WCDMA培训教材(3)：WCDMA系统UTRAN网络结构及接口协议
WCDMA培训教程
四、光纤的安装1 光纤的安装
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光纤的安装2 光纤的安装
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五、传输线的安装
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步骤二十九
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3G基站的传输告警 基站的传输告警
• • • • • • •
LOS on unit 1, interface 1. LOF on unit 1, interface 1. RDI on unit 1, interface 3. AIS on unit 1, interface 3. LOS on unit 1, ethernet interface 2. BFD DOWN BFD Session down in ingress direction for session 1
步骤八
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步骤九
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步骤十
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步骤二十六
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步骤二十七
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wcdma 诺西内部培训资料
/
Iur Interface
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/
Iu-CS and Iu-PS
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/
Air Interface Protocol architecture
Air Interface Protocol
For internal use only 11 © Nokia Siemens Networks
/
RRC : Radio Resource Control
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For downlink physical channels, a total of 218-1 = 262,143 scrambling
codes can be generated. scrambling codes k = 0, 1, …, 8191 are used
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WCDMA Overview
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/cture Protocol Structure of Interface Physical Channel
For internal use only 2 © Nokia Siemens Networks
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WCDMA系统网络结构图
WCDMA系统网络结构图1.Uu:UE和UTRAN(陆地无线接入网)之间的接口,用户终端。
2.UE: 3G网络中，用户终端就叫做UE包含手机，智能终端，多媒体设备，流媒体设备等。
3.ME:4.UTRAN：陆地无线接入网。
UTRAN由NODE B和无线网络控制器（RNC）构成，NODE B相当于GSM BTS，RNC相当于GSM BSC。
3g由核心网(CN)、UMTS 陆地无线接入网(UTRAN)、用户设备(UE)三大部分组成，CN主要完成用户认证、位置管理、呼叫连接控制、用户信息传送等功能。
UTRAN 分为无线不相关和无线相关两部分，前者完成与CN 的接口，实现向用户提供QOS 保证的信息处理和传送以及用户和网络控制信息的处理和传送；无线相关部分处理与UE 的无线接入(用户信息传送、无线信道控制、资源管理等)。
UE 主要完成无线接入、信息处理等。
Node B：无线收发信机。
主要功能是扩频、调制、信道编码及解扩、解调、信道解码、还包括基带信号和射频信号的转化。
5.Lub：逻辑单元块6.RNC：无线网络控制器是3G网络的一个关键网元。
它是接入网的组成部分，用于提供移动性管理、呼叫处理、链接管理和切换机制。
7.Lu：逻辑单元(LU)连接陆地无线接入网（UTRAN）和CN(核心网)8.Lur：用于呼叫切换的RNC到RNC连接，通常通过OC-3链路实现。
