gs中文规范iu接口技术规范用户平面协议.docx

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gs中文规范iu接口技术规范用户平面协议

20XX-XX-XX发布20XX-XX-XX实施

中华人民共和国信息产业部科学技术司印发

IMT-DSFDD（WCDMA）系统Iu接口技术规范：

用户平面协议

IMT-DSFDD（WCDMA）SystemIuInterfaceTechnicalSpecification:

UserPlaneProtocols

目次

前言

本通信标准参考性技术文件主要用于IMT-2000DS系统FDD模式（WCDMA）的Iu接口。

本文基于3GPP制订的Release-99（2000年9月份版本）技术规范，具体对应于TS25.415V3.4.0。

本参考性技术文件由信息产业部电信研究院提出。

本参考性技术文件由信息产业部电信研究院归口。

本参考性技术文件起草单位：

信息产业部电信传输研究所

华为技术有限公司

本参考性技术文件主要起草人：

续合元、徐京皓、盛蕾、徐菲

徐欣、王斌

本参考性技术文件2001年1月首次发布。

本参考性技术文件委托无线通信标准研究组负责解释。

通信标准参考性技术文件

IMT-DSFDD（WCDMA）系统Iu接口技术规范：

用户平面协议

IMT-DSFDD（WCDMA）SystemIuInterfaceTechnicalSpecification:

UserPlaneProtocols

1范围

本参考性技术文件规定了Iu接口技术规范中的用户平面协议部分，它基于3GPP制订的Release-99（2000年9月份版本）技术规范，具体对应于TS25.415V3.4.0。

2引用标准

下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而成为本标准的条文。

本标准出版时，所示版本均为有效。

所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

[1]UMTS25.401:

"3rdGenerationPartnershipProject（3GPP）TechnicalSpecificationGroup（TSG）RAN;UTRANOverallDescription".

[2]UMTS25.410:

"3rdGenerationPartnershipProject（3GPP）TechnicalSpecificationGroup（TSG）RAN;UTRANIuinterface:

generalAspectsandPrinciples".

[3]UMTS25.413:

"3rdGenerationPartnershipProject（3GPP）TechnicalSpecificationGroup（TSG）RAN;UTRANIuinterfaceRANAPprotocol"

[4]UMTS25.414:

"3rdGenerationPartnershipProject（3GPP）TechnicalSpecificationGroup（TSG）RAN;IuInterfaceDataTransportandTransportSignalling".

[5]UMTS23.110:

"3rdGenerationPartnershipProject（3GPP）TechnicalSpecificationGroup（TSG）SSA,UMTSAccessStratum,servicesandfunctions".

[6]UMTS23.121:

"3rdGenerationPartnershipProject（3GPP）TechnicalSpecificationGroup（TSG）SSA,ArchitecturalrequirementsforRelease99".

[7]ITU-TRecommendationI.363.2（1997）:

"B-ISDNATMAdaptationLayertype2specification".

[8]ITU-TRecommendationI.366.1（1998）:

"SegmentationandreassemblyservicespecificconvergencesublayerfortheAALtype2".

[9]UMTS25.990:

"3rdGenerationPartnershipProject（3GPP）TechnicalSpecificationGroup（TSG）RAN;Vocabulary"

[10]UMTS25.321:

"3rdGenerationPartnershipProject（3GPP）TechnicalSpecificationGroup（TSG）RAN;MACProtocolSpecification".

[11]UMTS25.322,3rdGenerationPartnershipProject（3GPP）TechnicalSpecificationGroup（TSG）RAN;RLCProtocolSpecification.

[12]UMTS26.102:

"3rdGenerationPartnershipProject（3GPP）TechnicalSpecificationGroup（TSG）SA;Mandatoryspeechcodec;AMRspeechcodec;InterfacetoIuandUu".

