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第一章 UTRAN 接口和协议1.1 UTRAN在网络中的位置 31.2 UTRAN结构 41.2.1 无线网络控制器RNC 51.2.2 基站Node 71.3 UTRAN通用协议结构模型 81.3.1 Uu和Iu 接口协议栈介绍 81.3.2 UTRAN通用协议模型介绍 91.4 Iu接口 111.4.1 补充知识 121.4.2 Iu-CS 接口介绍 141.4.3 Iu-PS 接口介绍 171.4.4 Iu-BC接口介绍 181.5 Iub 接口 191.5.1 控制平面NBAP 211.5.2 用户平面FP 221.5.3 Iub接口的功能及传输的消息类型 221.6 Iur接口 271.6.1 数据链路层和RNSAP信令承载 281.6.2 Iur 接口主要功能 301.1 UTRAN在网络中的位置UTRAN（UMTS Terrestrial Radio Access Network）是第三代移动通信系统接入网的简称UTRAN在R4网络中的位置如下图所示图 1.1 UTRAN在R4网络中的位置上图在UTRAN部分给出了2G和3G共同组网的情况在2G中，BSC(Base Station Controller)与BTS（Base Transceiver Station）组成了BSS（Base Station Subsystem），负责提供无线接入服务。

BSS与MS（Mobile Station）的接口为Um,与核心网电路域的接口为A接口，与核心网分组域的接口为Gb以上接口为开放接口，不同厂家设备可以互连BSC与BTS之间的A-bis接口为内部接口，不同厂家设备不能互联在3G中，RNC(Radio Network Controller)与NodeB,组成了RNS(Radio Network Subsystem)，负责提供无线接入服务RNS与UE（User Equipment）的接口为Uu，与核心网电路域的接口为Iu-cs接口，与核心网分组域的接口为Iu-ps以上接口为开放接口，不同厂家设备可以互连RNC与NodeB之间的Iub接口定义为外部接口，但是目前由于该接口的开放性不够，所以不同厂家的设备还不能够互连与2G有区别的是，TD-SCDMA为RNC与RNC之间定义了Iur接口，用来传送RNC之间的控制信令和用户数据Iur接口为开放接口1.2 UTRAN结构UTRAN由一组RNS（Radio Network Subsystem） 组成RNS与CN(Core Network)通过Iu接口连接RNS包含一个RNC和若干个Node-B，它们之间的接口为Iub。

RNC之间为Iur接口UTRAN的接口结构见图1.2图 1.2 UTRAN接口结构图1.2.1 无线网络控制器RNC无线网络控制器用于控制UTRAN的无线资源它通过Iu接口与电路域MSC Server/ MGW 和分组域SGSN 以及广播域BC 相连在移动台和UTRAN之间的无线资源控制RRC 协议在此终止它在逻辑上对应GSM网络中的基站控制器BSCRNC执行连接建立和断开，收集切换测量，进行切换判决，无线资源管理控制等功能具体功能如下：1．执行系统信息广播和系统接入控制功能；2．收集切换测量，进行切换判决和RNC迁移等移动性管理功能；3．功率控制，无线资源承载分配等无线资源管理和控制功能控制Node B的RNC称为该Node B的控制RNC(CRNC) CRNC负责对其控制的小区的无线资源进行管理 图 1.3 CRNC如果在一个移动台与UTRAN的连接中用到了超过一个RNS的无线资源那么这些涉及的RNS可以分为ü 服务RNS （SRNS）： 管理UE和UTRAN之间的无线连接它是对应于该UE的Iu接口(Uu接口)的终止点无线接入承载的参数映射到传输信道的参数，是否进行越区切换，开环功率控制等基本的无线资源管理都是由SRNS中的SRNC （服务RNC） 来完成的。

一个与UTRAN相连的UE有且只能有一SRNCü 漂移RNS （DRNS）： 除了SRNS以外，UE所用到的RNS称为DRNS 其对应的RNC则是DRNC 一个用户可以没有也可以有一个或多个DRNS通常在实际的RNC中包含了所有CRNC，SRNC和DRNC的功能在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 图 1.4 SRNC与DRNC 在RNC间迁移的时候: 原来为SRNC的RNC称为 Source RNC 将来成为SRNC的RNC称为 Target RNC图 1.5 Source RNC与Target RNCRNC迁移指UE的SRNC从一个RNC变成另一个RNC的过程根据UE和DRNC的连接是否在迁移过程中建立，可将迁移分为UE不涉及（UE NOT INVOLVED）和UE涉及（UE INVOLVED）两种类型根据触发迁移的原因又可以将迁移分为以下四种：ü 静态迁移：在DRNC增加RL之后导致的迁移在发生静态迁移之前，UE就已经在DRNC中建立RL并和DRNC建立连接，因此静态迁移是UE不涉及的迁移；ü 硬切换伴随迁移：进行跨RNC的硬切换导致的迁移。

