很好的TD网优学习系列2无线接口协议与信令流程Word文档下载推荐.docx

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Vocabularyfor3GPPSpecifications"

【5】TD-SCDMA第三代移动通信系统标准李世鹤人民邮电出版社

【6】TD-SCDMA第三代移动通信系统、信令及实现李小文等人民邮电出版社

目录

1引言4

2网络结构与接口5

3相关协议6

3.1RRC协议6

3.2UE状态与状态跃迁6

3.2.1Idle状态7

3.2.2CELL_DCH状态7

3.2.3CELL_FACH状态7

3.2.4CELL_PCH状态8

3.2.5URA_PCH状态8

3.2.6状态跃迁8

3.3接口模型9

3.3.1通用接口模型9

3.3.2Uu口接口协议结构9

4空口信令流程11

4.1寻呼发送流程11

4.2RRC连接建立与直传过程12

4.3RB连接过程13

4.4RB重配置过程14

4.5测量控制与测量报告15

1引言

在TD-SCDMA系统中，无线接口就是Uu接口，也可称作空中接口（AirInterface）。

本文介绍空口的相关协议，UE状态和状态跃迁，以及信令流程中与空口相关的过程。

2网络结构与接口

UMTS与第二代移动通信系统在逻辑结构方面基本相同。

从功能上看可以分成不同功能的子网，包括核心网（CN）、无线接入网（UTRAN）和用户设备（UE）三部分组成。

图21UMTS网络结构图

TD-SCDMA系统的网络接口主要有Uu接口、Iub接口、Iur接口和Iu接口。

Uu接口，即空中接口，是指移动终端和接入网之间的接口。

Uu接口主要用来传输用户数据、或是相关信令，对应分为用户平面和控制平面。

Iub接口是RNC和NodeB之间的接口，完成RNC和NodeB之间的用户数据传送、用户数据及信令的处理和NodeB逻辑上的O&

M等。

Iur接口是两个RNC之间的逻辑接口，用来传送RNC之间的控制信令和用户数据。

Iu接口是连接UTRAN和CN的接口，也可以把它看成是RNS和核心网之间的一个参考点。

它将系统分成用于无线通信的UTRAN和负责处理交换、路由和业务控制的核心网两部分。

业务建立过程，需要CN/RNC/NodeB/UE共同参与，信令在这些网元之间交互，但是在不同的接口，观察到的相关信令是不同的。

3相关协议

3.1RRC协议

RRC（RadioResourceControl）协议是UE和UTRAN之间的重要协议，其协议结构图如图5.21。

图31RRC协议结构图

3.2UE状态与状态跃迁

UE有两种基本运行模式：

空闲模式和连接模式。

UE开机后停留在空闲模式下。

通过非接入层表示，如：

IMSI，P-TMSI，TMSI等标识来区分。

UTRAN不保留空闲模式下的UE信息。

仅能够寻呼LAC区中的所有UE或同一寻呼时刻的所有UE。

当UE完成RRC连接建立后，才会从空闲模式转移到连接模式，CELL-FACH或CELL-DCH。

当RRC连接释放后UE从连接模式到空闲模式。

UE连接模式共有四种状态：

CELL-PCH，URA-PCH，CELL-FACH，CELL-DCH。

图32UE状态和状态的跃迁

3.2.1Idle状态

UE开机后，在一个小区中读取系统消息，监听寻呼信息，处于Idle状态。

在Idle状态下，UE的所有连接在接入层都是关闭的，UE的识别通过非接入层标识（如IMSI、TMSI和P-TMSI）来区别。

UTRAN中没有为处于空闲模式的UE建立上下文，如果要寻址一个特定的UE，只能在一个小区内向所有的UE或向监听同一寻呼时段的多个UE发送寻呼消息。

3.2.2CELL_DCH状态

CELL_DCH状态的基本特征是，UE被分配了专用的物理信道。

在该状态下，除了上下行专用物理信道DPCH外，UE还可能被分配物理上下行共享信道PUSCH和/或PDSCH。

根据UTRAN的分配情况，UE可以使用专用传输信道DCH、上行共享传输信道USCH、下行共享传输信道DSCH，以及这些传输信道的组合。

UTRAN根据当前的激活信道集知道该UE已经处在小区识别等级上。

3.2.3CELL_FACH状态

CELL_FACH状态的基本特征是，UE与UTRAN之间不存在专用物理信道连接，UE在下行方向将连续监视FACH传输信道，而在上行方向可以使用公共或共享传输信道（如RACH），UE在任何时候都可以在相关传输信道上发起接入过程。