3定义和缩略语

AMRAdaptiveMulti-Ratecodec自适应多速率话音编码

ASAccessStratum接入层

CNCoreNetwork核心网络

DTXDiscontinuousTransmission非连续发射

GFGaloisFieldGalois域

IPTIInterPDUTransmissionPDU间的传输

ITIIuTimingIntervalIu定时间隔

NASNonAccessStratum非接入层

PCEProcedureControlExtension过程控制扩展

PDUProtocolDataUnit协议数据单元

QoSQualityofService服务质量

RABRadioAccessBearer无线接入承载

RANAPRadioAccessNetworkApplicationPart无线接入网络应用部分

RFCRABsubFlowCombinationRAB子流组合

RFCIRFCIndicatorRFC指示

RNLRadioNetworkLayer无线网络层

SAPServiceAccessPoint业务接入点

SDUServiceDataUnit服务数据单元

SMpSDUSupportModeforpredefinedSDUsize用于预定义SDU尺寸的支持模式

SRNCServingRNC服务RNC

SRNSServingRNS服务RNS

SSSARServiceSpecificSegmentationAndReassembly业务特定的分段和重组

TFITransportFormatIdentification传送格式标识

TFOTandemFreeOperation免二次编码操作

TNLTransportNetworkLayer传送网络层

TrFOTranscoderFreeOperation免声码器操作

TrMTransparentMode透明模式

UPUserPlane用户平面

UUIUsertoUserInformation用户到用户信息

4.概述

4.1概要说明

IuUP协议位于Iu接口的无线网络层的用户平面：

IuUP协议层。

IuUP协议用于传送与RAB相关的用户数据。

一个IuUP协议实例（instance）同且只同一个RAB相关。

如果对于一给定UE，建立了几个RAB，那么这些RAB将使用相同数目的IuUP实例。

IuUP协议实例存在于IuSAP，即位于CN和UTRAN中。

当RAB需要在IuUP中传输用户数据时，IuUP协议实例应存在于每个Iu接口SAP。

这些IuUP实例应同相关的RAB一起建立、重定位及释放。

这些对等协议实例完成的RAB功能将依赖于IuUP的操作模式。

图1说明了IuUP协议层的逻辑位置及数据流源头的位置。

图1:

IuUP协议在UTRAN总体结构中的位置

4.2操作及功能说明

4.2.1IuUP协议的操作模式

IuUP协议的一个目标是保持与CN域的独立性（CS域和PS域），并对传送层的依赖关系没有或较少。

为了适应这个目标，需要提供以下灵活性：

I.能够进行业务演进，而无需考虑CN域；

II.能够在CN域中，进行业务迁移（migrate）。

因此IuUP协议以操作模式进行定义，这些操作模式是在RAB的基础上激活，而非在CN域或（电信）业务基础上。

IuUP的操作模式确定是否提供以及提供哪些特性以适应，如RABQoS的要求。

IuUP具有2种操作模式：

1.透明模式（TrM：

TransparentMode）；

2.SMpSDU模式（SMpSDU：

SupportModeforpredefinedSDUsize）；

IuUP协议实例的操作模式由CN，根据如RAB特性，在RAB建立期间决定。

它在每个RAB分配和重定位期间，通过无线网络层的控制平面指示，然后在用户平面建立期间，内部通知IuUP协议层。

运作模式的选定同相关RAB的特性捆绑在一起，除非RAB更改，否则不能改变。

4.2.2透明模式

透明模式用于支持这些RAB：

除了用户数据的传输，不需要IuUP协议的特别属性。

图2说明了IuUP协议层的透明操作模式。

图2:

