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基站运行与维护毕业论文.doc

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基站运行与维护毕业论文.doc

摘要随着通信行业的不断发展,今年一季度时中国移动TD基站数量达到22万个,近期中国移动技术部总经理周建明称,到今年年底这一数字有望达到26万个,而明年还将新增4万个,即累计到2012年底整个TD网络的基站数达到30万个,利用30万个TD基站实现全面覆盖。日前正在进行的中国移动TD五期建设招标目前计划投资总额为204.5亿元;基站招标总数达52804个,其中室外宏基站数量39815个,室内微蜂窝基站12989个;预计载频达297188个。目前,经过前四期的建设,中国移动已经实现了全国全部县级以上城市的TD-SCDMA网络覆盖,不过仍然落后于其竞争对手中国电信和中国联通的建网速度。据介绍,中国移动TD五期目标一方面是优化现有大中城市的TD网络,另一方面重要的着力点则是向县城和发达乡镇进行网络延伸。基站设备越来越多,基站设备从原来简单的模拟设备升级到现在复杂的数字化设备,但是无论是原来简单的模拟设备还是现在复杂的数字化设备都不是免维的,都有一定的故障率,为了能保证设备的正常运转,就需要我们对基站进行定期或不定期的维护。所以为应对TD基站的爆发式的建设,为加快TD基站应用型人才的培养,学习基站的运行与维护具有重要意义。本课程主要以中兴NodeBB328R04组网方式研究了基站的结构、系统组成、网络配置,给出了基站开通流程和维护的一般步骤。设计的基站可以满足s3/3/3配置站点运行。目录第一章TD-SCDMA系统1.1TD-SCDMA简介1.2关键技术介绍1.3无线网络规划概述1.4与美、欧切换技术的优缺点1.5无线上网(TD无线上网)1.6TD现状1.74G-TD-LTE发展第二章接口与协议2.1UTRAN在网络中的位置2.2UTRAN结构2.3UTRAN通用协议结构模型2.4Iu接口1.5Iur接口1.6Iub接口1.7Uu接口第三章ZXTR_B328、R04系统结构3.1NodeB的组成BBURRU系统3.2下面以中兴B328和R04为例介绍NodeB3.3R04硬件结构3.4B328、R04配置与组网第四章基站B328R04的开通4.1NODEB开通前准备内容4.2设备上电4.3NODEB数据配置流程第五章基站维护与故障分析5.1基站维护5.2故障处理5.3安全管理。5.4资料管理。第六章结束语参考文献、资料索引致谢第一章TD-SCDMA系统1.1TD-SCDMA简介TD-SCDMA是英文TimeDivision-SynchronousCodeDivisionMultipleAccess(时分同步码分多址)的简称,是一种第三代无线通信的技术标准,也是ITU批准的三个3G标准中的一个,相对于另两个主要3G标准(CDMA2000)或(WCDMA)它的起步较晚。TD-SCDMA作为中国提出的第三代移动通信标准简称3G,自1998年正式向ITU国际电联提交以来,已经历十多年的时间,完成了标准的专家组评估、ITU认可并发布、与3GPP第三代伙伴项目体系的融合、新技术特性的引入等一系列的国际标准化工作,从而使TD-SCDMA标准成为第一个由中国提出的,以我国知识产权为主的、被国际上广泛接受和认可的无线通信国际标准。这是我国电信史上重要的里程碑。TD-SCDMA在频谱利用率、频率灵活性、对业务支持具有多样性及成本等方面有独特优势。TD-SCDMA由于采用时分双工,上行和下行信道特性基本一致,因此,基站根据接收信号估计上行和下行信道特性比较容易。此外,TD-SCDMA使用智能天线技术有先天的优势,而智能天线技术的使用又引入了SDMA的优点,可以减少用户间干扰,从而提高频谱利用率。TD-SCDMA还具有TDMA的优点,可以灵活设置上行和下行时隙的比例而调整上行和下行的数据速率的比例,特别适合因特网业务中上行数据少而下行数据多的场合。