TD-SCDMA无线侧接口和协议

TD-SCDMA中级教材 TD-SCDMA无线侧接口和协议 版本1.0 2018-10-14 前  言 本书读者 ● 具有TD-SCDMA基础知识或具有TD-SCDMA工程经验的工程技术人员 ● TD-SCDMA系统工程师 本书内容 ● 本书阐述了无线接入网的接口和协议。 ● 澄清一些使TD-SCDMA初学者迷茫的一些概念 本书约定 ● 本书所介绍的TD-SCDMA系统基于3GPP Release 4。 ● 作者水平有限，本书仅供参考，书中所有信息不够成任何明示或暗示的担保。 目  录 第1章 TD-SCDMA UTRAN系统结构    1-1 1.1 UTRAN结构描述    1-2 1.2 和RNS有关的一些名词    1-2 1.3 UTRAN通用协议模型    1-3 第2章 TD-SCDMA接口分层概念    2-1 2.1 控制面和用户面    2-2 2.2 接入层和非接入层    2-2 第3章 接口和协议    3-1 3.1 协议概述    3-2 3.2 Uu口相关协议    3-7 3.2.1 RRC协议    3-7 3.2.2 RRC协议状态    3-8 3.2.3 RRC协议的一点解释    3-9 3.3 Iu口相关协议    3-10 3.3.1 Iu口协议结构    3-10 3.3.2 一些概念的解释    3-11 3.3.3 RANAP 过程：    3-14 3.4 Iur口相关协议    3-16 3.4.1 Iur口功能与结构    3-16 3.4.2 Iur口DCH帧协议    3-16 3.4.3 RNSAP 过程    3-17 3.5 Iub口相关协议    3-19 3.5.1 Node B逻辑模型    3-19 3.5.2 NBAP 过程：    3-21 3.5.3 【参考文献】    3-24 第4章 附录;    4-25 4.1 小区建立过程    4-25 4.2 CS起呼(RRC建在公共部分，中兴目前的流程)    4-25 4.3 CS起呼流程(RRC建立在专用信道，目前大唐使用的流程)    4-26 4.4 CS终呼流程    4-28 4.5 CS域CN发起的释放流程    4-30 4.6 CS域UE发起的释放流程    4-31 第一章 TD-SCDMA UTRAN系统结构 目  标 在学习了本章内容后，你应该能够： ? 掌握TD-SCDMA UTRAN系统结构 ? 掌握Iu、Iub、Iur、Uu接口 ? 掌握SRNC、DRNC和CRNC的概念 ? 掌握UTRAN协议通用模型的层次 一.1 UTRAN结构描述 在3GPP R4版本中，TD-SCDMA UTRAN（UMTS Terrestrial Radio Access Network）的结构可以用图1.11示。 图1.11  UTRAN总体结构图 从图上可以清楚的看到： ◆ 核心网和UTRAN之间的接口是Iu口 ◆ 在UTRAN内部，RNC和NodeB之间的接口是Iub口 ◆ 在UTRAN内部，RNC和RNC之间的接口是Iur口 另外还有一个重要接口，它是： ◆ UTRAN和UE之间的接口Uu口 一.2 和RNS有关的一些名词 TD-SCDMA工程师经常会碰到一些缩略语，比如SRNC、DRNC、CRNC等等，对于一些初学者来说这些概念常常让人头晕。下面就解释一下这些概念： RNS：Radio Network Subsystem，一个RNC和其管辖下的所有NodeB的总称； SRNC：Serving RNC，服务RNC。通常和CN相连RNS就叫做SRNS，也就是服务RNS。这个RNS中的RNC就叫做SRNC。 DRNC：Drift RNC，漂移RNC。由于TD-SCDMA系统中软切换的情况下，UE会同时使用多个RNS，SRNS和DRNS的关系可以用图1.21表示。 图1.21  服务RNS和漂移RNS 一个UE同时存在几条链路，接入DRNS的用户数据通过Iur口从DRNS传送到SRNS，DRNC不对用户面的数据进行处理，在Iub和Iur口间进行透明的传输。一个UE可以接入一个或多个DRNS。 CRNC：Control RNC，控制RNC。UE接入了哪个RNS，这个RNS内的RNC都叫做CRNC。所以，在图1.21中，SRNC和DRNC都是CRNC。