UTRAN接口协议及基本信令流程

Transport Network Layer
Transport Network User Plane
Transport Network Control Plane
Transport Network User Plane
ALCAP(s) Signalling Bearer(s) Signalling Bearer(s) Data Bearer(s)
Gb Gr/Gs/Gd/Ge Gc Iu_PS
SGSN GGSN CG BG
UMTS UTRAN
Gi
Internet, Intranet
Gp
Other PLMN
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R4核心网络结构 核心网络结构
IP/ATM Backbone
MGW
GSM /GPRS BSS BSC BTS PCU RNC
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UE状态示意图 状态示意图
- 减少活动，DRX，节电 RRC connection
URA_PCH CELL_PCH
CELL_DCH
CELL_FACH
- 专用信道 - Radio bearers传输业务
IDLE
- 高层信令触发 (CN) - 侦听paging channel - 小区重选
SCCP M3UA MTP3-B SCTP SSCF-NNI SSCF-NNI SSCOP AAL5 IP
Transport Network Control Plane
Transport Network User Plane
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R4与R99核心网络的差异 与 核心网络的差异
SCP
CAP Over TDM
HLR
MAP Over TDM
SCP
CAP Over TDM/IP
HLR
MAP Over TDM/IP
TUP/ISUP
MSC
TDM
MSC
MSC Server
H.248
TUP/ISUP/BICC TDM/ATM/IP
E接口 F接口 G接口 Gr接口 Gc接口
MSC-MSC MSC-EIR VLR-VLR SGSN-HLR GGSN-HLR
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主要协议接口列表
接口 类型 CAP接口 接口名称 CAP接口 Mc接口 ( H.248) 媒体控制 接口 Nc接口 (ISUP/BICC) Nb接口 (NbUP/IuUP) MTUP/MISUP接口 Gn/Gp Ga PS CN内部 接口 Gr Gc Gi Uu RAN内部 接口 Iub Iur 物理承载方式 TDM/ IP IP/ATM TDM/ATM/IP TDM/ATM/IP TDM IP 相关实体 MSC(SSP)-SCP MSC Server-MGW MSC Server-GMSC Server MGW-MGW GMSC-PSTN/TMSC SGSN-GGSN GSN-CG SGSN-HLR GGSN-HLR GGSN-PDN UE-NodeB NodeB-RNC RNC-RNC 接口功能 移动智能网与核心网之间的接口，用于 移动智能业务逻辑控制 呼叫控制与媒体承载实体之间信令交互 ，对于不同呼叫模式和媒体处理的接续 局间呼叫时，控制面协议互通 局间呼叫时，用户面协议协商 移动网络与PSTN/ISDN网络互通，以 及移动网络内部不同本地网之间互通 PDP 管理 计费 位置管理、用户签约信息管理 PUSH业务：PS业务移动被叫 分组移动网络与外部数据网之间通信 空中接口 无线资源管理； 软切换
Transport Network Control Plane
Q.2630.1
Transport Network User Plane
SCCP MTP3b SSCF-NNI SSCOP AAL5
Q.2150.1 MTP3b SSCF-NNI SSCOP AAL5 AAL2
ATM Physical Layer
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主要内容
第一章 UTRAN基本概念 基本概念 第二章 UTRAN网络结构及协议栈 网络结构及协议栈 第三章 基本信令流程
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WCDMA协议版本的演进 协议版本的演进
继承WCDMA R4所有的业务和功 继 承 2G （ GSM 和 GPRS ） 所有的业务和功能 核心网分CS电路域和PS 分组域 接 入 网 引 入 WCDMA UTRAN 核心网和接入网之间的Iu 接口基于ATM 继承WCDMA R99所有的业务 和功能 电路域结构的变化：控制和承 载相分离，MSC可以用合一或 SERVER、MGW分离结构实现 支持多种传输承载技术：TDM， ATM，IP 能 核心网增加IM（IP多媒体域） RAN向IP方向发展 增强的IP QoS能力，支持端到端 的IP多媒体业务
R5 R4
R99
规范完成时间
2000
2001
2002
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R99核心网络结构 核心网络结构
MSC/VLR GSM /GPRS BSS BSC BTS
GMSC
PSTN ISDN
A
HLR/AUC
Iu_CS
PCU RNC NodeB
C/D/Gs
SS7 SCE SMS SCP
GPRS骨干网
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Iu-PS域协议结构 域协议结构
Radio Network Layer Control Plane RANAP User Plane Iu UP Protocol Layer
Transport Network Layer
Transport Network User Plane
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ห้องสมุดไป่ตู้
UE在连接模式下的状态 在连接模式下的状态
Cell-DCH： UE处于激活状态，正在利用自己专用的信道进行通信，上下 行都具有专用信道，UTRAN准确的知道UE所位于的小区中 Cell-FACH UE处于激活状态，但是上下行都只有少量的数据需要传输， 不需要为此UE分配专用的信道，下行的数据在FACH上传输， 上行在RACH上传输，下行需要随时监听FACH上是否有自己的 信息，UTRAN准确的知道UE所位于的小区，保留了UE所使用 的资源，所处的状态等信息。
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CRNC
CN Iu CRNC Iub Node B
Cell Cell Cell
...