但是这种上行下行转换点的可变性给同频组网增加了一定的复杂性。TD-SCDMA是时分双工,不需要成对的频带。因此,和另外两种频分双工的3G标准相比,在频率资源的划分上更加灵活。一般认为,TD-SCDMA由于智能天线和同步CDMA技术的采用,可以大大简化系统的复杂性,适合采用软件无线电技术,因此,设备造价可望更低。但是,由于时分双工体制自身的缺点,TD-SCDMA被认为在终端允许移动速度和小区覆盖半径等方面落后于频分双工体制。1.2关键技术介绍一、打TD-SCDMA手机时,如何找到你综合的寻址(多址)方式TD-SCDMA空中接口采用了四种多址技术TDMA,CDMA,FDMA,SDMA(智能天线)。综合利用四种技术资源分配时在不同角度上的自由度,得到可以动态调整的最优资源分配。二、灵活的上下行时隙配置灵活的时隙上下行配置可以随时满足您打电话,上网浏览、下载文件、视频业务等的需求,保证您清晰、畅通享受3G业务。三、TD克服呼吸效应和远近效应什么是呼吸效应在CDMA系统中,当一个小区内的干扰信号很强时,基站的实际有效覆盖面积就会缩小;当一个小区的干扰信号很弱时,基站的实际有效覆盖面积就会增大。简言之,呼吸效应表现为覆盖半径随用户数目的增加而收缩。导致呼吸效应的主要原因是CDMA系统是一个自干扰系统,用户增加导致干扰增加而影响覆盖。对于TD-SCDMA而言,通过低带宽FDMA和TDMA来抑制系统的主要干扰,在单时隙中采用CDMA技术提高系统容量,而通过联合检测和智能天线技术(SDMA技术)克服单时隙中多个用户之间的干扰,因而产生呼吸效应的因素显著降低,因而TD系统不再是一个干扰受限系统(自干扰系统),覆盖半径不像CDMA那样因用户数的增加而显著缩小,因而可认为TD系统没有呼吸效应。什么是远近效应由于手机用户在一个小区内是随机分布的,而且是经常变化的,同一手机用户可能有时处在小区的边缘,有时靠近基站。如果手机的发射功率按照最大通信距离设计,则当手机靠近基站时,功率必定有过剩,而且形成有害的电磁辐射。解决这个问题的方法是根据通信距离的不同,实时地调整手机的发射功率,即功率控制。功率控制的原则是,当信道的传播条件突然变好时,功率控制单元应在几微秒内快速响应,以防止信号突然增强而对其他用户产生附加干扰;相反当传播条件突然变坏时,功率调整的速度可以相对慢一些。也就是说,宁愿单个用户的信号质量短时间恶化,也要防止对其他众多用户都产生较大的背景干扰。四、智能天线(SmartAntenna)在TD-SCDMA系统中,基站系统通过数字信号处理技术与自适应算法,使智能天线动态地在覆盖空间中形成针对特定用户的定向波束,充分利用下行信号能量并最大程度的抑制干扰信号。基站通过智能天线可在整个小区内跟踪终端的移动,这样终端得到的信噪比得到了极大的改善,提高业务质量。五、动态信道分配(DCA,DynamicChannelAllocation)首先了解一下什么是信道信道就是你打电话时占用的通信链路(线路)资源,如同你开车在马路上行驶时,你所使用的车道、交通标志、红绿灯信号等,这些资源对于你行车是必不可少的;在TD-SCDMA通信时,信道使用频率、时隙(时间)、码字等表征所使用的无线资源。动态信道分配,就是根据用户的需要进行实时动态的资源(频率、时隙、码字等)分配。动态信道分配的优点1、频带利用率高2、无需网络规划中的信道预规划3、可以自动适应网络中负载和干扰的变化等。动态信道分配(DCA)根据调节速率分为慢速DCA和快速DCA。慢速DCA将无线信道分配至小区范围,而快速DCA将信道分至业务。RNC负责小区可用资源的管理,并将其动态分配给用户。RNC分配资源的方式取决于系统负荷、业务QoS要求等参数。目前DCA最多的是基于干扰测量的算法,这种算法将根据用户移动终端反馈的干扰实时测量结果分配信道。六、软件无线电软件无线电技术,顾名思义是用现代化软件来操纵、控制传统的“纯硬件电路”的无线通信。