10通信交换技术作业.docx

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10通信交换技术作业

北京城市学院信息学部

2012-2013-1学期

第三代移动通信技术课程大作业

专业：

通信工程

班级：

学生姓名：

学号：

2012年11月

目录

第一章TD-SCDMA2

2.1TD-SCDMA的概述2

2.2技术概要3

2.3TD-SCDMA的协议框架4

2.3.1TD-SCDMA的系统结构4

2.3.2 Uu接口概述4

2.3.3 Iub接口4

2.3.4 Iur接口5

2.3.5 Iu接口5

2.4通用协议模型5

第三章RNC6

3.1RNC概述6

3.2中兴RNC6

3.3中兴RNC的功能机框7

3.3中兴RNC数据流程8

3.3.1用户面CS域数据流向8

3.3.2用户面PS域数据流向8

3.3.3Iub口信令数据流向8

3.3.4Iur/Iu口信令数据流向10

3.3.5Uu口信令数据流向10

3.3.6NodeB操作维护数据流向11

题目：

TD-SCDMA接入网的协议框架

中兴RNC的体系结构

第一章TD-SCDMA

2.1TD-SCDMA的概述

TD-SCDMA是英文TimeDivision-SynchronousCodeDivisionMultipleAccess（时分同步码分多址）的简称，中国提出的第三代移动通信标准（简称3G），，也是ITU批准的三个3G标准中的一个，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。

是我国电信史上重要的里程碑。

（相对于另两个主要3G标准CDMA2000和WCDMA，它的起步较晚，技术不够成熟。

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，以中国知识产权为主的、被国际上广泛接受和认可的无线通信国际标准。

这是中国电信史上重要的里程碑。

（注：

3G共有3个国际标准，另外2个是美国主导的CDMA2000和欧洲主导的WCDMA.，中国目前三大运营商各使用的标准如下：

联通WCDMA，电信CDMA2000，移动TD-SCDMA）

2.2技术概要

TD-SCDMA是TDD和CDMA、TDMA技术的完美结合，具有下列技术优势：

第一，采用时分双工（TDD）技术，只需一个1.6MHz带宽，而FDD为代表的cdma2000需要1.25×2MHz带宽，WCDMA需要5×2MHz才能通信；其话音频谱利用率比WCDMA高达2.5倍，数据频谱利用率甚至高达3.1倍[1]；无须成对频段，适合多运营商环境。

第二，采用智能天线、联合检测和上行同步等大量先进技术，可以降低发射功率，减少多址干扰，提高系统容量；采用“接力切换”技术，可克服软切换大量占用资源的缺点；采用TDD不要双工器，可简化射频电路，系统设备和手机成本较低。

第三，采用TDMA更适合传输下行数据速率高于上行的非对称因特网业务。

而WCDMA并不适合，不得不在R5版本中增加高速下行链路分组接入（HSDPA）。

第四，采用软件无线电先进技术，更容易实现多制式基站和多模终端，系统更易于升级换代，更适合在GSM的大城市热点地区首先建设，借以满足局部用户群对384kbps多媒体业务的需求，通过GSM/TD双模终端以适应二网并存的过渡期用户漫游切换的要求。

第五，采用TDD与TDMA更易支持PTT业务和实现新一代数字集群。

2.3TD-SCDMA的协议框架

2.3.1TD-SCDMA的系统结构

TDSCDMA系统系统由核心网CN、无线接入网UTRAN和手机终端UE三部分组成。

UTRAN由基站控制器RNC和基站NodeB组成。

CN通过Iu接口与UTRAN的RNC相连。

其中Iu接口又被分为连接到电路交换域的Iu-CS，分组交换域的Iu-PS，广播控制域的Iu-BC。

NodeB与RNC之间的接口叫做Iub接口。

在UTRAN内部，RNC通过Iur接口进行信息交互。

Iur接口可以是RNC之间物理上的直接连接，也可以靠通过任何合适传输网络的虚拟连接来实现。

NodeB与UE之间的接口叫Uu接口。

2.3.2 Uu接口概述

Uu接口是UTRAN与用户设备的接口，也称无线接口或者空中接口。

Uu接口是TD-SCDMA系统区别于其它3G系统的关键。

2.3.3 Iub接口

Iub接口是RNC与Node B之间的接口，用来传输RNC和Node B之间的信令及无线接口的数据，包括用户数据传送、用户数据及信令的处理和Node B逻辑上的操作和维护等三部分。

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和用户平面的帧协议（FP）组成。

传输网络层目前采用ATM传输，在Release 5以后的版本中，引入了IP传输机制。

物理层常用的标准接口是E1和STM-1。

由于RNC与Node B之间具有较短的传输距离，没有必要采用复杂的七号信令系统，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协议栈被更为简单的SAAL-UNI所代替。

2.3.4 Iur接口

Iur接口是两个RNC之间的逻辑接口，用来传送RNC之间的控制信令和用户数据。

Iur接口是一个开放接口，其最初的设计是为了支持RNC之间的软切换，但是后来加入了其它特性，现在Iur接口的主要功能是支持基本的RNC之间的移动性、支持公共信道业务、支持专用信道业务和支持系统管理过程。

