1、第1页，共76页。CONTENT 引言引言 第一部分：三代移动通信系统第一部分：三代移动通信系统 第二部分：第二部分：WCDMAWCDMA系统结构系统结构 第三部分：第三部分：WCDMAWCDMA系统的无线信道系统的无线信道 第四部分：第四部分：UTRAN信令与协议信令与协议 总结总结2第2页，共76页。UTRAN 通用接口模型通用接口模型ApplicationProtocolDataStream(s)ALCAP(s)TransportNetworkLayerPhysical LayerSignallingBearer(s)TransportUserNetworkPlaneC Co on nt
2、 tr ro ol l P Pl la an ne eU Us se er r P Pl la an ne eTransportUserNetworkPlaneTransport NetworkControl PlaneRadioNetworkLayerSignallingBearer(s)DataBearer(s)(ALCAP:Generic name for the transport signalling protocols used to set-up and tear-down transport bearers.)Independent of the Transport Netwo
3、rk LayerIndependent of the Radio Network LayerSource:25.4013第3页，共76页。控制平面协议集控制平面协议集4第4页，共76页。Iu接口程序接口程序 控制面控制面RANAP Radio Access Network Application Part(无无线接入网应用部分）线接入网应用部分）用户面用户面Iu UP GTP-U5第5页，共76页。RANAP程序程序Class 1 EPs:Iu Release Security Mode Control Reset Reset Resource Relocation Preparation R
4、elocation Resource Allocation Relocation Cancel Data Volume Report SRNS Context TransferClass 3 EPs:RAB AssignmentClass 2 EPs:RAB Release Request Iu Release Request Paging Common ID Location Reporting Control Location Report Initial UE Message Direct Transfer Error Indication Relocation Detect Reloc
5、ation Complete Overload Control CN Invoke Trace CN Deactivate Trace SRNS Data Forwarding Initiation SRNS Context Forwarding from SourceRNC to CN SRNS Context Forwarding to Target RNC from CN6第6页，共76页。PLMN选择和重选、选择和重选、小区选择小区选择/重选和位置登记的关系重选和位置登记的关系7第7页，共76页。PLMN 选择选择开机后，或从没有覆盖的区域移动到有覆盖的区域，开机后，或从没有覆盖的区域
6、移动到有覆盖的区域，UE试图按下列顺序进行选网：试图按下列顺序进行选网：Registered PLMN,last used RATHPLMNUser Controlled PLMN with RATOperator Controlled PLMN with RATOther PLMN/RAT处于漫游状态下处于漫游状态下UE会周期性地试图转回会周期性地试图转回HPLMN在在 SIM中的定时器中的定时器 6 min,8 hours，一般设为一般设为30分钟分钟第8页，共76页。RPLMN 在这个列表中在这个列表中RPLMN（Registered PLMN）优先级最高。优先级最高。RPLMN就是上次