软件无线电技术的重要价值在于传统的硬件无线电通信设备只是作为无线通信的基本平台,而许多的通信功能则是由软件来实现,打破了有史以来设备的通信功能的实现仅仅依赖于硬件发展的格局。软件无线电技术的出现是通信领域继固定通信到移动通信,摸拟通信到数字通信之后第三次革命。1.3无线网络规划概述1.3.1频率和码规划TD-SCDMA系统占用15MHz频谱,其中2010MHz~2025MHz为一阶段频段,干扰小,划分为3个5MHz的频段。每个载频占用带宽为1.6MHz,因此对于5M、10M、15M带宽,分别可支持3、6、9个载频,可以同频组网或异频组网。同频组网频谱利用率高,邻小区同频干扰大,需损失一定容量换取性能改善;异频组网能有效减少邻小区同频干扰的影响,改善系统性能,但频谱利用率较低,需要更多的频率资源。目前TD系统的频率规划多采用N频点方案,即每扇区配置N个载波,其中包含一个主载频、N-1个辅载频。公共控制信道均配置于主载频,辅载频配置业务信道。主载频和辅助载频使用相同的扰码和mi-damble码。N频点方案可以降低系统干扰,提高系统容量,改善系统同频组网性能。TD-SCDMA系统使用具有对应关系的下行导频码、上行导频码、扰码和Midamble码。TD-SCDMA系统128个基本扰码按编号顺序分为32个组,每组4个,每个基本扰码用于下行UE区分不同的小区。在码规划中,首先确定每个逻辑小区下行导频码在32个可选码组中的对应序号,然后根据所处的序列位置在对应的4个扰码中为小区选择一个合适的扰码。基本Midamble码与扰码一一对应,可随着扰码的确定而确定。相比于WCD-MA的512个码字,TD-SCDMA系统码资源相对较少,因此TD扰码规划较WCDMA网络要求更高。1.3.2时隙规划TD-SCDMA系统可以灵活配置上下行时隙转换点,来适应不同业务上下行流量的不对称性。合理配置上下行时隙转换点是提高系统频谱利用率的有效手段。在具体进行时隙比例规划时,可以根据业务发展状况灵活配置,根据上下行承载所占BRU比例进行时隙比例的计算。业务发展初期,适应语音业务上下对称的特点可采用3∶3上行∶下行的对称时隙结构;数据业务进一步发展时,可采用2∶4或1∶5的时隙结构。时隙灵活配置在提高资源利用率的同时,可能带来相邻小区之间由于上下行时隙分配比例不一致造成的干扰。因此在网络规划与组网时,可对上下行时隙比例的分配采取如下原则,对干扰进行适当规避1尽量避免任意分配上下行时隙比例,而应按照不同区域上下行业务流量要求,对大片区域采用统一的上下行时隙比例,使得这种干扰只在两个不同区域交界处发生;2在不同时隙比例的交界处,对于上下行时隙交叠的时隙,上行时隙容量损失比下行时隙严重,所能承载的用户较少,因此,不同时隙比例的交界处应选在有较多上行容量空余的区域;3应该避免相邻基站上下行时隙比例差异过大如1∶5和5∶1相邻;4上下行时隙比例通常作为小区参数来配置,对于同一个扇区下的所有小区的上下行时隙比例应一致,同一基站内的多个扇区的时隙比例也最好相同。特殊情况下可以通过动态信道调整、空间隔离、避免基站天线正对和牺牲容量等方式来规避干扰。网络规划是无线网络建设运营前的关键步骤,主要根据无线传播环境、业务、社会等多方面因素,从覆盖、容量、质量三方面对网络进行宏观配置。TD-SCDMA系统采用时分码分结合多址方式、智能天线、联合检测、接力切换、动态信道分配等一系列新型关键技术和无线资源算法,提高系统性能,为网络规划带来很多新特点,如不同业务的覆盖具有一致性、小区呼吸效应不明显、上下行信道配置灵活等。覆盖规划TD-SCDMA系统覆盖性能主要取决于两方面,一是上下行时隙转换保护长度对覆盖的限制,二是链路预算。TD-SCDMA在下行导频时隙和上行导频时隙之间有96个码片宽的保护带,限制了小区覆盖范围不能超过11.25km。如果通过DCA锁住第一个上行时隙,基站理论覆盖距离可进一步扩大。链路预算是TD-SCDMA网络覆盖规划的关键,分为上行和下行。下行链路预算复杂,且一般基站的发射功率远大于手机发射功率,因此一般通过计算上行链路来确定小区覆盖半径,然后从覆盖受限方面估计出基站数目。