同Iub接口类似，Iur协议栈也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RASAP和用户平面的帧协议（FP）组成。

传输网络层目前采用ATM传输，在Release 5以后的标准中，将引入IP传输机制。

在物理层实现中可以使用多种标准接口，目前常用的是E1和STM-1。

Iur接口的功能包括支持基本的RNC之间的移动性、支持公共信道业务、支持专用信道业务、支持系统管理。

2.3.5 Iu接口

Iu接口是连接UTRAN和CN的接口，同时也可以看作RNS和CN之间的参考点，Iu接口也是一个开放接口，它将系统分成专用于无线通信的UTRAN和负责处理交换、路由及业务控制的两部分。

图示为Iu接口的基本结构，其中一个CN可以与几个RNC相连，而任何一个RNC与CN之间的Iu接口可以分为3个域：

Iu-CS（电路交换域）、Iu-PS（分组交换域）和Iu-BC（广播域）。

Iu接口协议栈的所有域都可分为无线网络层和传输网络层。

在无线网络层，对于PS域和CS域，Iu接口协议栈分为控制平面和用户平面，对应的协议是无线接入网应用协议（RANAP）和Iu接口用户平面帧协议，对于BC域，不区分控制平面和用户平面，对应的协议是服务区广播协议（Service Area Broadcast Protocol，SABP）。

Iu接口的功能有：

（1）无线接入承载管理功能；

（2）无线资源管理功能；

（3）连接管理功能；

（4）用户平面管理功能；

（5）移动性管理功能；

（6）安全功能。

2.4通用协议模型

●控制平面

●用户平面

●传输网络层控制平面

●传输网络层用户平面

控制平面：

包含应用层协议，如：

RANAP、RASAP、NBAP和传输层应用协议的信令承载。

用户平面：

包括数据流和相应的承载，每个数据流的特征都由一个和多个接口的帧协议来描述。

传输网络层控制平面：

为传输层内的所有控制信令服务，不包含任何无线网络层信息。

它包括为用户平面建立传输承载（数据承载）的ALCAP协议，以及ALCAP需要的信令承载。

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。

第三章RNC

3.1RNC概述

RNC（RNC，RadioNetworkController）,即无线网络控制器是新兴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。

为了实现这些功能，RNC必须利用出色的可靠性和可预测的性能，以线速执行一整套复杂且要求苛刻的协议处理任务。

作为3G网络的重要组成部分，无线网络控制器（RNC）是流量汇集、转换、软硬呼叫转移（softandhardcallhandoffs）、及智能小区和分组处理的重点。

3.2中兴RNC

ZXTRRNC（V3.0）是中兴通讯根据3GPPR4版本协议研发的TD-SCDMA无线网络控制器，该设备提供协议所规定的各种功能，提供一系列标准的接口，支持与不同厂家的CN，RNC或者NodeB互连。

RNC无线网络控制器主要负责无线资源的管理。

一面它通过Iu接口同电路域和分组域核心网相连；一面它负责管理和控制NodeB，并负责空中接口与UE之间的L1以上的协议处理。

在无线接入网络中，它处于承上启下的关键地位。

ZXTRRNC的控制面和用户面都采用分布式（用户量上升后可以通过增加单板实现容量线性增长）的设计，整个系统没有集中处理的瓶颈，控制面和用户面处理资源可以根据容量的增长需求线性扩展。

ZXTRRNC单资源框最大可支持7.5万话音用户和7.5万分组域用户，以及最大支持3750爱尔兰话务量或225Mbps数据吞吐量。

整个系统可以通过机框和机架的进一步扩展，达到最大100万用户的容量。

3.3中兴RNC的功能机框

按照功能和插箱所使用的背板分，RNC3.0包含3种机框：

控制框

控制框提供ZXTRRNC（V3）的控制流以太网汇接、处理以及时钟功能。

控制框的背板为BCTC，可以插ROMB，UIMC，RCB，CHUB，GLI和CLKG单板以及这些单板的后插板。

千兆资源框

资源框提供ZXTRRNC（V3）的外部接入和资源处理功能，以及网关适配功能。

资源框的背板为BUSN（BGSN），可以插DTB，SDTB，APBI，APBE,GIPI,RUB，GUIM，CLKG，单板以及这些单板的后插板。

一级交换框

一级交换框为ZXTRRNC（V3）提供一级交换子系统，针对用户面数据较大流量时的交换和扩展。

交换框的背板为BPSN，可以插GLI，PSN和UIMC单板以及这些单板的后插板。

3.3中兴RNC数据流程

3.3.1用户面CS域数据流向

3.3.2用户面PS域数据流向

3.3.3Iub口信令数据流向

3.3.4Iur/Iu口信令数据流向

3.3.5Uu口信令数据流向

3.3.6NodeB操作维护数据流向