：核心网将业务提供者与接入网，或者，将接入网与其他接入网连接在一起的网络。
通常指除接入网和用户驻地网之外的网络部分。
10.Msc: 移动交换中心。
核心网CS域功能节点。
MSC/VLR的主要功能是提供CS域的呼叫控制、移动性管理、鉴权和加密等功能。
11.VLR: 拜访位置寄存器, VLR动态地保存着进入其控制区域内的移动用户的相关数据，如位置区信息及补充业务参数等，并为已登记的移动用户提供建立呼叫接续的必要条件。
VLR从该移动用户归属的HLR中获取并保存用户数据，并在MSC处理用户的移动业务时向MSC提供必要的用户数据。
WCDMA系统无线接入网络介绍—RAN总体和物理层培训(PPT 62张)
一个RNS由一个基站控制器（RNC）和一个或多个基站Node B组成。
RNC和Node B之间通过Iub接口连接。UE通过空中接口（Uu）接入 RNS。
Ix 接 口 综 述
Ix接口包含Iub，Iur，Iu三大接口，分别用于Node B和 RNC，RNC和RNC，以及RNC和CN之间的互连，并支持业务 数据流和信令流在其上的传输。与GSM不同，Ix接口都是开放 的接口，便于不同厂家的设备互连。
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多 用 户 检 测 无 线 电 定 位
3、WCDMA系统无线接入
网络体系结构
无线接入网络总体描述
核心网络 （ CN ） Iu RNS RNC Iub
Node B
Iu RNS Iur Iub
Node B
RNC Iub Node B Uu Iub Node B
Uu
UE
UE
WCDMA无线接入网络系统（RAN）由一组通过Iu连到核心网（CN） 的无线网络子系统（RNS）组成。
3G培训资料之五（第一部分）
WCDMA系统无线接入网络介绍
——RAN总体和物理层
目 录
1、WCDMA总体介绍 2、WCDMA系统无线接入网络关键技术
现代移动通信技术与系统-第3章 WCDMA移动通信系统
R5版本在核心网（Core Network，CN）方 面，在R4基础上增加了IP多媒体子系统（IMS）， 它和PS域一起实现了实时和非实时的多媒体业务， 并可实现与CS域的互操作，包括IMS子系统的R5 版本网络结构如图3-9所示。
图3-9 含IMS子系统的R5版本网络结构
4．R6版本网络结构
表3-1
接口名称
UTRAN接口和协议
接口位置 协 议
Iu
Iur Iub Uu
CN-UTRAN
RNC-RNC RNC-Node B Node B-UE
RANAP
RNSAP NBAP WCDMA
3．核心网（CN）
核心网承担各种类型业务的提供以 及定义，包括用户的描述信息、用户业 务的定义还有相应的一些其他过程。 UMTS核心网负责内部所有的语音 呼叫、数据连接和交换，以及与其他网 络的连接和路由选择的实现。不同协议 版本核心网之间存在一定的差异。
DRNC不与CN直接相连。DRNC控制 UE使用的小区资源，可以进行宏分集合并、 分裂。 和SRNC不同的是，DRNC不对用户平 面的数据进行数据链路层的处理，而在Iub 和Iur接口间进行透明的数据传输。
（4）UTRAN接口与协议
UTRAN接口均为开放的标准接口， 不同厂家的设备可以很容易地互联互通。 UTRAN接口和协议如表3-1所示。
（3）CRNC、SRNC、DRNC的概念
① 控制无线网络控制器（CRNC）：控制Node B的操作与维护、接入控制等功能，并与Node B直接存在物理连接的RNC称为Node B的控制 无线网络控制器（CRNC）。CRNC负责管理 整个小区的资源，命令Node B配置、重配置或 删除对小区资源的使用。
WCDMA系统支持与GSM系统之间 的切换，WCDMA系统能与GSM系统协 同工作，能够在引入WCDMA后达到增 加GSM覆盖的目的。
WCDMA网络结构,接口协议与基本信令流程(储林波,20040318)
WCDMA系列培训教材（基础篇）WCDMA网络结构、接口协议和基本流程中兴通讯移动事业部系统一部2004年3月WCDMA系列培训教材WCDMA网络结构、接口协议和基本流程本资料著作权属中兴通讯股份有限公司所有。
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WCDMA系统知识中初级培训教材(已修改1017)
Ec/I0：
主导频强度，一个PN码片周期内积累的导频能量
（Ec）与接收带宽内总的功率谱密度（I0）之比 RSCP： 接收信号码功率，指测量得到的公共导频信道（CPICH）
一个码字的功率。 Tx Power：移动台发射功率
一、WCDMA基础知识
2、工作频段和信息速率
WCDMA主要工作频段如下 WCDMA FDD方式为1920—1980MHz/2110—2170MHz； WCDMA TDD方式为1880—1920MHz/2010—2025MHz。 相应补充工作频段如下： •FDD方式为1755—1785MHz/1850—1880MHz； •TDD方式为2300—2400MHz