TD-SCDMA链路预算指标受其独特的帧结构、TDD双工方式、智能天线、联合检测和接力切换等关键技术影响。根据TD-SCDMA独特的帧结构,要分别考虑导频信道、BCH信道等公共信道和业务信道的功率分配、干扰储备和天线增益。实际工程设计中,TD-SCDMA系统的链路预算应根据具体无线网络传播环境、网络设计目标、厂家设备性能、具体工程参数设定等进行具体调整。1.3.3容量规划TD-SCDMA系统采用多种关键技术使得小区内和小区外的干扰基本被抑制,因此具有更大的频谱利用率和容量。TD-SCDMA系统容量特点主要有各种业务基本同径覆盖、小区呼吸效应不明显、接力切换没有宏分集、切换比较容易控制、上下行容量与时隙比例和最大发射功率有关。多种干扰抑制技术的采用,使TD-SCDMA系统中的容量受限呈现出多样性即功率受限、码资源受限和干扰受限,但以码资源受限为主。在密集城区和复杂环境中会表现为干扰受限,在一般城区、郊区、农村等环境和区域中表现为码资源受限,因此TD-SCDMA系统容量规划应针对不同环境区别对待。目前TD系统的容量估算方法主要有以下三种公式法、BRU法和坎贝儿法。BRU法和坎贝尔法引入了基本资源单元、业务资源强度等概念,适用于TD-SCDMA这种资源受限系统,不适用于WCDMA这类干扰受限系统。WCDMA系统容量规划一般采用基于干扰受限的公式法,但计算公式和TD-SCDMA有所不同。1.4与美、欧切换技术的优缺点优点1.频谱利用率高TD一个载频1.6MW一个载频5M2.对功控要求低TD0200MZW1500MZ3.采用了智能天线和联合测试引入了所谓的空中分级,但效果如何,还待验证4.避免了呼吸效应TD不同业务对覆盖区域的大小影响较小,易于网络规划5.支持多种通信接口TD-SCDMA同时满足Iub、A、Gb、Iu、IuR多种接口要求,基站子系统既可作为2G和2.5G的GSM基站的扩容,又可作为3G网中的基站子系统,能同时兼顾现在的需求和未来长远的发展。缺点1.同步要求高TD需要GPS同步,同步的准确程度影响整个系统是否正常工作2.码资源受限TD只有16个码,远远少于业务需求所需要的码数量3.干扰问题上下行、本小区、邻小区都可能存在干扰4.移动速度慢TD120KM/HW500KM/H5.基站数量严重不足,且覆盖范围小。信号的穿透能力差,信号漂移现象严重。TD终端性能也有待完善。1.5无线上网(TD无线上网)目前可以在以下城市使用3G/TD-SCDMA无线上网网络北京、上海、天津、沈阳、广州、深圳、厦门,保定,青岛和秦皇岛10个城市,在没有TD-SCDMA网络情况下将自动转换为GPRS网络进行无线上网。北京五环以内有TD信号,可覆盖至五环外1-5km,五环以外的大型居住社区和县区所在地(上地,回龙观等,县城等)均有覆盖。上海外环以内有TD-SCDMA信号。天津主城,广州城区大部等具有TD网络覆盖。在TD信号好的情况下无线上网实际下载速度在30-60K/S之间,相当于512KADSL宽带网速。目前TD无线上网业务成为中国移动重点发展方向。1.6TD现状TD作为自主知识产权的标准,受到国家的大力支持,相关牌照发给了实力最强的中国移动.在TD产业联盟的共同努力下,TD技术越来越成熟.TD网络的技术成熟得较快,但是TD手机的发展却成为了影响TD发展的瓶颈,王建宙坦言“目前来说,如果就厂家本身来说,数量已经不少了,但是缺乏受消费者欢迎,又能够确保质量的手机,另外手机价格明显偏高。”,所以解决手机的瓶颈,是移动的一个很大的任务。由于外资手机品牌均为跨国企业,同时也是WCDMA和CDMA2000的专利持有者,因此他们不情愿研发TDSCDMA手机,也就造成了目前中国TD手机大部分为国产机的现状,同时这也阻碍了TDSCDMA手机的快速成熟。但是外资手机企业要想在中国发展,就必须支持TD手机,一方面因为有中国政府的支持,有大量的TD扶持政策。另一方面,中国移动拥有庞大的手机用户群,占据了较大的市场份额,再加上中国移动拿出巨额的资金来支持TD终端的开发,因此也吸引了不少终端生产商。