(如:移动台发起的呼叫),也可能源于网络端(如:移动台终止的呼叫)。
7.2.1.1允许接入控制
允许接入控制的目的是为了接受或否定新用户,新的无线接入承载或新的无线链接(例如:切换引起的)。允许接入控制应试着避免过载的情况和在干扰和资源设备基础上做决定是否接入。允许控制是用于如同最初的用户设备接入的无线接入承载分配/重新配置和切换中。这些情况可能会根据优先权和具体情况给出不同的答案。
允许接入控制功能是位于控制无线网络控制器中基于上行链路和下行链路的功率上的。 无线网络控制器服务是面向Iu接口执行允许控制的。
7.2.1.2 拥塞控制
拥塞控制的任务是,当系统达到一个接近超载或已经超载时,监视、检测和处理已建立连接的用户。这意味着一些网络已经被占用,或很快就会被资源占用。拥塞控制应该尽可能的无缝隙地让系统回到静止状态。
注释:这种允许接入控制是和无线资源相关的。拥塞控制在UTRAN(陆地无线接入网)中会有应用。
7.2.1.3 系统信息广播
这种功能向基站提供接入层和非接入层需要的网络中用户设备的位置信息。基础的控制和这种功能的同步都位于UTRAN(陆地无线接入网)中。
7.2.2 无线信道编码和解码
这种功能是一种纯粹的计算机功能,用来防止无授权的第三方窃取正在无线传送的数据。是由会话的关键词决定编码的一种应用,通过信号和/或由会话的信息来编码和解码。
这种功能存在于用户设备和UTRAN(陆地无线接入网)中。
7.2.3 移动功能
7.2.3.1 切换
这种功能管理着无线接口的移动性。应核心网的要求,它基于无线设备,用于控制控制服务质量。
切换是从另一个系统直接切换来,或直接切换到另一个系统去(如:从UMTS(通用移动通信系统)到GSM(全球移动定位系统)的切换)。
切换功能是由网络控制或用户设备控制的。因此,这种功能存在于服务无线网络控制器中或用户设备中,或在两种设备中都存在。
7.2.3.2 服务无线网络控制器的移位
服务无线网络控制器的移位功能类似于一个服务无线网络控制器被另一个无线网络子系
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统替代的行为。服务无线网络控制器移位功能管理着Iu接口相关的从一个无线网络子系统到另一个子系统的移动性。
无线网络子系统重定位服务来自于无线网络子系统服务中。 这种功能存在于无线网络子系统和核心网络中。
7.2.3.3 呼叫支持
这种功能提供当用户设备处于闲置或在寻呼信道信元(CELL_PCH)中或在注册许寻呼信道(URA PCH)中时一个用户设备连接到UTRAN(陆地无线接入网)的一个请求能力。这种功能也包括在单个无限资源控制之上不同的核心网络域间连接的相应的功能。
7.2.3.4 定位
这种功能提供了识别一个用户设备地理位置的功能。
7.2.4 无线资源管理和控制功能
无线资源管理是与无线通信资源的分配和管理相关的。UMTS(通用移动通信系统)的无线资源必须在电路转换模式服务和包交换模式服务中共享。(例如面向对象服务和/或非面向对象服务)。
7.2.4.1 无线资源的配置和操作
这种功能执行配置无线网络资源,如信元和通用的传输信道,和把资源带入或带出操作。
7.2.4.2 无线环境测试
这种功能在无线信道(目前和周围信元)中执行测量,并把测量估计结果译到无线信道中去。测量包括:
1) 接受信号强度(目前和周围的信元); 2) 误码率估计(目前和周围的信元);
3) 估计能传输的环境(如高速,低速,卫星,等等) 4) 传输范围(如通过定时信息) 5) 多普勒变换; 6) 同步状态;
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7) 接受干扰水平;
8) 整个下行链路每信元的传输功率
这种功能存在于用户设备和UTRAN(陆地无线接入网)中。
8 移动性管理(Mobility Management) 8.1 信令连接
根据参考[2],UE的状态可以有信号连接和没有信号连接两种。 1) 当一个信号连接存在,并且通过接入层建立在专用控制业务接入点(DCASAP:Dedicated Control Service
Access Point)上。
由此,CN可以通过CN端的专用连接SAP到UE,并且UTRAN会有一个记录UE和CN之间的这个专有连接的上下文。当连接释放时上下文也被删除。这种专用连接只能由UE发起。
NOTE:在[2]中专用连接通常被定义为信号连接。注意,在无线接口中,专用信道或公共信道都可以用。
根据UE的活动,UE的位置可以被确定在小区级(比较活跃)或在一个由若干小区组成的大区域内(较不活跃)。这样就可以(i)UE在低活跃性情况下移动时,可以减少位置更新消息的数量;(ii)减少对位置被确定在小区级的UE的寻呼的需要。
2) 没有专用连接时,CN必须通过通告SAP找到UE。送到UE的消息可能是个要求,要求UE建立一个
专用连接。UE可以通过一个用户/终端标识和一个“地理区域”而被寻址。
8.2 移动性管理的结果(or 重要性)