Node B
CRNC是对于某一个Node B(或者Cell)来说的 直接和某Node B相连接，对该Node B资源的使用进行控制的RNC叫 该Node B的Control RNC 一个Node B有且只能有一个CRNC CRNC对其控制的所有Node B的资源进行合理的分配和使用
Physical Layer
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Iu-CS域协议结构 域协议结构
Radio Network Layer Control Plane RANAP User Plane Iu UP Protocol Layer
Transport Network Layer
Transport Network User Plane
UTRAN接口协议及基本信令流程 接口协议及基本信令流程
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主要内容
第一章 UTRAN基本概念 基本概念 UTRAN网络结构及协议栈 第二章 UTRAN网络结构及协议栈 第三章 基本信令流程
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UE的工作模式 的工作模式
UE有两种基本的运行模式：空闲模式和连接模式 空闲模式：UE处于待机状态，没有业务的存在，UE和UTRAN 之间没有连接，UTRAN内没有任何有关此UE的信息；通过非 接入层标识如IMSI、TMSI或P-TMSI等标志来区分UE； 连接模式：当UE完成RRC连接建立时，UE才从空闲模式转移 到连接模式； 在连接模式下，UE有4种状态： Cell-DCH, Cell-FACH, CellPCH, URA-PCH
VMSC Server GMSC Server
Mc
Nb
MGW
PSTN ISDN
Nc
HLR/AUC
SS7
SCE SMS
NodeB
GPRS骨干网
SCP SGSN GGSN CG BG Other PLMN Internet, Intranet
UMTS UTRAN
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R5核心网络结构 核心网络结构
这些状态只用于UTRAN 这些状态只用于 来说， 与UE，对CN来说，这 ， 来说 些状态是透明的
DEAD
- 搜索网络(PLMN) - “驻扎”小区(camp on)
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Serving RNC与Drift RNC 与
CN Iu SRNC Iur DRNC
在WCDMA系统中，由于Iur接口的引入而产生了SRNC/DRNC的概念。 SRNC和DRNC都是对于某一个具体的UE来说的,是逻辑上的一个概念。 简单的说，对于某一个UE来说，其与CN之间的连接中，直接与CN相连，并对UE的 所有资源进行控制的RNC叫该UE的SRNC。 UE与CN之间的连接中，与CN没有连接，仅为UE提供资源的RNC叫该UE的DRNC。 处于连接状态的UE必须而且只能有一个SRNC，可以有0个或者多个DRNC
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UE在连接模式下的状态 在连接模式下的状态
Cell-PCH UE上下行都没有数据传送，需要监听PICH，以便收听寻呼， 因此UE此时进入非连续接收，可有效的节电。 UTRAN准确的知道UE所位于的小区，这样， UE所位于的小区 变化后，UTRAN需要更新UE的小区信息。 URA-PCH UE上下行都没有数据传送，需要监听PICH，进入非连续接收， UTRAN只知道UE所位于的URA（UTRAN Registration Area， 一个URA包含多个小区），也就是说，UTRAN只在UE位于的 URA发生变化后才更新其位置信息，这样更加节约了资源，减 少了信令。
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Source RNC与Target RNC 与
CN Iu Source RNC Iur Target RNC RNC CN Iu Serving RNC
SRNS Relocation就是将某个UE的SRNC的角色由一个RNC转到另外 一个 RNC的过程. SRNS Relocation前，该UE的SRNC (Serving RNC)叫Source RNC， 即将承担SRNC角色的目标RNC叫Target RNC. Source RNC和Target RNC是在一次SRNS Relocation过程中对于不 同RNC的称谓.
TDM/IP IP 无线 ATM/IP(R5) ATM/IP(R5)
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UTRAN接口的通用协议模型 接口的通用协议模型
Radio Network Layer Control Plane Application Protocol User Plane Data Stream(s)
MSC Server
H.248
MGW
MGW
RAN
RAN
RAN
RAN
RAN
RAN
R99
R4
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主要协议接口列表
接口 类型 接口名称 Iu-CS/PS接口 （RANAP） CN-RAN 接口 A接口(BSSAP) Gs 接口 ( BSSAP+) B接口 C接口 D接口 MAP 接口 TDM/ IP 物理承载 方式 ATM/ IP(R5) TDM TDM 相关实体 MSC/SGSN-RNC MSC-BSC MSC-SGSN MSC-VLR MSC-HLR VLR-HLR 接口功能 WCDMA 用户侧信令的接入及语音/数据通道承载的建立 GSM 用户侧信令的接入及语音通道承载的建立 用于 CN 的 电路域 VLR与 分组域SGSN 交换用户信息， 如：联合位置更新、寻呼协调等 。 用户的移动性管理、位置更新和补充业务的激活等功 。此接口为内部接口，标准不规范。 获取用户的MSRN和与智能业务相关的用户状态、用户 置等信息。（29.002、23.078） 获取用户的MSRN和与智能业务相关的用户状态、用户位 置等信息。（29.002、23.078） 用于两个MSC之间的切换过程。同时，若一个MSC兼作SC ，当向一个用户发送或接收短消息时，也需在此接口传 送信息。（29.002） 用于EIR验证用户的IMEI状态信息 当用户从一个VLR移动至另一个VLR时，用于交换用户的 IMSI和鉴权参数信息。（29.002） PS 用户签约信息； PUSH 业务支持 ；