UMTS 的网络结构和协议

1. UMTS的网络结构和协议

2. UMTS体系结构 CN Iu UTRAN Uu UE UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network CN Core Network UE User Equipment

3. RNS RNC UTRAN体系结构 Core Network Iu Iu RNS Iur RNC Iub Iub Iub Iub Node B Node B Node B Node B

4. 基本概念 • 基本概念 • Serving RNC与Drift RNC • Source RNC与Target RNC • CRNC

5. 在WCDMA系统中，由于Iur接口的引入而产生了SRNC/DRNC的概念在WCDMA系统中，由于Iur接口的引入而产生了SRNC/DRNC的概念 • SRNC和DRNC都是对于某一个具体的UE来说的,是逻辑上的一个概念 • 简单的说，对于某一个UE来说，其与CN之间的连接中，直接与CN相连，并对UE的所有资源进行控制的RNC叫该UE的SRNC • UE与CN之间的连接中，与CN没有连接，仅为UE提供资源的RNC叫该UE的DRNC • 处于连接状态的UE必须而且只能有一个SRNC，可以有0个或者多个DRNC

6. SRNS Relocation就是将某个UE的SRNC的角色由一个RNC转到另外一个 RNC的过程 • SRNS Relocation前，该UE的SRNC(Serving RNC)叫Source RNC， Source RNC后，该UE的SRNC叫Target RNC • Source RNC和Target RNC是在一次SRNS Relocation过程中对于不同RNC的称谓

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

8. Source RNC/Target RNC CN CN Iu Iu Source RNC RNC Iur Target RNC 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。

9. CRNC CN Iu CRNC 从资源管理的角度来看： 管理NodeB资源的RNC叫这些NodeB的CRNC。 一个NODE B有且仅有一个CRNC

10. 通用的协议模型

11. Iu接口体系结构

12. Iu(CS域)接口协议栈结构

13. Iu(PS域)接口协议栈结构

14. Iu(BC域)接口协议栈结构

15. 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）

16. 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

17. Iur接口协议栈结构

18. 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

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

20. Iub接口协议栈

21. 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

22. 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

23. Uu接口协议栈结构

24. UE工作的模式和状态 • Idle模式 • UE处于待机状态，没有业务的存在，UE和UTRAN之间没有连接，UTRAN内没有任何有关此UE的信息 • Connected模式 • Cell-DCH, Cell-FACH, Cell-PCH, URA-PCH • Cell-DCH • UE处于激活状态，正在利用自己专用的信道进行通信，上下行都具有专用信道，UTRAN准确的知道UE所位于的小区中

25. Cell-FACH • Cell-FACH • UE处于激活状态，但是上下行都只有少量的数据需要传输，不需要为此UE分配专用的信道，下行的数据在FACH上传输，上行在RACH上传输，下行需要随时监听FACH上是否有自己的信息，UTRAN准确的知道UE所位于的小区，保留了UE所使用的资源，所处的状态等信息 • Cell-PCH • UE上下行都没有数据传送，需要监听PICH，以便收听寻呼，因此UE此时进入非连续接收，可有效的节电

26. Cell-PCH和URA-PCH • UTRAN准确的知道UE所位于的小区，这样， UE所位于的小区变化后，UTRAN需要更新UE的小区信息 • URA-PCH • UE上下行都没有数据传送，需要监听PICH，进入非连续接收， UTRAN只知道UE所位于的URA（UTRAN Registration Area，一个URA包含多个小区），也就是说，UTRAN只在UE位于的URA发生变化后才更新其位置信息，这样更加节约了资源，减少了信令

27. 有关AREA的概念 • Service area, Zones for Regional Subscription (RSA), Group call area • Location area (LA), Routing area (RA), MSC area, VLR area, SGSN area • RNC area, UTRAN registration area (URA), Cell area

28. Service area, RSA, Group call area • 在Service area中，无需知道移动终端的具体位置就可以打通移动用户的电话。服务区是一个很大的概念，一个Service area可以涵盖一个或几个国家的地域。一个服务区中可以同时存在几个PLMN网。 • RSA区是为了确定移动用户的漫游地域由PLMN网络操作员在HLR中定义的概念。对一个未限定的移动用户来说，每一个RSA区都是Service area的一个子集。RSA信息由HLR传入VLR或SGSN中，在这里经过分析，可以得到用户允许被漫游的位置区（LA）的信息。每个RSA区分为数个子区（zone），RSA区可以跨PLMN，但zone不可以跨PLMN。 • Group call area 是针对特定的语音群组呼叫业务或语音广播业务而预先定义的由数个小区（cell）组成的区域。Group call area 可以跨MSC区，也可以跨PLMN。

29. LA, RA, MSC area, VLR area, SGSN area • LA, MSC区，VLR区是CS域的概念，而RA, SGSN区是PS域的概念。 • 对CS域业务来说，CN使用LA 识别UE（这是在RRC-IDLE模式下，因为在该模式下，网络使用与CN有关的标识来识别UE）。 • MSC区是一个MSC所覆盖的网络范围，VLR区是一个VLR所控制的网络部分。一个位置区可以涵盖一个或几个小区。 • 对PS域业务来说，CN使用Routing area 识别UE（这是在RRC-IDLE模式下，因为在该模式下，网络使用与CN有关的标识来识别UE）。SGSN区是由一个SGSN所服务的网络部分。RA定义为在特定操作模式下，移动终端不需要更新SGSN的情况下可以自由移动的区域。一个RA可以包含一个或几个小区。RA可以跨RNC区，但不能跨SGSN区，即一个RA只能由一个CN服务结点（UMSC或3G_SGSN）控制。 • LA可以跨RNC区，RA可以跨RNC区。LA和RNC区的匹配情况是由拥有该LA的MSC/VLR来处理的，同理，RA和RNC区的匹配情况是由拥有该RA的SGSN 处理的。而LA与CELL(小区)的匹配及RA与CELL（小区）的匹配是在RNC内部完成的。

30. RNC area, URA, cell area • 无线网络控制区（RNC 区）指由一个RNC控制的一个或多个小区所组成的无线覆盖。 • RNC区与LA是相互独立的，即RNC区可能跨越LA的边界，LA也可能跨越RNC 区的边界。 • URA和cell area只在UTRAN内可见。在RRC-Connected 模式下使用UTRAN内部定义的区域概念。UTRAN内部区域更新属于无线网络过程，其结构在UTRAN外部不可见。 • 在RRC-Connected 模式下，UE 的位置在小区级或URA级可知。URA是一组小区的集合，同时一个小区也可以属于多个URA，二者是多对多的关系。URA和LA没有任何固定的关系，URA和RA也无任何关系。