7、注册成功的就是上次注册成功的PLMN。当当UE关机后怎么才能知道上次登记的关机后怎么才能知道上次登记的是哪个是哪个PLMN？在在USIM卡中有两个文件卡中有两个文件EFLOCI和和EFPSLOCI。9第9页，共76页。EFLOCI和和EFPSLOCI在这两个文件中在这两个文件中LAI=MCC+MNC+LAC 和和/或或RAI=LAI+RAC 就记录了就记录了MCC和和MNC，就是就是RPLMN10第10页，共76页。UE UTRAN SYSTEM INFORMATION 系统信息广播系统信息广播 在小区内，在小区内，UTRAN向向UE广播系统信息广播系统信息 系统信息消息是在逻辑信道系统信息消
8、息是在逻辑信道BCCH上发上发送的，它可以映射到传输信道送的，它可以映射到传输信道BCH和和FACH11第11页，共76页。系系统统信信息息块块12第12页，共76页。系统信息块系统信息块 在在3GPP Release-99中，系统信息块的数中，系统信息块的数目定义为一个主信息块、两个调度块和目定义为一个主信息块、两个调度块和17个个SIB。10号号SIB是使用是使用FACH传输信道发送，其传输信道发送，其他所有他所有SIB（包括包括MIB和调度块）都是在和调度块）都是在BCH传输信道上发送。传输信道上发送。13第13页，共76页。小区选择 小区选择的过程包括小区搜索和读广播小区选择的过程包括
9、小区搜索和读广播信道、判决。信道、判决。小区搜索（时隙同步、小区搜索（时隙同步、帧同步和码组帧同步和码组识别、扰码识别识别、扰码识别）读广播信道（读取读广播信道（读取PCCPCH信道信息信道信息）判决判决14第14页，共76页。小区搜索小区搜索时隙同步时隙同步帧同步和帧同步和码组识别码组识别扰码识别扰码识别UE使用使用SCH的主同的主同步码步码PSC去获得该去获得该小区的时隙同步小区的时隙同步UE使用使用SCH的辅助同的辅助同步码步码SSC去找到帧同步，去找到帧同步，并对第一步中找到的小并对第一步中找到的小区的码组进行识别。区的码组进行识别。UE通过通过CPICH对码组对码组进行相关确定小区主
10、扰进行相关确定小区主扰码，然后检测码，然后检测PCCPCH，UE读取读取BCH信息。信息。15第15页，共76页。读读 取取 读到读到MIB后后UE就可以判断当前找到的就可以判断当前找到的PLMN是否就是是否就是要找的要找的PLMN。因为在因为在MIB中有中有PLMN identity域。域。如果是如果是UE就根据就根据MIB中包含的其他中包含的其他SIB的调度信息的调度信息（scheduling information）找到其他的找到其他的SIB并获得并获得其内容。其内容。如果不是如果不是UE只好再找下一个频率又要从头开始这只好再找下一个频率又要从头开始这个过程从小区搜索开始。个过程从小区搜
11、索开始。如果当前如果当前PLMN是是UE要找的要找的PLMN UE读读SIB3 取取得得Cell selection and re-selection info。16第16页，共76页。判判 决决17第17页，共76页。判决判决 如果如果Squal 0、Srxlev 0，则则UE认为此小区认为此小区即为一个即为一个suitable cell，驻留下来，并读其他所需要驻留下来，并读其他所需要的系统信息，随后的系统信息，随后UE将发起位置登记过程。将发起位置登记过程。如果不满足上述条件，测临区的如果不满足上述条件，测临区的Qqualmeas 和和Qrxlevmea，以算出临区的以算出临区的Squa
12、l和和Srxlev并判断并判断临区是否满足上述临区是否满足上述条件。条件。如果如果UE发现了任何一个临区满足发现了任何一个临区满足selection criteria UE就驻留在此小区中并读其他所需要的系统信息，就驻留在此小区中并读其他所需要的系统信息，随后随后UE将发起位置登记过程。将发起位置登记过程。18第18页，共76页。位置登记位置登记过程过程 RRC连接建立之后，移动台在连接建立之后，移动台在DPDCH信道上发起位信道上发起位置登记过程。置登记过程。与二代一样，发送的消息都是上层的消息，是核与二代一样，发送的消息都是上层的消息，是核心网和移动台之间的直接对话。心网和移动台之间的直接
13、对话。在第在第1次开机时，发起的次开机时，发起的MM消息中应包含消息中应包含IMSI，中中间完成鉴权和加密过程之后，由间完成鉴权和加密过程之后，由MSC根据用户的根据用户的IMSI找到用户的找到用户的HLR，由由MSC发出发出MAP消息，通知消息，通知HLR更新位置更新位置 HLR回送插入用户数据（用户业务数据）消息，用户数回送插入用户数据（用户业务数据）消息，用户数据表明该用户可以提供的业务种类，即用户业务描述的据表明该用户可以提供的业务种类，即用户业务描述的数据。数据。19第19页，共76页。位置登记位置登记过程（续）过程（续）MSC给出确认消息，同时给移动台分配新的给出确认消息，同时给移