随着中国移动拿出巨额资金的支持,许多国外的手机生产商已经纷纷加入了TD手机研发生产的行列,TD手机的种类已经大幅度的增加,但目前还是以价格较为昂贵的中高端机型为主。中国移动也在调整政策鼓励手机制造商,生产价格较为便宜的中低端手机,以抢占更大份额的市场。1.74G-TD-LTE发展TD-LTE即TD-SCDMALongTermEvolution,是指TD-SCDMA的长期演进。无论是后续市场的需求还是作为未来10年一个具有较长竞争力的技术的需求,TD-LTE都得到了大家的一致关注。目前中国移动已经向TD设备供应商提出明确要求,要求二期TD设备全部支持向LTE的平滑演进,同时,按照计划,TD基站等平台也将与LTE共用。因此,可以预见,未来TD-SCDMA的演进将会是极为平滑和经济的,与WCDMA向FDDLTE的演进平滑性有可比性。而对于CDMA,其向UMB的演进之路全球已经基本放弃,因此,运营CDMA网络的运营商必定要转向LTEFDD或TDD,因而面临巨大的网络重建工程和资金需求。所以,只要TD-SCDMA产业链健康发展,厂家对TD-SCDMA的投资能得到充分的回报以投入到TD-LTE的研发之中,中国移动在TD-SCDMA向TD-LTE的转化中就一定具有现实的优势。第二章接口与协议2.1UTRAN在网络中的位置UTRAN(UMTSTerrestrialRadioAccessNetwork)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2-1所示。图2.1UTRAN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,BSCBaseStationController与BTS(BaseTransceiverStation)组成了BSS(BaseStationSubsystem),负责提供无线接入服务。BSS与MS(MobileStation)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,RNCRadioNetworkController与NodeB,组成了RNSRadioNetworkSubsystem,负责提供无线接入服务。RNS与UE(UserEquipment)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。2.2UTRAN结构UTRAN由一组RNS(RadioNetworkSubsystem)组成。RNS与CNCoreNetwork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2.2。图2.22.2.1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MSCServer/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BSC。RNC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。2.2.2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。2.3UTRAN通用协议结构模型2.3.1UTRAN通用协议模型介绍如图2-3。图2-3UTRAN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。我们从水平和垂直两个方向对上图2-3做说明。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。2.4Iu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CSCircuitSwitch域的Iu接口为Iu-CS,面向PSPacketSwitch域的Iu接口为Iu-PS。