基站同步 频率间切换
不需要 需要，使用分槽方式测 量
有效的无线资源管理算法 支持，提供所请求的QoS 下行链路发射分集 支持，以获得更高的下 行链路容量
一、WCDMA基础知识
从功能上，WCDMA系统由三部分组成：CN（核心网）、 UTRAN（UMTS地面接入网）和UE（用户设备）。CN 负责 处理与外部网络之间的呼叫和数据连接的交换和路由选择。 UTRAN处理所有与无线接入相关的功能。UE则是与用户的 接口。CN 与UTRAN 之间的接口称为Iu 接口，UTRAN 与UE 之间的接口称为Uu接口。
检测
使用导频符号或公共导频进行相关 检测
标准支持，应用时可选
多用户检测、智能天线
一、WCDMA基础知识 4、与其他系统的空中接口区别 4、1与GSM的空中接口区别
表1－2
WCDMA 载波间隔 频率复用因数 功率控制频率 服务质量控制 频率采集 5MHz 1 1500Hz 无线资源管理算法 5MHz频率的带宽使其 可采用Rake接收机进 行多径分集 基于负载的分组调度 GSM 200KHz 1-18 2Hz或更低 网络规划（频率规划） 跳频
《WCDMA专题培训》课件
网络制式介绍，WCDMA技术原理，WCDMA系统架构，WCDMA网络规划， WCDMA性能优化，案例分析与总结，问题与讨论。
网络制式介绍
3G技术
了解3G的发展历程和重要性， 以及WCDMA在3G中的地位。
移动网络
探索移动网络的基本原理和相 关技术，理解WCDMA在移动通 信中的应用。
2
邻区优化
学习邻区优化的重要性和技术手段，解决干扰和临界问题。
3
干扰优化
掌握WCDMA干扰识别和消除的技术，提升网络性能和用户体验。
案例分析与总结
数据分析
性能评估
通过案例分析WCDMA网络实际 运行数据，总结问题和解决方案。
从不同维度评估WCDMA网络性 能，发现问题和改进措施。
优化技巧
总结WCDMA网络优化的有效技 巧和方法，提高网络质量和用户 满意度。
覆盖规划
了解WCDMA网络的覆盖规划 策略和方法，掌握区域覆盖的 技巧。
容量规划
学习WCDMA网络容量规划的 要点和计算方法，了解如何应 对高流量。
频率规划
探索WCDMA频率规划的原则 和步骤，解决频段冲突和干扰 问题。
WCDMAA网络参数的优化方法，提高网络质量和性能。
问题与讨论
1 网络障碍
探讨WCDMA网络常见障碍和解决方案，分 享经验和技巧。
2 未来发展
展望WCDMA网络的未来发展趋势和新技术 应用，激发讨论和思考。
学习功率控制的重要性和实施方法，了解WCDMA的功率控制机制。
WCDMA系统架构
网络架构
探索WCDMA网络的层级和组成 部分，理解系统架构的重要性。
核心网
介绍核心网的功能和组成，了解 WCDMA核心网的关键节点。
WCDMA技术培训
采用时分的多址技术。业务信道在不 同的时间分配给不同的用户 GSM、DAMPS 各用户使用不同的时隙
CDMA是采用扩频的码分多址技术 所有用户在同一时间、同一频段上、 根据不同的编码获得业务信道 各用户使用不同的正交化码序列
多址技术
TDD(时分双工；如TD-SCDMA)
TDD方式－上下行频率相同 可用于任何频段 适合于上下行非对称及对称业务
1922.4MHz 1977.6 MHz
下行链路 Nd = 5 * downlink N为10562 到10838 Fdownlink 2112.4MHz 2167.6 MHz 其中 Fuplink 是上行频率，Fdownlink 是下行频率，单位MHz
WCDMA基础知识 • 系统构成
• 系统演进 • 网络结构 • 3G制式对比及频谱占用 • WCDMA关键技术 • 功率控制 • 码分多址（扩频） • Rake接收 • 切换 • 分集技术 • HSDPA/HSUPA
解扩
11111111
+1
-1
+1 -1 +1 -1 +8 信号
f0 S（f）
f
f0
f
扩频前的信号频谱
扩频后的信号频谱
S（f）
S（f）
干扰噪声 信号
f0
信号 干扰噪声
f0
f
f
解扩频前的信号频谱
解扩频后的信号频谱
信号
脉冲干扰
白噪声
扩频通信的特点
• • • • • • 抗多径干扰能力强 抗突发脉冲干扰 保密性高 低发射功率－对其他通信系统和人体的影响 较小 易于实现大容量多址通信 占用频带宽
功率控制
码信道之间的非正交产生多址干扰，存在功率攀升现象。 WCDMA网络
WCDMA网络结构
19
WCDMA协议版本的演进 协议版本的演进
电路域结构的变化：实现承载与控 制分离。MSC被MSC Server 核心网：分CS（电路域）和PS 和MGW两个独立的功能实体 （分组域） 所替代。 接入网：引入WCDMA UTRAN， 核心网电路域可采用IP/ATM/TDM 接入网之间 ATM 组网方式，支持多种传输技术： 核心网和接入网之间的Iu接口基 IP、ATM、TDM 于ATM 核心网增加IMS（IP多媒体子系统） 接入网向IP方向发展, 呼叫基于会话 发起协议（SIP） 增强的IP QoS能力，支持端到端的 IP多媒体业务 无线接入网：HSDPA，接入网之间 增加IP传输选项
SGSN
“session”