14、动台分配新的LAI和和新的新的TMSI 用户发送位置登记完成消息，得到新的用户发送位置登记完成消息，得到新的TMSI给给MSC证实。证实。MSC发给移动台新的发给移动台新的LAI，只是作为移动台触发位置只是作为移动台触发位置更新的参数值，移动台并不记录该数值。移动台更新的参数值，移动台并不记录该数值。移动台只有它的位置登记请求被网络接纳，才会存储下只有它的位置登记请求被网络接纳，才会存储下当前的位置区代码。当前的位置区代码。20第20页，共76页。小区重选与位置更新小区重选与位置更新 当当UE驻留在小区中并登记成功后，随着驻留在小区中并登记成功后，随着UE的移动的移动当前小区和临近小区的信号强
15、度都在不断变化，当前小区和临近小区的信号强度都在不断变化，UE就就要选择一个最合适的小区要选择一个最合适的小区小区重选。小区重选。这个最合适的小区不一定是当前信号最好的小区。这个最合适的小区不一定是当前信号最好的小区。当当UE重选小区选择了另外一个小区后发现这个小区属重选小区选择了另外一个小区后发现这个小区属于另外一个于另外一个LA 或者或者RA。UE就要发起位置更新过程，就要发起位置更新过程，使网络获得最新的使网络获得最新的UE的位置信息。的位置信息。21第21页，共76页。UE是如何知道是如何知道LA或者或者RA变化？变化？在系统广播信息中的在系统广播信息中的SIB1中有中有CN comm
16、on GSM-MAP NAS system information和和PS domain system information。22第22页，共76页。位置更新位置更新 位置更新流程总是由终端位置更新流程总是由终端UE发起的。发起的。当终端当终端UE的位置区发生变化或者进行周的位置区发生变化或者进行周期性的位置区更新时，期性的位置区更新时，UE就会发起位置就会发起位置区更新流程。区更新流程。若若UE是由于位置区的变化而引起的位置是由于位置区的变化而引起的位置区更新，还必须为区更新，还必须为UE分配一个新的分配一个新的TMSI。23第23页，共76页。D GD LU_requestMAP_Upd
17、ate_LocationMAP_Cancel_LocationMAP CancelLocation ackMAP_Insert_subscriber_dataMAP_Insert_ subscriber_data ackMAP_update_location ackLU_confirm ackUERNSMSC/VLRHLRIuUuPVLRTMSI Allocation CompleteChannel ReleaseAuthentication RequestAuthitication ResponseSecurity Mode ControlSecurity ModeCommandSecuri
18、ty ModeCompleteSecurity Mode CompleteIu ReleaseCommandIu ReleaseCompleteChannel RequestImmediate AssignInitial UE终端终端UE的位的位置更置更新信新信令流令流程程 24第24页，共76页。位置更新与位置登记关系？位置更新与位置登记关系？位置更新包括位置登记、周期性位置登记、用户数据删位置更新包括位置登记、周期性位置登记、用户数据删除等。除等。引起移动用户发生正常位置登记的条件是移动设备开机，引起移动用户发生正常位置登记的条件是移动设备开机，以及移动用户发生漫游引起位置改变。以及移动用
19、户发生漫游引起位置改变。通过周期性位置登记位置更新通过周期性位置登记位置更新PLMN可以保持追踪移可以保持追踪移动用户当前的状态，特别是保持长时间没有操作的动用户当前的状态，特别是保持长时间没有操作的用户与网络的联系。用户与网络的联系。用户数据删除指用户记录从用户数据删除指用户记录从VLR中删除，包括用中删除，包括用户漫游产生的用户数据删除、用户长时间无操作户漫游产生的用户数据删除、用户长时间无操作引起的用户数据删除、以及系统管理员对无效用引起的用户数据删除、以及系统管理员对无效用户记录所进行的删除。户记录所进行的删除。25第25页，共76页。位置更新位置更新 位置更新过程是由位置更新过程是由