根据UTRAN的分配情况，UE在此状态下可以使用USCH或DSCH传输信道，UTRAN也可以根据UE最后一次执行的小区更新过程，知道UE当前所处的小区。

如果UE选择了一个新的小区，UE将把当前的位置信息通过小区更新过程报告给UTRAN。

UTRAN也可以在FACH上直接给UE发送数据，而不必先发起寻呼。

UTRAN将把系统信息的变化通过相应的调度信息在FACH上及时地广播给UE，以便UE重新读取相应的系统信息。

3.2.4CELL_PCH状态

CELL_PCH状态的基本特征是：

UE与UTRAN之间不存在专用物理信道连接，而且UE也不可以使用任何上行物理信道。

在该状态下，UE为节省功耗，可以使用DRX方式去监听PICH所指示的PCH信道。

UTRAN根据UE上次在CELL_FACH状态下执行的最后一次小区更新过程，知道UE当前所处的小区。

如果UE需要发送上行数据（响应寻呼或者发起呼叫），必需先从CELL_PCH状态转移到CELL_FACH状态。

在该状态下，RRC子层通过小区重选过程执行连接移动性管理。

3.2.5URA_PCH状态

URA_PCH状态的基本特征是：

UTRAN根据UE上次在CELL_FACH状态下执行的最后一次URA更新过程，知道UE当前所处的URA。

如果UE需要发送上行数据（响应寻呼或者发起呼叫），必需先从URA_PCH状态转移到CELL_FACH状态。

3.2.6状态跃迁

空闲模式与连接模式的跃迁在UE发起RRC连接请求后，UE从空闲模式转移到连接模式下的CELL_DCH状态或者CELL_FACH状态。

如果连接建立失败，则返回空闲模式。

在UE发起释放RRC连接请求后，UE从CELL_DCH状态或者CELL_FACH状态下转移到空闲模式。

（1）CELL_DCH状态与CELL_FACH状态的跃迁

UE可以在CELL_FACH状态下通过建立一个专用物理信道而进入CELL_DCH状态。

而处于CELL_DCH状态的UE也可以通过释放所有的专用物理信道而进入CELL_FACH状态。

（2）CELL_DCH状态与CELL_PCH（URA_PCH）状态的跃迁

CELL_DCH状态下的UE执行重配置过程，根据来自UTRAN的指示，可以进入CELL_PCH状态或者URA_PCH状态。

但是，处于CELL_PCH状态或者URA_PCH状态的UE不能直接跃迁到CELL_DCH状态，必需先跃迁到CELL_FACH状态。

（3）CELL_FACH状态与CELL_PCH（URA_PCH）状态的跃迁

处于CELL_PCH（URA_PCH）状态下的UE，如果小区（URA）重选时选择了一个新的小区（URA），则UE将跃迁到CELL_FACH状态，并在新的小区发起小区（URA）更新过程。