IP Backbone
Gn
GGSN
Gi
Intranet/ Internet
18
R5核心网特点 核心网特点
R5引入IP多媒体域IMS，在IMS域实现全业务的融合思路。 IMS域为叠加域； 引入基于SIP的多媒体呼叫信令协议，实现端到端的IP多媒体业务； 为了解决用户IP地址的问题，IPv6成为网络必选，IPv4成为网络可选； HLR演进为HSS系统。 R5之后WCDMA的核心网主架构基本稳定，R6/R7以后主要是业务功能的增 强和完善，包括：WLAN和3G的融合、MBMS、Presence等等。
7
UTRAN 接口和传输网
UU： 移动终端与基站的无线空中接口，无线物理传输层，上、下行各5MHz带宽。 R5: 在R99/R4的基础上，空中接口增加了与HSDPA相关的物理信道。 Iub： RNC与NodeB之间的接口，接口信令：NBAP。 R99/R4：Iub接口采用ATM传输方式，物理层可以是多个E1（2～8）或STM－1。 R5： Iub接口采用ATM传输方式或IP方式，由于引入HSDPA，传输数据量大大增 加，物理层一般使用STM-1。 Iur： RNC与RNC之间的接口，接口信令：RNSAP R99/R4：Iur接口也采用ATM传输方式，物理层一般使用STM－1。 R5： Iur接口采用ATM传输方式或IP方式，物理层一般采用STM－1。
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Drift Radio Network System
Cell Cell
RACH/FACH Traffic Contexts With attributes
Radio Link
Radio Link
Radio Link
Radio Link
Radio Link
Radio Link
Radio User Plane
Radio Network Layer Control Plane RANAP User Plane Iu UP Protocol Layer
Transport Network Layer
Transport Network User Plane
SCCP M3UA MTP3-B SCTP SSCF-NNI SSCF-NNI SSCOP AAL5 IP
GMCC
3G培训之三
21
Iur接口协议栈结构
Radio Network Layer Control Plane RNSAP User Plane Iur Data Stream(s)
Transport Network Layer
Transport Network User Plane
Transport Network Control Plane
ATM Physical Layer
GMCC
3G培训之三
22
Iur接口功能
• Iur接口功能
– 传输网络管理 – 公共传输信道的业务管理
•准备公共传输信道资源 •寻呼
– 专用传输信道的业务管理
•RL建立/增加/删除 •测量报告
– 对公共和专用测量目标的测量报告
GMCC
3G培训之三
23
接口协议及功能
Iur接口
Iub接口
Uu接口
GMCC
3G培训之三
28
Uu接口协议栈结构
C-plane signalling GC Nt DC U-plane information
Duplication avoidance GC Nt DC
L3
control RRC PDCP
UuS boundary
PDCP
Serving RNC与Drift RNC Source RNC与Target RNC CRNC SHO与HHO
GMCC
3G培训之三
7
SRNC/DRNC
CN
Iu SRNC Iur DRNC
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DRNC GMCC 3G培训之三
Node B Application Part (NBAP)
CPCH FP
DCH FP
ALCAP Q.2630.1 Q.2150.2
Transport Layer
SSCF-UNI SSCOP AAL Type 5
SSCF-UNI SSCOP AAL Type 5 ATM Physical Layer AAL Type 2
Iub接口
Uu接口
GMCC
3G培训之三
14
Iu接口体系结构
UTRAN
Node B RNC Node B
Core Network (CN)
CS Domain “ Iu-CS” PS Domain “ Iu-PS”
Node B RNC Node B
BC Domain “ Iu-BC”
Iu Interface
8
Source RNC/Target RNC
CN Iu Source RNC Iur Target RNC RNC
CN Iu Serving 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。 GMCC 3G培训之三
9
CRNC
GMCC
3G培训之三
15
Iu(CS域)接口协议栈结构