20、HLR MSC/VLR等实等实体之间逻辑配合完成。体之间逻辑配合完成。HLR记录移动用户当前位置信息和所有记录移动用户当前位置信息和所有用户数据。用户数据。VLR记录漫游到由该记录漫游到由该VLR控制位置区的控制位置区的移动用户的相关用户数据移动用户的相关用户数据 MSC处理移动用户的位置登记进程与移处理移动用户的位置登记进程与移动用户对话并与动用户对话并与HLR VLR交互信息。交互信息。26第26页，共76页。MSUTRANOld3G-SGSNHLR1.Routeing Area Update Request2.SGSN Context Response2a.SRNC Context Re
21、quest2a.SRNS Context Response4.SGSN Context Ack5.Update PDP Context Request6.Update Location7.Cancel LocationC1C3new3G-GSNGGSNnewMSC/VLROldMSC/VLR2.SGSN Context Request3.Security FunctionsC25.Update PDP Context Response7a.Iu Release Command7a.Iu Release Complete7a.Cancel Location Ack11d.Insert Subsc
22、riber Data8.Insert Subscriber Data Ack9.Update Location Ack10.Location Update Request11a.Update Location11b.Cancel Location11c.Cancel Loction Ack8.Insert Subscriber Data11e.Insert Subscriber Data Ack11f.Update Loction Ack12.Loction Update Ack13.routeing Area Update AcceptC414.Routeing Area UpdateCom
23、plete15.TMSI Realocation Complete路路由由区区更更新新27第27页，共76页。路由区更新解释路由区更新解释 由由GMM发出路由更新请求发给发出路由更新请求发给SGSN，如果如果SGSN能够找到老的能够找到老的SGSN，SGSN将向老将向老SGSN发出发出SGSN连接请求消息，是连接请求消息，是GTP协议协议 回送回送SGSN响应消息中含有用户的响应消息中含有用户的IMSI和鉴权参和鉴权参数数 完成鉴权和安全性过程完成鉴权和安全性过程 SGSN要与要与HLR之间对话，仍是之间对话，仍是MAP层消息，发层消息，发送更新位置消息给送更新位置消息给HLR，插入用户数据，
24、更新位置插入用户数据，更新位置确认消息，分配新的确认消息，分配新的RAI和和P-TMSI给用户。给用户。28第28页，共76页。RAB RAB是指用户平面的承载，用于是指用户平面的承载，用于UE和和CN之间传送语音数据及多媒体业务。之间传送语音数据及多媒体业务。UE首先要完成首先要完成RRC连接建立然后才能建连接建立然后才能建立立RAB。RAB建立是由建立是由CN发起、发起、UTRAN执行的执行的功能。功能。当当RAB建立成功以后，一个基本的呼叫建立成功以后，一个基本的呼叫即建立。即建立。UE进入通话过程。进入通话过程。29第29页，共76页。RAB RAB由两部分组成由两部分组成RNC和和S
25、GSN之间的之间的GTP隧道以及隧道以及RNC与与MS之间的无线承之间的无线承载载Radio Bearer。RAB ID唯一标识用户的一个唯一标识用户的一个RAB。RAB的建立修改释放和重建都是通过的建立修改释放和重建都是通过RAB ASSIGNMENT过程完成的。过程完成的。30第30页，共76页。RAB管理流程图管理流程图31第31页，共76页。RAB基本流程基本流程 首先由首先由CN向向UTRAN发送发送RAB指配请求指配请求消息，请求消息，请求UTRAN建立建立RAB；UTRAN中的中的SRNC发起建立发起建立Iu接口与接口与Iub接口（接口（Iur接口）的数据传输承载；接口）的数据传