通常认为无线接入的具体过程是容纳在UTRAN中的。这表示所有小区级的移动性管理应该在UTRAN中处理。而UTRAN之外的无线网络小区结构是不必要知道的。
当存在一个到UE的专用连接时,UTRAN将会负责这个UE的空中接口的移动性管理。包括软切换过程,和UE在CELL_PCH、URA_PCH状态时的移动性管理过程。
当UTRAN和UE间没有专用连接时,UTRAN中不需要UE信息。因此,移动性管理直接在UE和CN之间完成而不需要经过接入层(例如通过注册过程完成)。寻呼一个UE时,CN指示一个“地理区域”,在UTRAN内找到对应的被寻呼的实际扇区。“地理区域”的标识方法应该与小区结构无关。一种比较合适的方法就是使用‘位置区域标识’(Location Area identities)。
在专用连接存在期间,UE不会向CN发起注册,只有当专用连接释放后,UE才会在需要时向CN发起新的注册过程。 这样,UTRAN不会保存UE所有永久的‘位置登记’,而只有一些在专用连接存在期间的临时用户上下文。这种用户上下文主要包含位置信息(如UE当前所在小区)和分配的无线资源信息及相关连接的参数。
9 同步 9.1 同步模式
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UTRAN中有不同的同步问题,比如: - 网络同步; - 节点同步; - 传输信道同步; - 无线接口同步; - 时间调整
以上提到的同步问题(除网络和节点同步外)所涉及的节点如图8同步问题模式所示。
图8:同步问题模式
10 UTRAN 操作&管理要求 10.1
Node B的O&M
Node B的O&M被分离为两部分:与Node B实际执行的功能有关的O&M,称作执行相关O&M,而在Node B中由RNC控制,对业务承载资源产生影响的O&M,称作逻辑O&M。具有O&M接口的RNS结构如图9所示。
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图9:具有O&M接口的RNS结构
NOTE 1:图中所示的从RNC到管理系统的接口的概念只是为了表述明了。它的定义在3GPP-TSG-RAN-WGS的范围之外。
NOTE 2:图中所示管理系统中的O&M功能的介绍只是为了表述明了。他们实际的功能在3GPP-TSG-RAN-WGS的范围之外。
NOTE 3:执行相关的O&M的标准化在3GPP-TSG-RAN-WGS的范围之外。3GPP-TSG-RAN-WGS只能指定执行相关的O&M的承载。
NOTE 4:图中所示的只是逻辑连接,并不是对任何物理接口的规定。
10.1.1 执行相关的O&M(Implementation Specific O&M)
执行相关的O&M功能很大程度上依赖于Node B的硬件部分的实现和对软件的管理。因此它需要依赖技术的实现,并在Node B和管理系统之间执行。
传递执行相关的O&M消息的一个解决方案是由RNC执行从Node B到管理系统的路由。在这个方案中,执行相关的O&M接口和Iub接口共享同一物理承载,[4]详细阐述了这种方式的路由功能和传输承载。越过RNC进行路由的配置在UTRAN中是可选的。但是在协同定位设备及其管理系统之间的信令是被要求的,可以在与执行相关的O&M的相同承载上传送。
10.1.2 逻辑性O&M(Logical O&M)
逻辑性O&M就是由RNC产生而在Node B中执行的,参与对逻辑资源(信道,扇区,…)的控制的信令。RNC控制这些逻辑资源。许多在Node B中实际执行的O&M过程会对逻辑资源有影响,因此要求在RNC和Node B之间交流信息。支持这种交流所需的所有消息被归为逻辑性O&M,形成了一个完整的NBAP部分。
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3GPP技术规范(P33-P36)
RNC的公共MAC实体(MAC-c/sh)利用FACH帧协议(FACH FP)实体的服务来向UE中的对等MAC-c实体传输MAC-c PDU。
FACH帧协议实体加上头信息来组成一个FACH FP PDU,并通过一个AAL2连接来传送到节点B。
节点B的互连功能使从FACH帧协议(FACH FP)实体接收到的FACH帧互连到PHY实体。
FACH调度是通过CRNC里的MAC-c/sh实现的。
图16是独立控制和服务RNC FACH传输信道的协议模型。在这种情况下,Iur FACH帧协议用来互连控制RNC上的公共MAC(MAC-c)和服务RNC上的专用MAC(MAC-d)。
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11.2.4 DCH传输信道
图17显示了当控制和服务RNC一致时DCH传输信道的协议模型
DCH传输信道引进了分布式PHY层的概念。
节点B的互连功能互相作用于DCH帧协议(DCH FP)实体和PHY实体间。