同时,为实现小区广播消息,引入Iu-BC接口。Iu-CS在传输网络层是采用直接通过AAL2或AAL5映射到ATM的形式;Iu-PS在传输网络层则是采取IPoverATM的形式。从功能上看,Iu接口主要负责传递非接入层的控制消息、用户信息、广播信息及控制Iu接口上的数据传递等。其主要功能如下1.RAB管理功能主要负责RAB的建立、修改和释放,并完成RAB特征参数和Uu承载和Iu传输承载参数的映射。2.无线资源管理功能在RAB建立时执行用户身份的鉴定和无线资源状况的分析,并据此接受或拒绝该请求。3.连接管理功能负责UTRAN和CN之间的Iu信令连接的建立和释放,为UTRAN和CN之间的信令和数据传输提供可靠的保证。4.用户平面管理功能基于RAB的特性提供用户平面相应的模式透明模式或支持模式;并根据不同的模式决定其帧结构。5.移动性管理跟踪终端当前位置信息和对终端进行寻呼。6.安全功能在信令和用户数据传输的过程中对其进行加密并校验其完整性;对用户的身份和权限进行审核。1.5Iur接口在UTRAN内部,任何两个RNC之间的逻辑连接被称为Iur接口。用来传送RNC之间的控制信令和用户数据。同时逻辑上代表一个在RNC之间的点对点链路,它的物理实现并不需要一个点对点的链路。1.6Iub接口Iub接口是RNC和NodeB之间的接口,用来传输RNC和NodeB之间的信令及无线接口的数据。它的协议栈是典型的三平面表示法无线网络层、传输网络层和物理层。无线网络层由控制平面的NBAP和用户平面的FP(帧协议)组成;传输网络层目前采用ATM传输,在Release5以后版本中,引入了IP传输机制;物理层可以使用E1、T1、STM-1等多种标准接口,目前常用的是E1和STM-1。无线网络层规定与NodeB操作相关的程序。由无线网络控制平面和无线网络用户平面组成。传输层规定了在NodeB和RNC之间建立网络连接的程序。每个RACH,每个FACH和每个USCH/DSCH传输信道都应有一个专用的AAL2连接。1.5.1控制平面NBAPNBAP功能是通过具体的基本过程(EP)实现的,基本过程分为两种类型Class1和Class2。其中,Class1是指携带响应消息的过程,响应消息既包含成功的消息,也包含失败的消息;Class2指携带那些无需响应消息的过程。NBAP基本过程分为公共过程和专用过程,分别对应公共链路和专用链路的信令过程。1.5.1.1公共NBAP公共NBAP过程应用于已经存在于NodeB中的与特定UE无关的信令或特定UE上下文初始化请求过程。公共NBAP也定义了NodeB中逻辑OM相关的过程。公共NBAP主要功能如下--建立UE的第一个无线链路,选择业务终结端点;--公共传输信道控制;--小区配置及TDD模式下的小区同步控制;--TDD模式下共享信道配置;--初始化和报告小区或NodeB相关测量;--错误管理。1.5.1.2专用NBAP专用NBAP是指和一个特定的UE上下文关联的过程。当RNC通过公共NBAP过程为UE分配一个业务终端节点之后,每一个和该UE相关的后续信令将通过该节点的专用控制端口使用专用NBAP过程来交互。专用NBAP主要功能如下--为特定的UE增加、释放以及重新配置无线链路;--专用信道控制;--报告无线链路的具体测量;--无线链路差错管理。1.5.2用户平面FP用户平面[IubFP]是用来传输通过Iub接口上的公共传输信道和专用传输信道数据流的协议。主要功能是把无线接口的帧转化成Iub接口的数据帧,同时产生一些控制帧进行相应的控制。用户平面包含公共传输信道和专用传输信道,它们对应的帧结构略有不同,主要区别除了净负荷里面的IE内容不同之外,专用信道数据帧中还携带QE(质量估计)用于外环功率控制。用户平面控制帧的功能对于公共传输信道和专用传输信道有所不同,但主要都是完成数据传输中的节点同步、链路同步和定时校准几方面。2.5.3Iub接口的功能及传输的消息类型2.5.3.1Iub接口的功能Iub接口的功能的划分1.Iub传输资源的管理下层的传输资源(AAL2连接)由RNC来建立和控制。