26、输承载；SRNC向向UE发起发起RB建立请求建立请求 UE完成完成RB建立，向建立，向SRNC回应回应RB建立建立完成消息；完成消息；SRNC向向CN应答应答RAB指配响应消息，结指配响应消息，结束束RAB建立流程。建立流程。32第32页，共76页。三种三种RAB的建立流程的建立流程 RAB的建立流程分成以下三种情况：的建立流程分成以下三种情况：(1)DCH-DCH：RRC使用使用DCH，RAB准备使用准备使用DCH(2)RACH/FACH-RACH/FACH，RRC使用使用CCH，RAB准备使用准备使用CCH(3)RACH/FACH-DCH：RRC使用使用CCH 而而RAB准备使用准备使用D
27、CH。33第33页，共76页。GSM中的鉴权和加密中的鉴权和加密 由于空中接口极易受到侵犯，由于空中接口极易受到侵犯，GSM系统为了保证通系统为了保证通信安全，采取了特别的鉴权与加密措施。信安全，采取了特别的鉴权与加密措施。鉴权是为了确认移动台的合法性，加密是为了防止第鉴权是为了确认移动台的合法性，加密是为了防止第三者窃听。三者窃听。鉴权中心鉴权中心(AUC)为鉴权与加密提供了三参数组为鉴权与加密提供了三参数组（RAND、SRES和和KC）在用户入网签约时，给用户分配唯一的用户鉴权键在用户入网签约时，给用户分配唯一的用户鉴权键Ki和国际移动用户识别和国际移动用户识别IMSI，存储于存储于AUC
28、数据库数据库和和SIM（用户识别）卡中。用户识别）卡中。34第34页，共76页。2G三参数组的产生三参数组的产生 先产生一个随机数（先产生一个随机数（RAND）通过密钥算法和鉴权算法，用通过密钥算法和鉴权算法，用RAND和和Ki分别计算出密钥分别计算出密钥KC和符号响应（和符号响应（SRES）。）。RAND,SERS,KC作为一个三参数组一起作为一个三参数组一起送给送给HLR35第35页，共76页。2G AUC产生三参数组产生三参数组36第36页，共76页。2G 鉴权和加密鉴权和加密（1 1）鉴权：无论是移动台主呼或被呼，）鉴权：无论是移动台主呼或被呼，都有鉴权过程。主要涉及都有鉴权过程。主要
29、涉及AUC、HLR、MSC/VLR和和MS。（2 2）加密：为了确保用户信息以及用户）加密：为了确保用户信息以及用户有关信令信息的私密性，在有关信令信息的私密性，在BTS和和MS之之间交换信息时专门采用了一个加密程序。间交换信息时专门采用了一个加密程序。37第37页，共76页。2G 鉴权程序鉴权程序38第38页，共76页。两个输入，一个输出算 法SRESRANDKi39第39页，共76页。2G 加密程序40第40页，共76页。3 3G G鉴权鉴权 与与GSM的鉴权流程相比，的鉴权流程相比，3G的鉴权流的鉴权流程增加了一致性检查的功能及终端对网程增加了一致性检查的功能及终端对网络的鉴权功能，这些
30、功能使络的鉴权功能，这些功能使3G的安全特的安全特性有了进一步的增强。性有了进一步的增强。在在WCDMA中增加了鉴权令牌的过程，中增加了鉴权令牌的过程，方向与用户鉴权的方向相反。由移动台方向与用户鉴权的方向相反。由移动台来鉴别网络的身份。来鉴别网络的身份。41第41页，共76页。3G 鉴权流程的作用鉴权流程的作用 鉴权流程有四个作用：1）允许网络检验UE的标识是否有效；2）为UE 计算UMTS加密密钥提供参数；3）为UE 计算UMTS完整性密钥提供参数；4）允许UE鉴权网络。42第42页，共76页。3 3G G鉴权流程鉴权流程 由由MSC或或SGSN移动性管理部分移动性管理部分MM向向HLR发
31、送鉴发送鉴权消息，要求发送鉴权信息，该消息中将包含用户的权消息，要求发送鉴权信息，该消息中将包含用户的IMSI；HLR将将IMSI送往送往AUC，查得该查得该IMSI所对应的所对应的Secret Key K（相当于相当于GSM中的中的Ki值），该值只存放在值），该值只存放在SIM卡和卡和AUC中，永远不会在空中接口上发送，用于中，永远不会在空中接口上发送，用于鉴权算法的输入参数；鉴权算法的输入参数；在鉴权中心，由用户的在鉴权中心，由用户的IMSI，产生基于产生基于IMSIIMSI的的RANDRAND，K K值和值和RANDRAND经过经过F1F1和和F5F5算法产生鉴权令牌（算法产生鉴权令牌（