图18显示了独立控制和服务RNC DCH传输信道的协议模型。在这种情况下,Iub DCH FP在CRNC终止,并通过一个PHY功能来与Iur DCH FP互连。这功能可以执行可选择的软切换,也可以是一个空操作。
11.2.5 DSCH传输信道
图19是当控制和服务RNC一致时DSCH传输信道的协议模型。
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RNC里的共享MAC实体(MAC-c/sh)利用DSCH帧协议(DSCH FP)实体来向对等MAC-c/sh实体传输MAC-c/sh PDU。DSCH FP实体加上头信息来组成一个DSCH FP PDU,并通过一个AAL2连接来传送到节点B。
节点B的互连功能(IWF)使从DSCH帧协议(FACH FP)实体接收到的DSCH帧互连到PHY实体。FACH调度是通过CRNC里的MAC-c/sh实现的。
图20是独立控制和服务RNC DSCH传输信道的协议模型。在这种情况下,Iur DSCH帧协议用来互连控制RNC上的公共MAC(MAC-c)和服务RNC上的专用MAC(MAC-d)。
11.2.6 USCH传输信道[TDD]
图21是当控制和服务RNC一致时USCH传输信道的协议模型。
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RNC里共享MAC实体(MAC-c/sh)利用节点B和USCH帧协议实体(USCH FP)的互连服务来从对等MAC-c/sh实体接收MAC-c/sh PDU。在节点B的USCH FP实体加上头信息来组成一个USCH FP PDU,并在一个AAL2连接上传送。
节点B上的互连功能(IWF)使接收到的USCH PHY实体跟一个USCH帧交织,在Iub接口上被USCH FP传送。USCH的调度通过UE上的MAC-c/sh和CRNC上的C-RRC来实现。
图22是独立控制和服务RNC USCH传输信道的协议模型。在这种情况下,Iur USCH帧协议用来互连控制RNC上的公共MAC(MAC-c)和服务RNC上的专用MAC(MAC-d)。
第十一章 UTRAN 接口
11.1 UTRAN接口的通用协议模式
11.1.1 总概
UTRAN 接口的通用协议模式在图10中表示,并在以下的各个小节进行详细的叙述。该
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结构(UTRAN 接口的通用协议模式)是基于层和面之间在逻辑上相互独立的原理。因此,不管出于何种原因或者何时要对该结构进行改动,标准主体都能轻易更改协议栈和平面来满足以后的要求。
无 线控制平面 用户平面 网 络应 用数 据 层 协 议流
传输 网络 传 输 网 络传输 网络 传 输用户 平面 控 制 平 面用户 平面 网 络 层 ALCAP(s)
信 令 信 令 数 据
承 载 承 载 承 载
物 理 层
图10:UTRAN接口的通用协议模型 水平层
11.1.2 水平层
该协议结构是由两个主要层组成的,分别为无线网络层和传输网络层。 所有与UTRAN
相关的内容仅在无线网络层中可见。此外,传输网络层陈述了被选用于UTRAN的标准传输技术,但没有任何UTRAN的具体细节规定。
11.1.3 垂直平面
11.1.3.1 控制平面
控制平面包括应用协议,即RANAP,RNSAP和NBAP,此外,控制平面还包括用于传送应用协议消息的信令承载。
在其他情况,应用协议可用来在无线网络层建立承载(即无线接入承载和无线链路)。在这含有三个平面的结构中,应用协议的承载参数没有直接依赖于用户平面的技术,而是相当于一般的承载参数。
应用协议的信令承载的类型可能和ALCAP(接入链路控制应用协议)信令协议的类型相同,也可能不相同。信令承载总是由操作维护(O&M)动作来建立的。
11.1.3.2 用户平面
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用户平面包括数据流和传送数据流的数据承载两部分。数据流是用来表征一个或多个特定接口的帧协议。
11.1.3.3 传输网络控制平面
传输网络控制平面没有包含任何关于无线网络层的信息,它仅有传输层部分。传输网络控制平面包括ALCAP协议,该协议是建立用户平面的传输承载(数据承载)所需的。同时,它还包括ALCAP协议所需的相关信令承载。
传输网络控制平面位于控制平面和用户平面之间。传输网络控制平面的引入使得无线网络控制平面的应用协议完全独立于用户平面的数据承载技术成为可能。
在使用传输网络控制平面时,用户平面的数据承载的传输承载按如下方式建立。首先,通过控制平面的应用协议进行信令处理;其次,由特定于用户平面技术的ALCAP协议通过先前的信令处理来触发数据承载的建立。
控制平面和用户平面之间的独立性是有前提的,即要有ALCAP信令处理事件发生。我们应该注意到ALCAP并不是适用于各种数据承载的。如果没有ALCAP信令处理事件,传输网络控制平面根本不需要的。这种情况只是在使用预设置数据承载的情况下才会出现的。