2.NodeB的逻辑操作维护逻辑操作维护是与逻辑资源信道、小区等的控制相关的信令,这些逻辑资源由RNC控制,但在物理实现上由NodeB来完成。操作维护过程在物理上由NodeB实现将会影响到某些逻辑资源,要求RNC和NodeB之间需要进行信息交换。所有用于支持这些信息交换的消息归类为逻辑操作维护,它构成了Iub接口上NBAP的组成部分。NodeB硬件资源的处理由NodeB执行的NodeB逻辑资源到硬件资源的映射,主要用于Iub数据流和无线接口的发送和接收。3.实现相关的操作维护(ImplementationSpecificOM)的传送Iub接口支持实现相关的操作维护信息的传送。4.系统信息管理系统信息是由CRNC发给NodeB。CRNC也可以要求NodeB自动建立和更新某些NodeB相关的系统信息。系统广播信息的调度由CRNC来完成。调度信息总是由CRNC发给NodeB,NodeB按照所提供的调度参数发送其收到的系统信息。CRNC也可以要求NodeB根据提供的调度参数自动建立和更新某些NodeB相关的系统信息。5.公共信道的业务管理公共信道由RNC控制。典型的如对RACH和FACH信道的控制,对广播控制信道上广播信息的控制,以及在寻呼信道上发送信息的控制和请求。6.专用信道的业务管理此功能用于逻辑资源如无线链路、Iub端口的激活以及这些不同资源的连接。7.组合/分离与控制NodeB可以对经过属于它的小区的数据流进行组合和分离。RNC可以对来自或发至多个NodeB的Iub数据流进行组合和分离。当请求为一个UE-UTRAN连接新增一条链路,并且这条链路用到一个新的小区的物理资源时,RNC可请求一个新的Iub数据流,此时,NodeB中的组合和分离功能将不用于该小区。否则,NodeB可以决定是否对该小区使用NodeB中的组合和分离功能,即是否要请求增加一个新的Iub数据流。NodeB内部的无线帧组合和分离处理由NodeB来控制。8.切换的判定为了支持小区间UE和UTRAN连接移动性,UTRAN使用UE的测量报告和小区的检测器。由RNC决定无线链路的增加和删除。9.物理信道资源的分配由CRNC分配NodeB中小区的上行和下行物理信道资源。10.上行链路功率控制此功能用于控制发射功率电平,以减小干扰,保证连接质量。上行外环功率控制位于SRNC,用于设置上行内环功率控制的目标质量值。内环功率控制的功能位于NodeB。11.下行链路功率控制此功能用于控制下行链路的发射功率电平。根据UE的测量报告,SRNC将定期(或基于某些算法)发送下行链路功率范围的目标值。12.接纳控制接纳控制位于CRNC,它是基于上行链路干扰和下行链路功率的一种控制机制。NodeB通过Iub接口报告上行干扰测量结果和下行功率信息。CRNC控制此报告过程,例如决定此信息是否需要上报以及上报的周期等。1.5.3.3在Iub接口上传送的信息在Iub接口上传送的消息包括�1.与无线应用相关的信令Iub接口允许RNC和NodeB之间协商无线资源,如增加和删除NodeB控制的小区控制广播信道和寻呼信道的信息,要在广播信道和寻呼信道上传输的信息也要通过Iub接口传输。此外还包括NodeB和RNC之间的OM信息。�2.DCH数据流Iub接口提供上下行DCHIub帧在RNC与NodeB之间的传输方法DCH数据流对应于在DCH传送信道上传递的数据�3.RACH数据流Iub接口提供上行RACH传输帧在RNC与NodeB之间的传输方法RACH数据流对应于在RACH传送信道上传递的数据�4.FACH数据流Iub接口提供下行FACH传输帧在RNC与NodeB之间的传输方法FACH数据流对应于在FACH传送信道上传递的数据�5.DSCH数据流Iub接口提供下行共享信道DSCH数据帧在RNC与NodeB之间的传输方法。