UTRAN接口及协议Chapter1: UTRAN接口及协 议Date1UTRAN接口及协议第二章:无线接口及协议第三章: 正常信令流程第一章:UTRAN接口及协议第四章: 一些异常的信令流程Date2UTRAN接口及协议-UTRAN在网络中的位置-UTRAN的结构-UTRAN通用协议结构模型 -Iu接口 -Iub接口 -Iur接口 Date3UTRAN接口及协议TD-SCDMA 网络结构 RANCNOMC-RTNB610TRNC810CSPSIubIu-CSIu-PSUu配置管理故障管理性能管理测试管理跟踪管理调试管理 实时监测日志管理安全管理TOMC910LMT-BLMT-RDate4UTRAN接口及协议UTRAN在R4网络中的位置Date5UTRAN接口及协议-UTRAN在网络中的位置-UTRAN的结构-UTRAN通用协议结构模型 -Iu接口 -Iub接口 -Iur接口 Date6UTRAN接口及协议UTRAN的结构Date7UTRAN接口及协议NodeB和RNC功能Date8UTRAN接口及协议无线网络控制器RNC无线网络控制器用于控制UTRAN的无线资源。它通过Iu接 口与电路域MSC Server/ MGW 和分组域SGSN 以及广播域BC 相连。在移动台和UTRAN之间的无线资源控制RRC 协议在此终 止。它在逻辑上对应GSM网络中的基站控制器BSC。RNC连接建立和断开，收集切换测量，进行切换判决，无线资源 管理控制等功能。具体功能如下： 执行系统信息广播和系统接入控制功能； 收集切换测量，进行切换判决和RNC迁移等移动性管理功能； 功率控制，无线资源承载分配等无线资源管理和控制功能。Date9UTRAN接口及协议SRNC/D RNCCNSRNCDRNCIu Iur在RNC之间切换的时候： 与CN有连接，为UE提供资源的RNC叫SRNC； 与CN没有连接，为UE提供资源的RNC叫DRNCDate10UTRAN接口及协议Source RNC/Target RNC在RNC之间迁移的时候： 原来为SRNC的RNC叫Source RNC； 将要成为SRNC的RNC叫Target RNC。CNCNSource RNCTarget RNCRNCIuIu IurServing RNCDate11UTRAN接口及协议CR NC从资源管理的角度来看： 管理NodeB资源的RNC叫这些NodeB的CRNC。CNCRNCIuDate12UTRAN接口及协议基站NodeBNodeB通过Iub接口与RNC相连。主要完成Uu接口物理层协 议的处理。NodeB主要功能是扩频，调制，信道编码以及解扩， 解调，信道解码，还包括基带信号与射频信号相互转化等功能。 它在逻辑上对应GSM网络中的基站收发信机BTS。 在TD-SCDMA系统里，由于采用了智能天线技术，所以与 智能天线相关的处理也在NodeB里面进行，例如联合检测等等。Date13UTRAN接口及协议基站NodeB逻辑组成示意图Date14UTRAN接口及协议-UTRAN在网络中的位置-UTRAN的结构-UTRAN通用协议结构模型 -Iu接口 -Iub接口 -Iur接口 Date15UTRAN接口及协议Uu和Iu接口用户平面Date16UTRAN接口及协议Uu和Iu接口控制平面Date17UTRAN接口及协议UTRAN通用协议模型 介绍Date18UTRAN接口及协议-UTRAN在网络中的位置-UTRAN的结构-UTRAN通用协议结构模型 -Iu接口 -Iub接口 -Iur接口 Date19UTRAN接口及协议Iu接口结构Date20UTRAN接口及协议Iu 接口主要功能RAB 管理功能 ：主要负责RAB 的建立、修改和释放，并完成RAB 特征参数和Uu 承载和Iu 传输承载参数的映射。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。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。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。移动性管理：跟踪终端当前位置信息和对终端进行寻呼。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。Date21UTRAN接口及协议补充知识ATM信令协议栈Date22UTRAN接口及协议ATM信令协议栈上图所示协议栈支持连接控制信令。消息在信令ATM适配层(SAAL)上层发送，而由 SAAL保证可靠传输。SAAL被分为具体业务部分和公共部分。具体业务部分进一 步分为具体业务协调功能（SSCF）和特定业务面向连接协议（SSCOP）。前者 负责SSCF用户接口，后者负责保证可靠传递。 SAAL里面的UNI信令协议负责ATM呼叫和连接的控制，包括呼叫建立，呼叫清除 ，状态查询，点对多点控制。SSCF的目的是增强SSCOP的服务来满足NNI三层协议的需求，在有服务需求的 三层信令用户和提供服务的SSCOP之间执行协调功能。SSCF是SAAL-NNI协议 栈的最高子层。它利用它下面的SAAL子层和自身的功能来为SAAL用户提供所有 服务。SAAL为在单独信令数据链路上传输信令消息提供信令链路功能。SAAL的功能为 在两个信令点之间可靠传输信令消息提供信令链路。特定业务面向连接协议（SSCOP）为SAAL的需要提供功能。SSCOP通过SSCF 为SAAL用户提供所需服务。这个结构允许一个公共的面向连接并且有错误恢复的 协议（SSCOP）为来自SSCF定义的不同AAL接口提供可靠的数据传输服务。有 两种SSCF，SAAL-NNI和SAAL-UNI。当然也有可能在公共的SSCOP定义其他 SSCF来提供不同的AAL服务。 