32、AUTNAUTN）、）、用于鉴权用户身份的的用于鉴权用户身份的的XRESXRES值（相当于值（相当于GSMGSM中的中的SRESSRES值）、值）、CKCK（相当于相当于GSMGSM中中KcKc）和和IKIK。43第43页，共76页。3 3G G鉴权流程（续）鉴权流程（续）HLR将由鉴权中心产生的鉴权五元组送往将由鉴权中心产生的鉴权五元组送往VLR或或SGSN，启启动鉴权过程；动鉴权过程；由由VLR向移动台发出鉴权请求消息，该消息中含有向移动台发出鉴权请求消息，该消息中含有RAND和和AUTN；在移动台在在移动台在U USIM中将中将K值和值和RAND经过经过F1和和F5算法产生算法产生AUT
33、N，将该值与请求消息中收到的将该值与请求消息中收到的AUTN进行比较，如果进行比较，如果一致，才发起随后的鉴权过程，反之移动台将不理会该鉴权请求；一致，才发起随后的鉴权过程，反之移动台将不理会该鉴权请求；移动台启动鉴权过程，将移动台启动鉴权过程，将K值和值和RAND经过经过F2算法产生算法产生XRES值，在鉴权响应中只回送值，在鉴权响应中只回送XRES值给值给VLR或或SGSN，与与VLR或或SGSN中的中的XRES值比较，如果一致则鉴权通过，反之则用户值比较，如果一致则鉴权通过，反之则用户非法。非法。44第44页，共76页。分组域分组域鉴权加密流程鉴权加密流程45第45页，共76页。用户数据
34、和信令的保密 UMTS的加密范围比GPRS减少仅仅在MS和UTRAN之间实现。46第46页，共76页。寻呼寻呼 UE为为IDLE mode，或或CELL_PCH、URA_PCHUEUTRANPAGING TYPE 147第47页，共76页。寻呼（续）寻呼（续）UE为为CELL_DCH或或CELL_FACHUEUTRANPAGING TYPE 248第48页，共76页。寻呼一个处于寻呼一个处于RRC空闲模式的空闲模式的UE UENode B1.1Node B2.1RNC1RNC2CNRANAPRANAP1.Paging2.PCCH:Paging Type 1RANAPRANAP1.Paging3
35、.PCCH:Paging Type 149第49页，共76页。寻呼处于寻呼处于RRC连接模式（连接模式（CELL_DCH和和CELL_FACH状态）的状态）的UE UEServingRNCCNRRCRRC2.DCCH:Paging Type 2RANAPRANAP1.Paging50第50页，共76页。UEBTSRNCCNPreamble AICH ACK RRC connection Req Open loop pc CCCH/RACH/PRACH RACH-FP Radio link setup Req Codes,TFTSF,powerRadio link setup Response
36、ALCAP AAL-2SIR target 1stFACH-FP RRC connection Setup CCCH/FACH/S-CCPCH Service Request DCCH/DCH/S-DPDCH DCH-FP SIR target 2ndRANAP RAB Assignment Req RB Setup RB Setup 51第51页，共76页。空中接口的通信过程空中接口的通信过程(1)移动台完成小区搜索获得小区移动台完成小区搜索获得小区ID后，将驻扎在一个目后，将驻扎在一个目标小区内，在标小区内，在PRACH信道上发起信道上发起Preamble前导信息前导信息 侦听来自基站的侦
37、听来自基站的AICH指示，得到确认证实，完成指示，得到确认证实，完成开环功率控制过程。开环功率控制过程。移动台会以开环功控选择的功率值发出移动台会以开环功控选择的功率值发出RRC连接请求连接请求消息，该消息从协议层来说，是消息，该消息从协议层来说，是RRC层的消息，层的消息，属于层属于层3消息。消息。基站收到消息完成逆处理过程之后，将消息放在基站收到消息完成逆处理过程之后，将消息放在Iub接口上发送至接口上发送至RNC，在在Iub接口上承载的是帧接口上承载的是帧协议协议FP，是是RACHFP。52第52页，共76页。空中接口的通信过程空中接口的通信过程(2)RNC解读消息准备为移动台分配码字、
38、解读消息准备为移动台分配码字、TF、TSF以及功率，资源的可用是由基以及功率，资源的可用是由基站侧决定的站侧决定的 RNC将向基站发出无线链路建立的请求将向基站发出无线链路建立的请求消息，如果有可用资源，基站将回给消息，如果有可用资源，基站将回给RNC响应消息响应消息 这二条消息属于这二条消息属于NBAP协议的消息，完成协议的消息，完成空中接口无线资源激活的过程。空中接口无线资源激活的过程。53第53页，共76页。空中接口的通信过程空中接口的通信过程(3)RNC通过通过ALCAP协议为用户建立协议为用户建立Iub的传输承载，并的传输承载，并在下行链路回送在下行链路回送RRC连接建立响应消息。连