CRNC管理整个小区的资源，但用户专用信道的数据调度由SRNC完成，而公共信道上的数据调度由CRNC完成。 另外，还有Source RNC（S-RNC）和Target RNC（T-RNC）的概念，这两个概念因为涉及到SRNS重定位，所以放在Iu接口章节中解释。 一.3 UTRAN通用协议模型 UTRNA通用协议模型如图1.31。 图1.31  UTRAN通用协议模型 可以从图上看到，UTRAN层次从水平方向上可以分为传输网络层和无线网络层；从垂直方向上则包括四个平面： → 控制平面 → 用户平面 → 传输网络层控制平面 → 传输网络层用户平面 这个协议模型在几乎所有介绍TD-SCDMA的书籍中都有详细解释，读者可以参考相关。在后面的章节中，将分接口对协议模型作详细介绍。 【参考文献】 [1] 3GPP 25.401 《UTRAN Overall Description》 【知识回顾】 1． 画出UTRAN网络结构图并指出各接口。 2． 什么是SRNC、DRNC和CRNC？ 3． UTRAN协议模型的层次是怎样的？ 第二章 TD-SCDMA接口分层概念 目  标 在学习了本章内容后，你应该能够： ? 掌握UTRAN控制面和用户面的概念 ? 知道UTRAN控制面的协议 ? 掌握接入层和非接入层的概念 二.1 控制面和用户面 UTRAN控制面和用户面的概念比较难于澄清，下面先介绍一下控制面和用户面的作用。 控制面的作用 ◆ 控制无线接入承载及UE和网络之间的连接 ◆ 透明传输非接入层消息 用户面的作用 ◆ 传输通过接入网的用户数据 在UTRAN系统中，无线网络层每个接口上都有用户面和控制面。 无线网络层每个接口的控制面协议如下： ◆ Iu接口：RANAP协议 ◆ Iur接口：RANSAP协议 ◆ Iub接口：NBAP协议 ◆ Uu接口：RRC协议 而实际上，所有无线网络层的用户面数据和控制面数据都是传输网络层的用户面。传输网络层的控制面协议是ALCAP，属于ATM的SAAL层（Signalling AAL）。 在本小节一开始就说控制面和用户面比较难澄清，是因为控制面和用户面经常搅在一起：Uu接口的控制面RRC协议在Iub口的用户面上传送；而所有无线网络层的数据都是传输网络层的用户面。 二.2 接入层和非接入层 接入层和非接入层的概念是针对UE与核心网的通讯来说的。接入层通过服务接入点（SAP）承载上层的业务，如图2.21所示。 图2.21  接入层和非接入层 举一个最简单的例子来介绍什么是非接入层。 在AMR语音电话（主叫）的信令流程中，有下列几条信令，是UE与核心网之间的信令，也就是非接入层的控制面信令。这些信令先封装在RRC协议中透明传输到RNC，RNC将这些信令从RRC消息中解开，再封装到RANAP协议中，通过RANAP透明传输到核心网侧： UERNC    CM Service Request RNCUE    Authentication Request UERNC    Authentication Response RNCUE    CM Service Accept UERNC    SETUP RNCUE    Call Processing RNCUE    Alerting RNCUE    Connect UERNC    Connect Acknowledge 以上这些信令的详细解释，参见参考文献[3]。 另外有一个简单但不完全科学的说法：RRC是接入层的最高层，RRC层以上的消息都是非接入层。这句话最起码说清了接入层和非接入层在控制面上的层次关系。 【参考文献】 [1] 3GPP TS 25.401《UTRAN Overall Description》 [2] 李小文 《TD-SCDMA第三代移动通信系统，信令及实现》 [3] 3GPP TS 24.008《Mobile Radio Interface Layer 3 specification;Core Network Protocols - Stage 3》 【知识回顾】 1． UTRAN中控制面的协议有哪些？ 2． RRC是接入层还是非接入层？ 3． 无线网络层控制面信令有哪些？ 4． 传输网络层的控制面信令是什么？ 第三章 接口和协议 目  标 在学习了本章内容后，你应该能够： ? 掌握UTRAN无线侧协议种类