Radio Network Layer Control Plane RANAP User Plane Iu UP Protocol Layer
Transport Network Layer
Transport Network User Plane
Transport Network Control Plane
Iur DCH Data Port
Iur DSCH Data Port
Iur DSCH Data Port
Iur TDD USCH Data Port
Iur TDD USCH Data Port
Iur RACH/ CPCH[FDD]/ FACH Data Port
Iur RACH/ CPCH[FDD}/ FACH Data Port
ALCAP(Q.2630.1)
Transport Network User Plane
SCCP MTP3-B SSCF-NNI SSCF-NNI SSCOP AAL5 M3UA SCTP IP
STC (Q.2150.1)
MTP3-B SSCF-NNI SSCF-NNI SSCOP AAL5
M3UA SCTP IP AAL2
Cell
Cell
Cell
Cell
Cell
Cell
பைடு நூலகம்
GMCC
3G培训之三
25
Iub接口协议栈
Radio Network Control Plane Transport Network Control Plane User Plane
PCH FP
RACH FP
FACH FP
DSCH FP
USCH FP
Radio Network Layer
GMCC
3G培训之三
26
Iub接口功能
• Iub接口功能 – Iub传输资源管理
– NodeB逻辑OM – 特定实现OM的传输 – 系统信息管理 – 公共信道业务管理 – 专用信道业务管理 – 共享信道管理 – 定时和同步管理
GMCC 3G培训之三
27
接口协议及功能
接口协议及功能
Iu接口
Transport Network Layer
Transport Network User Plane
TCP IP AAL5
ATM Physical Layer
GMCC
3G培训之三
18
Iu接口功能
• Iu接口功能
– 无线接入承载管理功能 – 无线资源管理功能 – Iu链路管理功能 – Iu用户面（RNL）管理功能 – 移动性管理功能 – 安全性功能 – 业务和网络接入功能 – Iu协调功能（Paging）
UTRAN网络结构及接口协议
GMCC 3G培训之三
GMCC
3G培训之三
1
UTRAN网络结构及接口协议
UTRAN网络结构 接口协议及功能 基本信令流程
GMCC
3G培训之三
2
UTRAN网络结构及接口协议
UTRAN网络结构 接口协议及功能 基本信令流程
GMCC
3G培训之三
3
UMTS体系结构
L2/PDCP
BMC
control
control
control control
L2/BMC
RLC RLC RLC RLC RLC RLC RLC
RLC
L2/RLC
Logical Channels MAC
L2/MAC
Transport Channels
PHY
L1
GMCC
3G培训之三
29
Uu接口L1功能 • L1功能
30
Uu接口MAC功能
• MAC功能
– 逻辑信道到传输信道的映射 – 根据瞬时数据速率选择传输格式 – UE内不同数据流的优先级处理 – 动态调度UE之间优先级处理 – 公共传输信道上标示不同UE – 在公共传输信道上，复用/分解高层PDU进入/从传输块集。该 传输块集来自/发送到物理层 – 在专用传输信道上，复用/分解高层PDU进入/从传输块集。该 传输块集来自/发送到物理层 – 业务量测量 – 动态传输信道类型切换 – 加密 GMCC 3G培训之三
Transport Network Control Plane
Transport Network User Plane
GTP-U UDP IP AAL5
ATM Physical Layer
ATM Physical Layer
GMCC
3G培训之三
17
Iu(BC域)接口协议栈结构
Radio Network Layer SA Broadcast Plane SABP Protocol Layer
GMCC 3G培训之三
19
接口协议及功能
接口协议及功能
Iu接口
Iur接口
Iub接口
Uu接口
GMCC
3G培训之三
20
Iur接口逻辑模型
Serving Radio Network System
Iur Control Plane
Iur Control Port
Iur DCH Data Port
– – – – – – – – – – – – 宏分集合并/分发和软切换执行 传输信道错误检测，并向高层指示 传输信道FEC编解码和交织/去交织 传输信道复用和码组合信道解复用 速率匹配 码组合信道到物理信道的映射 功率加权和物理信道合并 物理信道调制/解调和扩频/解扩 频率和时间(chip, bit, slot, frame)同步 测量并向高层指示 闭环功率控制 RF处理 GMCC 3G培训之三