39、接建立响应消息。在在Iub接口上承载该消息的协议是接口上承载该消息的协议是FACHFP，然后然后基站将基站将RRC连接建立消息送往移动台连接建立消息送往移动台。RRC请求到请求到RRC连接的整个过程就称为连接的整个过程就称为RRC连接建立连接建立过程，该在过程在空中接口上的消息只有二条，但过程，该在过程在空中接口上的消息只有二条，但在系统内部基站和在系统内部基站和RNC之间完成了较复杂的过程。每之间完成了较复杂的过程。每一步过程都有一步过程都有timer，统计系统性能参数，如建立失统计系统性能参数，如建立失败率等。败率等。移动台在移动台在RRC连接建立响应消息中得到了码字、功率、连接建立响应消
40、息中得到了码字、功率、TF、TSF等资源的分配。等资源的分配。54第54页，共76页。空中接口的通信过程空中接口的通信过程(4)移动台发起业务请求，业务请求里将指明业务请求的原移动台发起业务请求，业务请求里将指明业务请求的原因如主叫、被叫、紧急呼叫等。业务请求消息中将包含因如主叫、被叫、紧急呼叫等。业务请求消息中将包含移动台的移动台的TMSI号，用于核心网和移动台之间的对话，所以号，用于核心网和移动台之间的对话，所以业务请求消息属于上层服务请求消息。业务请求消息属于上层服务请求消息。从该消息起，消息将在专用信道上发送，相当于从该消息起，消息将在专用信道上发送，相当于RRC连接建立连接建立过程中
41、系统分配的码字是移动台在上行链路上发送专用信过程中系统分配的码字是移动台在上行链路上发送专用信令时所需要的扩频码和扰码，其中的扰码就是移动台令时所需要的扩频码和扰码，其中的扰码就是移动台24位位的的UE ID。该业务请求该业务请求RNC不作处理，通过不作处理，通过Iub接口的接口的DCH-FP承载通过承载通过RNC，以以RANAP协议方式送往核心网（协议方式送往核心网（CN）。）。中间省略了鉴权、中间省略了鉴权、HLR参数调用等一系列过程，之后参数调用等一系列过程，之后CN发出发出RAB分配请求消息，从分配请求消息，从RNC完成完成RB建立。建立。55第55页，共76页。空中接口的通信过程空中
42、接口的通信过程(5)在在RB承载建立消息中分配的是根据业务需求决定的码承载建立消息中分配的是根据业务需求决定的码字、业务的传送信道格式等等。字、业务的传送信道格式等等。无线承载无线承载RB建立以后才开始真正的业务通信过程。建立以后才开始真正的业务通信过程。之后所占用的信道只有之后所占用的信道只有DPDCH和和DPCCH。前一阶段只有信令，前一阶段只有信令，RB建立之后，既有信令又有业建立之后，既有信令又有业务。务。56第56页，共76页。切换分类切换分类 软切换软切换 同一同一RNC内，不同内，不同Node B间的软切换间的软切换 不同不同RNC间的软切换（有间的软切换（有Iur接口）接口）更
43、软切换更软切换 硬切换硬切换 同频硬切换同频硬切换 不同不同RNC间的切换（没有间的切换（没有Iur接口）接口）异频硬切换异频硬切换 系统间硬切换系统间硬切换 WCDMA-GSM57第57页，共76页。切换的类型切换的类型Node BSRNCDRNCCNNode BSRNCCNSoft HandoverNode BSRNCRNC or BSCCNNode B or BTSSofter HandoverHard HandoverIur58第58页，共76页。从UTRAN角度看软/更软切换59第59页，共76页。从UE角度看软/更软切换60第60页，共76页。软切换软切换 特点：特点：先建立目标小
44、区的链路，后中断源小区的链路先建立目标小区的链路，后中断源小区的链路 过程过程 测量测量 报告报告 判决判决 执行执行61第61页，共76页。软切换流程软切换流程_增加无线链路增加无线链路62第62页，共76页。软切换流程软切换流程_删除无线链路删除无线链路63第63页，共76页。硬切换硬切换 特点：特点：先中断小区的链路，后建立目标小区的链路先中断小区的链路，后建立目标小区的链路 通话会产生通话会产生“缝隙缝隙”硬切换的原因硬切换的原因 接收到的测量报告接收到的测量报告 负载控制负载控制64第64页，共76页。硬切换目的硬切换目的 频内硬切换目的频内硬切换目的 不同不同RNC间的切换（没有间