DSCH数据流对应于用于一个UE的DSCH传送信道上传递的数据一个UE可以有多个DSCH数据流�6.USCH数据流Iub接口提供上行共享信道USCH数据帧在RNC与NodeB之间的传输方法�7.PCH数据流Iub接口提供PCH传输帧在RNC与NodeB之间的传输方法PCH数据流对应于在PCH传送信道上传递的数据由于RNC和NodeB之间具有较短的传输距离和相对密切的对应关系,没有必要采用七号信令传输网络。所以无线网络层和传输网络层控制平面中作为信令承载的SS7协议栈被更简单的SAALUNI所代替;另外应该注意的是,这里也没有引入IP/SCTP。1.7Uu接口无线接口(Uu接口)是指终端(UE)和接入网(UTRAN)之间的接口。在无线接口协议主要是用来建立、重配置和释放各种3G无线承载业务的。无线接口是完全开放的接口,只要符合规范,任何TD-SCDMA手机终端都可以通过Uu接口接入系统。该接口对应于GSM的Um接口。空中接口协议栈主要分三层,最底层为物理层、数据链路层(L2)和网络层(L3)。L2被分成几个子层,从控制平面上看,包括媒体接入控制层(MAC)和无线链路控制层(RLC);而在用户平面上除了这两个子层之外,还包含处理分组业务的分组数据协议汇聚子层(PDCP)和用于广播/多播业务的BMC子层。L3是指RRC层,位于接入网的控制平面,完成接入网和终端之间交互的所有信令过程。上图描述了TD-SCDMA与物理层L1有关的UTRAN无线接口协议体系结构。物理层连接L2的媒质接入控制(MAC)子层和L3的无线资源管理(RRC)子层。图中不同层/子层之间的圈表示服务接入点SAPs。物理层向MAC层提供不同的传输信道,信息在无线接口上的传输方式决定了传输信道的特性。MAC层向L2的无线链路控制RLC子层提供不同的逻辑信道,传输信息的类型决定了逻辑信道的特性。物理信道在物理层定义,TD-SCDMA系统的一个物理信道由码、频率和时隙共同决定。物理层由RRC控制,并且向RRC报告测量结果。空中接口的结构物理层通过传输信道为MAC层提供相应的服务。MAC层通过逻辑信道承载RLC的业务。也就是物理层与L2MAC层之间为传输信道,物理层与L2RLC层之间为逻辑信道。RLC通过业务接入点SAP为上层(例如PDCP,BMC,RRC等)提供业务。业务接入点指示了RLC层处理数据的方式,如是否使用自动重发请求(ARQ)功能及如何处理数据分组等。在控制平面,RLC对上层(RRC层)业务的承载为信令无线承载(signalingradiobearer,SRB);在用户平面,无论是特定业务协议层PDCP和BMC,还是其他高层用户平面功能,都使用RLC业务。在不使用PDCP和BMC协议的情况下称为无线承载(radiobearer,RB)。RLC层有三种操作模式透明模式、非确认模式和确认模式。分组数据协议汇聚层(PDCP)和用于广播/多播业务的BMC协议子层位于数据链路层(L2)的用户平面,通过RLC来承载业务。PDCP只存在于分组域(PS),主要是对分组数据进行头压缩,以提高空中接口的传输效率,以及对诸如Ipv6等其他网络协议使其能够通过UMTS网络进行传输而又毫不影响UMTS网络协议本身。BMC用于在空中接口上传递由小区广播中心产生的消息,主要是源于GSM系统的短消息小区广播业务。两者所提供的业务也都称之为无线承载。RRC同样也是通过业务接入点为上层提供业务。在UE侧,高层(非接入层)通过接入点和RRC交互消息;在UTRAN侧,Iu接口的RANAP协议通过业务接入点和核心网进行交互。所有高层(NAS)指令都被封装成RRC消息,由UTRAN透明地在空中接口发送。RRC层和底层所有协议实体之间都存在控制接口,RRC通过这些接口对他们进行配置和传输一些控制命令,如命令底层进行特定类型的测量。同时底层也通过此接口报告相应的测量结果和状态。需要说明的是,在UE侧RRC是通过相应原语来配置底层的。这些RRC消息由RNC侧的RRC协议实体Iub接口的用户平面(IubFP)传输到NodeB,然后再通过空中接口发送至UE;而网络侧RRC对底层协议实体的配置,在L2是由RNC侧的RRC直接完成,而

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