我们也应该注意到传输网络控制平面的ALCAP协议并不是用来为应用协议和实时操作过程中的ALCAP建立信令承载。
ALCAP的信令承载可能和应用协议的信令协议类型相同,也可能不相同。ALCAP的信令协议总是由操作维护(O&M)动作来建立的。
11.1.3.4 传输网络用户平面
用户平面的数据承载和应用协议的信令承载都隶属于传输网络用户平面。如前面各个小节陈述的那样,传输网络用户平面的数据承载在实时操作过程中直接由传输网络控制平面来控制的,但建立应用协议的信令承载所需的控制动作在某种程度上被视为操作维护(O&M)动作。
11.2 协议模式(提供信息的)
以下的各个小节提供协议模式的相关信息,其目的是提供MAC层如何分布在Uu,Iub和用于RACH,FACH,DCH,DSCH和[TDD USCH]的Iur之间的总体描述。
11.2.1 RACH传输信道
图11给出在控制RNC和服务RNC重叠时的RACH传输信道的协议栈模式。
对于RACH传输信道来说,专用MAC(MAC-d)使用通用MAC(MAC-c/sh)为其提供的服务。
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图11: RACH :重叠的控制RNC和服务RNC
用户设备(UE)的通用MAC(MAC-c/sh)实体把MAC-c/sh协议数据单元(PDU)传送到使用物理层服务的RNC的对等层的MAC-c/sh实体。
节点B的互通功能(IWF)把PHY实体接收到的RACH帧连通到RACH帧协议(RACH FP)实体。
RACH帧协议实体把头消息加到MAC-c/sh协议数据单元(PDU)从而形成RACH帧协议的协议数据单元(RACH FP PDU),并通过ALL2连接传到RNC。
在RNC中,RACH FP实体把MAC-c/sh PDU递交给MAC-c/sh实体。
图12给出控制RNC和服务RNCRACH在分离情况下的传输信道的协议模式。在这个图例中,Iur RACH帧协议(RACH FP)在控制RNC的通用MAC (MAC-c/sh)和服务RNC的专用MAC(MAC-d)之间起着互通的作用。
图12: RACH :分离的控制RNC和服务RNC
11.2.2 CPCH[FDD]传输信道
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图13给出控制RNC和服务RNC重叠情况下的CPCH[FDD]传输信道的协议模型。 对于CPCH[FDD]传输信道来说,专用MAC(MAC-d)使用通用MAC(MAC-c/sh)为其提供的服务。
图13: CPCH[FDD] :重叠的控制RNC和服务RNC
UE中的通用MAC(MAC-c/sh)实体使用物理层提供的服务把MAC-c PDU传送RNC的对等层的MAC-c实体。
节点B的互通功能(IWF)把PHY实体接收到的CPCH[FDD]帧连通到CPCH[FDD]帧协议(CPCH FP)实体。
CPCH[FDD]帧协议实体把头消息加到MAC-c PDU,形成了CPCH[FDD] FP PDU,并通过AAL2连接传送到RNC。
在RNC中,CPCH[FDD]FP实体把MAC-c PDU递交给MAC-c实体。
图14给出控制RNC和服务RNC在分离情况下的CPCH[FDD]传输信道的协议模式。在这个图例中,Iur CPCH[FDD]帧协议(CPCH FP)用来连通控制RNC的通用MAC(MAC-c/sh)和服务RNC的专用MAC(MAC-d)。
图14: CPCH[FDD] :分离的控制RNC和服务RNC
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11.2.3 FACH传输信道
图15给出控制RNC和服务RNC重叠情况下的FACH传输信道的协议模式。
图15: FACH :重叠的控制RNC和服务RNC
RNC的通用MAC(MAC-c/sh)实体使用FACH帧协议(FACH FP)实体提供的服务把MAC-c PDU传送到UE的对等层的MAC-c实体。
FACH帧协议实体添加头消息到MAC-c PDU,从而形成了FACH FP PDU,并通过AAL2连接传送到节点B。
节点B的互通功能(IWF)把FACH帧协议(FACH FP)实体接收到的FACH帧协议连通到PHY实体。
FACH的调度是由CRNC(控制RNC)的MAC-c/sh来执行的。
图16给出控制RNC和服务RNC在分离情况下的FACH传输信道的协议模型。在这个图例中,Iur FACH 帧协议用来连通控制RNC的通用MAC(MAC-c)和服务RNC的专用MAC(MAC-d)。
图16: FACH :分离的控制RNC和服务RNC
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12 UTRAN性能要求 12.1 UTRAN延迟要求
空白
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