硬切换伴随迁移过程中UE拆除和SRNC的连接，建立和DRNC的连接，因此硬切换伴随迁移是UE涉及的迁移ü 前向切换伴随迁移：UE先在SRNC中建立RRC连接，此后进入DRNC小区中发起前向切换（小区更新或URA更新）导致的迁移在发生前向切换伴随迁移之前UE就已经进入DRNC并在DRNC中发送了CELL UPDATE或者URA UPDATE消息，因此前向切换伴随迁移是UE不涉及的迁移；ü 系统间切换：系统间切换过程中UE拆除和SRNC之间的连接，建立和GSM系统之间的连接，因此系统间切换过程是UE涉及的迁移发生静态迁移的条件是UE在DRNC中已经建立无线链路，而且只在DRNC中有无线链路此时SRNC和DRNC之间占用了Iur接口传输资源，通过迁移过程，可释放SRNC和CN的Iu接口连接，释放Iur接口连接，建立DRNC和CN的Iu连接，迁移之后，原DRNC变成SRNC1.2.2 基站NodeNodeB通过Iub接口与RNC相连主要完成Uu接口物理层协议的处理NodeB主要功能是扩频，调制，信道编码以及解扩，解调，信道解码，还包括基带信号与射频信号相互转化等功能它在逻辑上对应GSM网络中的基站收发信机BTS。

在TD-SCDMA系统里，由于采用了智能天线技术，所以与智能天线相关的处理也在NodeB里面进行，例如联合检测等等Node B 由下列几个逻辑功能模块构成RF收发放大射频收发系统TRX 基带部分Base Band 传输接口单元基站控制部分图 1.6 Node B 的逻辑组成图1.3 UTRAN通用协议结构模型 为了便于理解,下面首先对Uu和Iu接口的协议栈做简单介绍1.3.1 Uu和Iu 接口协议栈介绍Uu和Iu 接口协议栈可以分为用户平面和控制平面两个部分1． 用户平面：传输通过接入网的用户数据2． 控制平面：对无线接入承载及UE和网络之间的连接进行控制，包括业务请求，不同传输资源的控制和切换等等控制平面也提供了非接入层消息透明传输机制图 1.7 Uu和Iu接口用户平面图 1.8 Uu和Iu接口控制平面接入层通过服务接入点（SAP）来承载上层（非接入层）业务上图中，椭圆代表SAP1.3.2 UTRAN通用协议模型介绍UTRAN的协议结构设计是根据相同的通用协议模型进行的通常的设计思想是要保证各层级各平面在逻辑上彼此独立，使得后续版本的修改影响最小化图1.9为UTRAN接口的通用协议模型。

该模型充分体现了控制和承载相分离的思想图 1.9 UTRAN接口的通用协议模型我们从水平和垂直两个方向对上图做说明 从水平方向上，可以分为无线网络层和传输网络层两部分UTRAN涉及的内容都是与无线网络层相关的，而传输网络层使用标准的传输技术，根据具体应用选择，与UTRAN的特定的功能无关R4版本中，在TD-SCDMA系统中，接入网传输采用ATM 技术 垂直方向包含4个平面1）控制平面控制面包括应用协议（在不同接口，应用协议会不同，例如：Iu接口中的RANAP，Iur接口中的RNSAP，Iub接口中的NBAP）及用于传输这些应用协议的信令承载应用协议用于建立到UE的承载 （例如：在Iu中的无线接入承载及在Iur，Iub中的无线链路）这些应用协议的信令承载接入链路控制协议ALCAP 的信令承载可以一样也可以不一样UTRAN接口的信令承载建立是操作维护行为换句话说，信令承载是通过操作维护行为定义的，而每次呼叫对应的信令处理是在信令承载基础上建立/拆除高层信令的过程 （2）用户平面用户在通信过程中产生的用户信息，例如语音/分组数据，都要经过用户平面传输用户平面包括数据流和相应的数据承载。

数据流是由一个或多个接口的帧协议（FP）来描述的 （3）传输网络层控制平面传输网络层控制平面为传输层内所有控制信令服务，只存在于传输层，不包含任何无线网络层信息包括为用户平面建立数据承载的ALCAP协议以及ALCAP自身的信令承载传输网络控制平面的引入使得无线网络层控制平面的应用协议与在用户平面中为数据承载而采用的技术可以完全独立这种控制平面和用户平面的独立性要求进行一次ALCAP信令处理在传输网络层，用户平面的数据承载这样建立：先对无线网络层控制平面的应用协议进行信令处理，然后通过ALCAP来触发建立用户平面的数据承载需要注意的是：ALCAP不一定用于所有类型的数据承载如果没有ALCAP的信令处理，可以采用预先配置的数据承载ALCAP的信令承载不一定和应用协议的信令承载是同一类型ALCAP信令承载的建立是操作维护行为 （4）传输网络层用户平面用户平面的数据承载和控制平面的信令承载都属于传输网络层的用户平面但是如前所述，二者的建立方式不同用户平面的数据承载是控制平面的应用协议通过传输网络控制平面ALCAP在实时操作期间建立起来的而控制平面的信令承载建立被认为是操作维护行为1.4 Iu接口Iu接口是核心网CN与无线接入网UTRAN之间的接口。

图1.10为Iu接口结构图从图上可以看出，无线接入网UTRAN的接入点为RNC面向CS(Circuit Switch)域的Iu接口为Iu-CS，面向PS (Packet Switch)域的。