45、的切换（没有Iur接口）接口）频间硬切换目的频间硬切换目的 频间负载的平衡频间负载的平衡 网络规划的原因网络规划的原因 系统间切换目的系统间切换目的 2G-3G的平滑演进的平滑演进 3G初期的覆盖范围有限初期的覆盖范围有限65第65页，共76页。硬切换需要硬切换需要空闲期空闲期 由于一般的由于一般的UE只有一个射频接收机，也就是同时只能接只有一个射频接收机，也就是同时只能接收一个载频收一个载频 进行频间切换和系统间切换时必须对目标载频或目标进行频间切换和系统间切换时必须对目标载频或目标基站（基站（GSM)进行测量。进行测量。当邻近小区属于异频小区时，当邻近小区属于异频小区时，不能进行软切换，而
46、进行硬切换。不能进行软切换，而进行硬切换。CDMA来说，在同频的前提下，移动台可以实时完成来说，在同频的前提下，移动台可以实时完成测量，而无须电路上的调整，也就无须空闲期。测量，而无须电路上的调整，也就无须空闲期。但硬切换时，不同频率之间，移动台需要空闲期但硬切换时，不同频率之间，移动台需要空闲期。66第66页，共76页。压缩模式压缩模式 空闲期的产生就是通过压缩模式来实现。空闲期的产生就是通过压缩模式来实现。压缩模式是和移动台作测量有关的一种压缩模式是和移动台作测量有关的一种工作模式。工作模式。在空中接口上，移动台在通信过程中信在空中接口上，移动台在通信过程中信号是连续的，信号在连续的发射过
47、程，号是连续的，信号在连续的发射过程，要完成对不同载频或系统的相邻小区的要完成对不同载频或系统的相邻小区的测量必须使连续信号中断，这也就是压测量必须使连续信号中断，这也就是压缩模式目的，产生时间间隔缩模式目的，产生时间间隔Gap。67第67页，共76页。压缩模式压缩模式 降低扩频因子One frame(10 ms)SF=SF0/2SF=SF0SF=SF0传输空隙用于系统间、频间测量68第68页，共76页。三种产生时间间隔的方式三种产生时间间隔的方式 第一种方式只针对数据业务发射过程中有效，利用第一种方式只针对数据业务发射过程中有效，利用可选的协议分组数据汇聚协议（可选的协议分组数据汇聚协议（P
48、DCP）来完成。来完成。原来需要原来需要1010msms来传送数据包，经压缩后可能只要来传送数据包，经压缩后可能只要5 5msms。第二种方式是所谓的丢弃策略（第二种方式是所谓的丢弃策略（Puncturing），），也就也就是原来要发送是原来要发送10ms的数据包，只发送部分，而另一的数据包，只发送部分，而另一部分将被丢弃，从而节省发送时间，产生时间间隔。部分将被丢弃，从而节省发送时间，产生时间间隔。第三种方式，假设用户初始速率第三种方式，假设用户初始速率SF32，按传输间隔按传输间隔每每10ms一个块的发送方式发送数据，那么提高数据一个块的发送方式发送数据，那么提高数据的传输速率使的传输速率
49、使SF16，可以在可以在5ms时间内完成原来时间内完成原来10ms的数据包的发送，从而获得时间间隔。的数据包的发送，从而获得时间间隔。69第69页，共76页。硬切换流程图硬切换流程图70第70页，共76页。2.Relocation RequiredRANAPRANAPRANAPRANAP6.RelocationRequest Ack.RANAPRANAP1.Relocation RequiredUENode BRNCSourceRNCTargetMSC/SGSNSGSN/MSCRANAPRANAP4.Relocation RequestRANAPRANAP3.Relocation Reques
50、tRANAPRANAP7.Relocation Request Ack.RANAPRANAP9.Relocation CommandRANAPRANAP8.Relocation CommandRANAPRANAP12.RelocationCompleteRANAPRANAP11.Relocation CompleteRNSAPRNSAP10.RelocationCommitRANAP13.Iu Release CommandRANAPRANAP14.Iu Release CommandRANAP5.ALCAP Iu DataTransport Bearer Setup15.ALCAP Iu D