Date23UTRAN接口及协议基于IP的协议栈 M3UA（MTP用户适配子层）是用户适配子层，为适应信令应用协议要求而提供功能。 SCTP（流控制传输协议）的功能如下： 面向确认，无差错和非备份的信令消息传递 在多数据流里顺序传递用户消息，并可选提供对消息的按照到达顺序传递 可选，在一个SCTP数据包里复用多个用户消息 先进的抵御泛洪拥塞机制和恶意攻击能力 那么为什么不用TCP呢？ 虽然TCP也提供数据可靠传输，但是通常加入了不必须的信令这样就产生了服务延迟。 TCP应用由于要管理并标记每个数据包的序列号所以带来不便 TCP的安全性有限，对可能的服务攻击抵御能力弱，例如同步攻击。Date24UTRAN接口及协议Iu-CS协议栈Date25UTRAN接口及协议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（EP）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。 RANAP 的功能是通过各种基本过程（EP）实现的，每个功能可能包含一个 或多个EP。 EP 分为以下三种类型： 1 类EP：包含请求应答消息对； 2 类EP：只包含请求消息； 3 类EP：包含一个请求消息和一个或多个应答消息。RANAP 通过以上几种EP 完成相应的功能。Date26UTRAN接口及协议控制平面控制平面协议包括位于7 号信令系统上层的RANAP。传输层是信令连接控制部分（SCCP）、消息传送 部分（MTP3-b）和网间接口信令ATM 适配层（SAAL-NNI）。其中SAAL-NNI 由三部分组成：SSCF、SSCOP 和AAL5。MTP3b是MTP3宽带部分。 MTP3b的使用： 对于一个给定的MSC，既可以在相同MTP3b目的点码下，也可在不同目的点码下，RNC都能接入 RANAP和ALCAP； 对于一个给定的RNC，既可以在相同MTP3b目的点码下，也可在不同目的点码下，MSC都能接入 RANAP和ALCAP；信令连接控制部分（SCCP）使用MTP3b提供的服务来承载上层协议。SCCP支持CN和RNC之间的信令 消息传送。SCCP的一个用户功能称为无线接入网应用部分（RANAP）。RANAP 对每一个激活的UE和 CN的层3信令消息的传送都使用一个信令连接。RANAP使用无连接和面向连接两种过程。Iu接口RANAP协议解释了每个层3过程使用面向连接或无连接 业务。 RANAP可以使用SSN、SPC和/或GT以及它们的任何组合进行SCCP的寻址，具体使用哪一种寻址方案 由运营商决定。当与UE和网络之间的通信有关的信息需要在RNC和CN之间交换，对于UE涉及到的RNC和CN之间不存 在SCCP连接时，就建立一条新的SCCP连接。Date27UTRAN接口及协议传输网络层控制平面 Q.2150.1为MTP3-B和MTP3的传输转换协议，Q.2630.1为 AAL2信令协议-能力集。ALCAP（接入链路控制应用协议） 定义了与用户面建立、释放传输承载的方式。在lu-CS接口上 ，用户数据通过ATM结构中的AAL2传送，此时需要建立控制 机制。 Q.2630.2协议用于到CS域的Iu接口上动态建立AAL-2连接。 Q.2630.2比Q.2630.1增加了新的可选功能。Date28UTRAN接口及协议用户平面Iu 用户平面位于Iu 接口用户平面的无线网络层，用来传输和无线接入承载（RAB）捆绑的 用户数据，设计上要求它尽可能独立于所应用的CN 域。一个Iu 用户平面实例和一个RAB捆 绑，如果针对一个给定的UE 建立了几个RAB，这些RAB 将使用相同数量的协议实例。 Iu 用户平面协议既可以完成一个完全透明的操作，也可以进行用户数据初始化及数据在线 控制成帧。Iu 用户平面协议必须在一定的模式下工作，操作模式的选择与RAB 特性是相关 的，模式选定以后如RAB 特性不变，则其相关的操作模式不变。操作模式信息是针对每一 个RAB 由无线网络层控制平面通知的。Iu 用户平面由两种操作模式，简单介绍如下： 透明模式 透明模式应用于那些仅仅具有传输用户数据功能的无线接入承载，对Iu 用户平面协议只 要求传输用户数据而无其他特殊的特性要求。在这种模式下，协议不进行任何成帧和控制操作。 在高层和传输层之间传输的PDU 透明的通过Iu 用户平面协议层。 支持模式 支持模式目前只定义了预定义SDU 尺寸这一种模式，用户平面按照预先定义的大小把用户数据 分成数据段。SDU 的大小一般对应于AMR（自适应多速率声码器）话音帧的大小，或从CS 数据呼叫的数据率中提取的帧大小。因为被传输的用户数据尺寸可以在一个预定义的范围变 化，于是就引进一些进程控制功能和数据流特性功能。Iu-CS接口使用传输网络用户平面作为用户数据承载。AAL2用作到CS域的用户数据承载。Date29UTRAN接口及协议Iu-PS协议栈Date30UTRAN接口及协议Iu-PS 接口介绍Iu-ps接口的控制平面协议也是以7 号信令系统协议和RANAP 为基础的信令承载 。但是和CS 域不同的是，PS 域也定义了基于IP 的信令承载：SCCP 层和AAL5 为两者公用，加上M3UA(MTP3 User Adaptation Layer)、SCTP(Stream Control Transmission Protocol)和IP 协议。 多种分组数据流在一个或多个AAL5 PVC 上被复用。GTP_U（GPRS 隧道协议用 户平面部分）是一个为单个分组数据流提供标识的复用层，每个单个分组数据流 流使用UDP 无连接传输和IP 寻址。GTP-U的使用：使用GTP-U作为到PS域的用户数据承载。 RANAP信令用于建立、修改和释放到PS域的GTP-U通道。lu-PS接口上，数据通过AAL5传送，不需要建立控制机