在小区（URA）更新过程完成后，如果UTRAN和UE都没有数据要发送，则UE将回到CELL_PCH（URA_PCH）状态。

3.3接口模型

3.3.1通用接口模型

图33通用接口模型

3.3.2Uu口接口协议结构

图34协议结构图

◆BMC提供：

在无线接口的用户平面提供广播多播的发送服务，用于将来自于广播域的广播和多播业务适配到空中接口

◆PDCP提供：

分组数据传输服务

◆RRC提供：

系统信息广播、寻呼控制、RRC连接控制等功能

◆RLC：

提供用户和控制数据的分段和重传服务，分为透明传输TM、非确认传输UM、确认传输AM三类服务

◆MAC：

逻辑信道到传输信道的映射，提供数据传输服务。

主要包括MAC-b,MAC-c,MAC-d三种实体

◆逻辑信道：

直接承载用户业务；

根据承载的是控制平面业务还是用户平面业务分为两大类，即控制信道和业务信道。

◆传输信道：

由L1提供给高层的服务，根据在空中接口上如何传输及传输什么特性的数据来定义的。

传输信道一般可分为两组：

公共信道（针对所有用户的公共信息）和专用信道（针对特定用户的专用信息）

物理信道：

各种信息在无线接口传输时的最终体现形式，每一种使用特定的载波频率、码（扩频码和扰码）以及载波相对相位都可以理解为一类特定的信道。

4空口信令流程

4.1寻呼发送流程

图41寻呼流程

RNC根据UE的状态决定使用寻呼的类型。

对于IDLE状态的UE，使用PagingType1；

对于连接状态的UE，使用PagingType2。

4.2RRC连接建立与直传过程

图42RCC连接建立与直传流程

◆UE的RRC实体收到非接入层实体的业务请求，在PRACH上发送RRCConnectionRequest消息，向网络层表明UE要发起一次业务；

◆RNC配置好RNC侧的L1和L2实体之后，给UE发送RRCConnectionSetup消息，将L1和L2参数发送给UE；

◆UE收到RRCConnectionSetup消息之后，按照消息中的参数配置好UE侧的L1和L2实体，然后给RNC回RRCConnectionSetupComplete消息，至此UE和RNC之间已经建立了一条承载于公用信道上（RACH/FACH）的Uu信令连接，UE进入CELL_FACH状态；

◆UE按照非接入层的要求，发起InitialDirectTransfer过程，UE发起此过程的目的是通知RNC去建立Iu接口信令连接；

◆RNC收到初始直传消息之后，使用SCCP原语给CN发送连接请求（CR）消息；

◆CN收到CR消息，给RNC回连接确认（CC）消息，至此，Iu接口信令承载建立成功，UE和CN之间可以进行信令交互；

◆UE和CN之间进行CC/MM，SM/GMM信令交互，表现在Iu接口就是DirectTransfer消息，表现在Uu接口，就是DownlinkDirectTransfer和UplinkDirectTransfer消息；

4.3RB连接过程

图43RB连接过程

RadioBearerSetup相关流程：

◆CN给RNC发送RABAssignRequest消息，其中包含此业务通道的所有Qos参数；

◆RNC收到RABAssignRequest消息后，根据Qos参数选定L1和L2参数，配置好业务承载的L1和L2实体，给NODEB发送RadioLinkSetupRequest消息；

◆NODEB收到RadioLinkSetup消息之后，配置好相应的FP，给RNC回RadioLinkSetupResponse消息；

◆RNC收到RadioLinkSetupResponse后，给UE发送RadioBearerSetup消息；

◆UE收到RadioBearerSetup消息之后，按照RNC给出的参数配置业务承载的L1和L2实体，配置成功之后给RNC发送RadioBearerSetupComplete消息；

至此，RBSetup过程成功。

◆RNC收到RadioBearerSetupComplete消息后，所有Iu,Iub,Uu口承载都已经建立完毕，于是给CN发送RABAssignResponse消息，完成RAB建立过程。

RadioBearerSetup中的RRM：

◆码资源管理

◆接纳控制

◆功率控制

4.4RB重配置过程

当用户面数据发生改变的时候，需要重新定义无线承载，这时候会发生RB重配置过程。

常见的RB重配置过程发生在：

1跨RNC小区切换；

2RBC过程；

对于跨RNC小区切换，RB重配置涉及到目标小区和源小区。

而对于RBC过程，RB重配置过程，始终只和服务小区有关，因此过程较为简单。

以下为一次RBC过程中的RB重配置流程。

图44RB重配置流程

4.5测量控制与测量报告

测量控制下发是空口常见的信令消息，测量控制包含了邻区列表、上报的方式（事件、周期、不上报）、事件触发上报的条件（门限、保持事件）等。

常见的测量控制有：

1g事件测量、2a事件测量、3a事件测量、同频附加测量、异频附加测量等。

当满足事件触发条件，UE将测量结果形成测量报告MeasurementReport上报RNC进行判决。

如果是周期上报方式，则达到测量控制定义的上报间隔时间后，UE将测量结果形成报告上报报告。