Iu接口上处于透明模式的IuUP协议层

在这种模式下，IuUP协议实例在Iu接口上不与其对等实例进行任何IuUP协议信息的交换，即：

不发送Iu帧。

此时通过IuUP协议层的数据是在高层与传送网络间交换的PDU。

GTP-UPDU可以使用IuUP协议的透明模式。

4.2.3SMpSDU模式

SMpSDU模式用于支持这样的RAB：

除了传输用户数据之外，还需要使用IuUP协议的特别属性。

在这种操作模式下，对等IuUP协议实例交换IuUP帧，而在透明模式下，没有IuUP帧生成。

图3说明了IuUP协议层SMpSDU模式的功能模型。

需要IuUP协议支持的RAB，以某些特有的方式对IuUP协议甚至无线接口协议进行约束。

如：

某些RAB可以有预定义的可变速率。

IuUP支持模式应支持这些变化。

这里唯一定义的支持模式是：

预定义长度支持模式（SMpSDU）。

AMR语音PDU的传输可以使用SMpSDU模式，因为它需要一些过程控制功能及一些数据流特定功能，而其传输的用户数据大小可以预定义的方式进行变化。

图3支持模式的IuUP协议层

5透明模式，Version1

5.1概述

5.1.1透明模式的IuUP操作

透明模式的IuUP层位于Iu用户平面，用于在Iu接口透明传送数据。

两层通过SAP传送NAS（NonAccessStratum）数据流。

5.1.2透明模式IuUP协议层的接口

与透明模式IuUP协议层接口的是传送网络层和高层。

透明模式的IuUP协议层是一个空层，NAS数据流PDU通过它，在高层与传送网络层间进行传输。

透明模式IuUP协议层利用传送网络层提供的业务，在IuUP接口传输IuUPPDU。

5.2透明模式的IuUP协议层的业务

支持透明模式，需要以下功能：

用户数据的传输。

5.3UP数据传送层需要提供的业务

透明模式的IuUP协议层需要传送网络提供以下业务：

用户数据的传输。

5.4透明模式的IuUP通信的要素

5.4.1透明模式的帧格式

图4说明通过透明模式的IuUP协议层的PDU格式。

该帧在IuUP协议层与传送网络层间（TNL-SAP）透明传送。

图4透明模式数据帧格式

这种PDU具有可变的长度，其最大范围依赖于用户数据的类型（如：

IP包）。

在IuUP协议层中没有显式长度指示。

6SMpSDU模式，Version1

6.1概述

6.1.1支持模式IuUP的操作

SMpSDU模式IuUP层支持需要在用户面（UP）中进行帧处理的数据流。

两层通过SAP传送NAS数据流。

6.1.2SMpSDU模式IuUP协议层的接口

作为接入层职责的一部分，支持模式IuUP协议层提供处理NAS数据流所必需的业务与功能。

支持模式的IuUP通过用于信息传输的专用SAP向UP高层提供业务。

支持模式IuUP协议使用传送层提供的业务，以通过Iu接口提供IuUPPDU的传输。

6.2支持模式IuUP协议层的业务

SMpSDU模式的业务

需要如下功能以支持该业务：

-传输用户数据；

-初始化；

-速率控制；

-时间对准；

-错误事件处理；

-帧质量分类。

6.3UP数据传送层需要提供的业务

传送网络层向IuUP协议层提供如下业务：

传输用户数据。

6.4支持模式IuUP协议层的功能

6.4.1支持模式IuUP协议层的功能模型

图5支持模式IuUP协议层的功能模型

支持模式IuUP协议层由以下3类功能组成：

1）.帧处理器功能；

2）.过程控制功能；

3）.NAS数据流特定功能。

6.4.2帧处理器功能

该功能负责IuUP协议帧不同部分的成帧与解帧。

该功能获取IuUP协议帧的不同部分并将控制域设置成正确值，包括处理帧号。

它也保证帧控制部分语义正确。

该功能负责同传送层相互作用，也负责IuUP帧头部的CRC校验。

头部CRC校验错误的IuUP帧将被丢弃。

6.4.3过程控制功能

这组功能对在IuUP协议层次上处理的过程进行控制。

这些功能负责IuUP帧的过程控制部分。

这些过程主要包括：

速率控制：

该过程在IuUP上，控制所允许的速率集合。

速率的集合由一个RFCI指示和（当适用时）下行链路发送时间间隔表示。

控制该过程的功能与IuUP协议层外的功能相互作用。

初始化：

该过程控制初始化信息的交换，SMpSDU模式的操作需要这类信息。

这类信息中可以包含RFCI集合，RFCI集合将一直使用直到连接终止或下一次初始化过程。

时间对准：

该过程控制Iu接口发往RNC下行链路数据的定时。

控制该过程的功能与IuUP协议层外的功能相互作用。

错误事件处理：

该过程控制与故障检测相关的信息在Iu上进行交换。

控制该过程的功能与IuUP协议层外的功能相互作用。

6.4.4NAS数据流特定功能

这组功能负责净荷的有限操作和帧号一致性检查。

如果在接收帧号中发现帧丢失（对于帧号同时间无关的RAB），这种情况将报告给过程控制功能。

这组功能负责IuUP帧净荷部分的CRC检验与计算。

这些功能也负责帧质量分类处理。

这些功能与高层相互作用，交换IuUP帧净荷的Iu数据流块。

当需要时，这些功能也执行IuUP帧净荷的填充和去填充的功能。

这些功能同过程控制功能相互作用。

这些功能为过程控制功能提供对高层的访问。

6.4.4.1帧质量分类功能

6.4.4.1.1概述

在IuUP的支持模式下帧以帧质量分类符（FQC）进行划分。

这种分类基于无线帧分类和RAB属性“DeliveryoferroneousSDUs”的设置。

RAB属性“DeliveryoferroneousSDUs”决定错误帧是否发送。

图6说明了IuUP帧质量分类功能的主要输入和输出信息。

图6:

IuUP的无线帧质量分类

6.4.4.1.2FQC信息的处理

在SRNC发送端，支持模式将帧和无线帧质量信息作为输入。

基于这些信息，为该帧设定FQC，加上CRC（如果需要的话），将帧发往CN。

下表说明FQC的设置。

表1:

RNC在上行方向的FQC处理

INPUT

（foreachsubflow）

ACTION

（onIuUPframe）

DeliveryoferroneousSDUs

RadioFrameClassification

ActiontakeninSRNConthesendingside

Yes

Bad

SetFQCto'badradio'

No

Bad

Framenotsent

error-detection-consideration

Anyvalue

SetFQCtogood

Anyvalue

Good

SetFQCtogood

在上表中如果任何子流的属性‘DeliveryoferroneousSDUs’设为‘No’，且该子流的无线帧分类是‘Bad’则该帧不发送。

接收端CN对帧载荷的CRC进行检查（如果有的话），并将帧和帧质量分类信息通过RNL-SAP向高层传送。

表2:

CN在上行方向的FQC处理

INPUT

ACTION

（onIuUPframe）

DeliveryoferroneousSDUs

（foreachsubflow）

PayloadCRCcheckresult

（onIuUPframe）

ActionstakenatCNonthereceivingside

Yes（atleastoneofthesubflowshavethisvaluebutnonehave‘No’）

NotOK

FrameforwardedwithFQCsetto'bad'

No（atleastoneofthesubflowshavethisvalue）

NotOK

Dropframe,sendIu-UP-Statusprimitiveindicating'Nodata'attheRNL-SAP

no-error-detection-consideration（Allsubflowshavethisvalue）

Anyresult

FrameforwardedwithFQCassetbyUTRAN

Anyvalue

OK

FrameforwardedwithFQCassetbyUTRAN

在发送时CN的支持模式功能给帧加上净荷的CRC（如果必要的话）与FQC一块发送（FQC在编解码时总设为’good’）。

SRNC在收到帧后做CRC校验（如果有的话），并基于收到的FQC和CRC校验的结果、RAB属性的设定决定是否传送帧。

表3:

RNC在下行方向的FQC处理

INPUT

ACTION

（onIuUPframe）

DeliveryoferroneousSDUs

（foreachsubflow）

FQC

（onIuUPframe）

CRCcheck

（ifpayloadCRCpresent）

（onIuUPframe）

ActionstakenatSRNConthereceivingside

Yes

Bad

Anyresult

Dropframe

No

Bad

Anyresult

Dropframe

Yes

Badradio

Anyresult

Dropframe

No

Badradio

Anyresult

Dropframe

Yes

Anyvalue

NotOK

Dropframe

No

Anyvalue

NotOK

Dropframe

no-error-detection-consideration

Anyvalue

Anyresult

Passtheframetoradiointerfaceprotocols

Anyvalue

Good

OK

Passtheframetoradiointerfaceprotocols

在上表中若任何子流属性‘DeliveryoferroneousSDUs’设为‘Yes’或‘No’,并且FQC或CRC校验表明这帧是坏帧，则丢掉该帧。

6.5基本过程

6.5.1用户数据的传输过程

6.5.1.1成功操作

用户数据传输过程的目的是在Iu接口两端的IuUP协议层之间传输IuUP帧。

由于一个IuUP实例同且只同一个RAB发生联系，因此传输的用户数据只同一个RAB发生联系。

该过程在IuUP实例的两端进行控制，即SRNC和CN。

当某个RAB的用户数据需要传送时，用户数据传输过程将被调用。

在收到高层PDU及相关的控制信息RFCI时，IuUP高层调用该过程。

在SRNC中，高层可能将帧质量分类信息同RFCI一同发送。

NAS数据流功能对净荷进行填充（如果需要），因此IuUP帧的净荷将是整数字节。

则如有需要，NAS数据流功能将计算Iu帧净荷的CRC，并将IuUP帧的净荷与RFCI一起下传至帧处理器。

帧处理器功能从其内部存储器中取出帧号，形成合适的帧头部及帧的净荷，并将IuUP帧PDU传送至下一层，以在Iu接口中进行传输。

对于会话或流业务类别的RAB，帧号应基于时间（按照ITI增加）。

对于其它业务类别，帧号应基于发送的IuUPPDU（按照每个发送的PDU增加）。

见帧号说明。

在收到用户数据帧后，IuUP协议层按如下顺序检查IuUP帧的一致性：

-帧处理器检查帧头的一致性。

如果正确，帧处理器将存储帧号并向NAS数据流功能传送IuUP帧的净荷及相关的CRC。

所接收的RFCI将送至过程控制功能；

-NAS数据流功能检查净荷的CRC。

如果RFCI是正确的（即：

RFCI用于初始化），并与过程控制功能指示的IuUP净荷一致（即：

帧的净荷对于RFCI来讲不是太短），NAS数据流功能将根据RFCI信息从IuUP帧净荷中移出填充位和空闲扩展域（当出现在IuUP帧中时）。

然后，NAS数据流功能将RFCI和净荷将送至高层。

图7