信产部WCDMA通信标准参考性技术文件19 Iu接口技术规范用户平面协议.docx

信产部WCDMA通信标准参考性技术文件19 Iu接口技术规范用户平面协议.docx

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信产部WCDMA通信标准参考性技术文件19Iu接口技术规范用户平面协议

20XX-XX-XX发布20XX-XX-XX实施

中华人民共和国信息产业部科学技术司印发

IMT-DSFDD（WCDMA）系统Iu接口技术规范：

用户平面协议

IMT-DSFDD（WCDMA）SystemIuInterfaceTechnicalSpecification:

UserPlaneProtocols

目次

前言

本通信标准参考性技术文件主要用于IMT-2000DS系统FDD模式（WCDMA）的Iu接口。

本文基于3GPP制订的Release-99（2001年3月份版本）技术规范，具体对应于TS25.415V3.6.0。

本参考性技术文件由信息产业部电信研究院提出。

本参考性技术文件由信息产业部电信研究院归口。

本参考性技术文件起草单位：

信息产业部电信传输研究所

华为技术有限公司

本参考性技术文件主要起草人：

续合元、徐京皓、盛蕾、徐菲

朱晴昱、徐欣、王斌

本参考性技术文件2001年7月首次发布。

本参考性技术文件委托无线通信标准研究组负责解释。

通信标准参考性技术文件

IMT-DSFDD（WCDMA）系统Iu接口技术规范：

用户平面协议

IMT-DSFDD（WCDMA）SystemIuInterfaceTechnicalSpecification:

UserPlaneProtocols

1范围

本参考性技术文件规定了Iu接口技术规范中的用户平面协议部分，它基于3GPP制订的Release-99（2001年3月份版本）技术规范，具体对应于TS25.415V3.6.0。

2参考文献

下列参考文献终所包含的内容，通过本文的引用而成为本文所包含的内容。

注意：

●参考文献分为specific（标记有出版时间，编辑号，版本号等）和non-specific两类。

●对于类型为specific的参考文献，本文的引用仅限于该版本，与后续版本无关。

●对于类型为non-specific的参考文献，采用的应该是最新的版本。

由3GPP制定的参考文献（包括GSM在内）都是non-specific类型的，也就是说，参照的应该是和本文的Release号相同的最新版本。

[1]UMTS25.401:

"3rdGenerationPartnershipProject（3GPP）TechnicalSpecificationGroup（TSG）RAN;UTRANOverallDescription".

[2]UMTS25.410:

"3rdGenerationPartnershipProject（3GPP）TechnicalSpecificationGroup（TSG）RAN;UTRANIuinterface:

generalAspectsandPrinciples".

[3]UMTS25.413:

"3rdGenerationPartnershipProject（3GPP）TechnicalSpecificationGroup（TSG）RAN;UTRANIuinterfaceRANAPprotocol"

[4]UMTS25.414:

"3rdGenerationPartnershipProject（3GPP）TechnicalSpecificationGroup（TSG）RAN;IuInterfaceDataTransportandTransportSignalling".

[5]UMTS23.110:

"3rdGenerationPartnershipProject（3GPP）TechnicalSpecificationGroup（TSG）SSA,UMTSAccessStratum,servicesandfunctions".

[6]UMTS23.121:

"3rdGenerationPartnershipProject（3GPP）TechnicalSpecificationGroup（TSG）SSA,ArchitecturalrequirementsforRelease99".

[7]ITU-TRecommendationI.363.2（1997）:

"B-ISDNATMAdaptationLayertype2specification".

[8]ITU-TRecommendationI.366.1（1998）:

"SegmentationandreassemblyservicespecificconvergencesublayerfortheAALtype2".

[9]UMTS25.990:

"3rdGenerationPartnershipProject（3GPP）TechnicalSpecificationGroup（TSG）RAN;Vocabulary"

[10]UMTS25.321:

"3rdGenerationPartnershipProject（3GPP）TechnicalSpecificationGroup（TSG）RAN;MACProtocolSpecification".

[11]UMTS25.322,3rdGenerationPartnershipProject（3GPP）TechnicalSpecificationGroup（TSG）RAN;RLCProtocolSpecification.

[12]UMTS26.102:

"3rdGenerationPartnershipProject（3GPP）TechnicalSpecificationGroup（TSG）SA;Mandatoryspeechcodec;AMRspeechcodec;InterfacetoIuandUu".

3定义和缩略语

3.1定义

以下的定义和术语是为当前文挡服务的。

Iu定时间隔（ITI）:

对于某个特定的RAB来说，Iu定时间隔是IuUPPDU之间的最小时间间隔。

会话业务和流业务中的ITI可以通过以下公式计算而得：

PDU间的传输时间间隔（IPTI）:

PDU间的传输时间间隔是：

对于某个特定RAB子流组合，IuUPPDU在某个时间上，实际的被发送间隔。

将RAB子流组合的大小除以RAB子流组合的比特率就可以求出该RAB子流组合的IPTI，具体公式如下：

注意：

如果没有定义RFC_Bitrate，那么IPTI=ITI。

如果没有定义RFC_size那么RFC_size=MaxSDUsize。

非接入层数据流（NASDataStreams）:

非接入层数据流是一个通用的术语，用来标志在非接入层和接入层之间的专用服务接入点上交换的数据流。

RAB子流（RABsub-flows）:

根据参考文献[9]中的定义，一条RAB是由UTRAN通过一条或者几条子流来实现的。

一个RAB中的这些子流和非接入层的业务数据流相对应，这些数据流具有预定义好的不同的QoS特性（如：

不同的可靠性）。

RAB子流的特性:

1）在RAB建立和删除时，RAB中的所有子流是一起建立和删除的。

2）一个RAB中的所有子流是一起在RABSAP上提交传送的。

3）一个RAB中的所有子流是在同一个Iu传输连接上传输的。

4）在Iu接口上，一个RAB的子流是通过在RABSAP上预定义的方式组织起来的。

组织形式由NAS进行指定，这也是NAS的协调工作的一部分。

RAB子流的编号（仅适用于预定义SDU大小的支持模式）:

1）RAB子流从1编号至N（N的子流的数量）；

2）编号为1的RAB子流对应于可靠性最高的一类，编号为N的RAB子流对应于可靠性最低的一类。

3）在Iu帧内，RAB子流的顺序是预定义的，编号为1的RAB子流排在首位，编号为N的RAB子流排在最后一位。

RAB子流组合（RFC）：

RAB子流组合定义为事先授权的RAB子流可变属性的组合（比如SDU的大小）。

这些属性是为在Iu接口上同时传送给IuUP的当前有效的RAB子流设定的。

每个组合都由CN指定，SRNC无权改变。

RAB子流组合标识（RFCI）：

在两端IuUP协议实例存在期间（即：

对话终止以前或者新的初始化执行以前），该标识唯一标识一个RAB子流组合。

RFCI仅适用于预定义SDU大小的支持模式。

关于RFCI和初始化过程的原理：

1）在每个Iu用户帧中都有RFCI值；

2）在IuUP的初始化过程中，每个RFCI所对应的RAB子流的SDU的大小通过信令告诉对端。

语法错误（Syntacticalerror）：

如果收到的消息的某个域中至少包含有一个定义为“reserved”的值，或者该域没有遵循协议规定的语法规则，那么就认为该域发生了语法错误。

如果使用的某个值在协议中定义为“spare”，不算语法错误。

语意错误（Semanticalerror）:

如果收到的消息中含有可能依赖于接收机的状态的某些信息，并和接收机的资源情况或者是过程部分相冲突时，该消息被认为有语意错误。

.

3.2缩略语

AMRAdaptiveMulti-Ratecodec自适应多速率话音编码

ASAccessStratum接入层

BERBitErrorRate误比特率

CNCoreNetwork核心网

DTXDiscontinuousTransmission非连续发射

GFGaloisFieldGalois域

IPTIInterPDUTransmissionPDU间的传输

ITIIuTimingIntervalIu定时间隔

NASNonAccessStratum非接入层

PCEProcedureControlExtension过程控制扩展

PDUProtocolDataUnit协议数据单元

PMEProcedureControlBitmapExtension过程控制位图扩展

QoSQualityofService服务质量

RABRadioAccessBearer无线接入承载

RANAPRadioAccessNetworkApplicationPart无线接入网络应用部分

RFCRABsubFlowCombinationRAB子流组合

RFCIRFCIndicatorRFC指示

RNLRadioNetworkLayer无线网络层

SAPServiceAccessPoint业务接入点

SDUServiceDataUnit业务数据单元

SMpSDUSupportModeforpredefinedSDUsize用于预定义SDU尺寸的支持模式

SRNCServingRNC服务RNC

SRNSServingRNS服务RNS

SSSARServiceSpecificSegmentationAndReassembly业务特定的分段和重组

TFCITransportFormatCombinationIndicator传送格式组合的标识

TFITransportFormatIdentification传送格式标识

TFOTandemFreeOperation免二次编码操作

TNLTransportNetworkLayer传输网络层

TrMTransparentMode透明模式

UPUserPlane用户平面

UUIUsertoUserInformation用户到用户信息

3.3概念

IuUP的操作模式（IuUPmodeofoperation）：

Iu用户面协议的一个目标是保证CN域（电路交换或者分组交换）的独立性，保证它很少受到或者完全不受到传输网络层的限制。

达到了这个目标，就可以进行灵活的业务演进而不用考虑对CN域的影响，也可以将某种业务从一个CN域迁移到另一个CN域。

因此，IuUP协议基于RAB，而不是基于CN域或者（电信）业务，定义了具体的操作模式。

IuUP的操作模式定义了是否采用和采用哪一个特征集合，用来实现RAB的QoS的要求。

IuUP协议PDU类型：

IuUP协议PDU类型是为某个给定的IuUP操作模式而定义的。

一个IuUP的PDU类型定义了一种IuUP协议帧的帧结构。

比如，一个具有特定帧头格式和帧净荷部分的帧就可以被指定为一个特定的PDU类型，用于一个给定的IuUP操作模式。

码转换器（TC）:

在网络中，用于完成两种语音编码或者两种编码方案之间相互转换的物理设备（码转换器也可以包含其他功能，如GSM中的速率自适应）。

4.概述

4.1概要说明

IuUP协议位于Iu接口的无线网络层的用户平面：

IuUP协议层。

IuUP协议用于传送与无线接入承载相关的用户数据。

一个IuUP协议实例（instance）同且只同一个RAB相关。

如果与一给定UE建立了几个RAB，那么这些RAB将使用相应的几个IuUP实例。

如[2]定义，IuUP协议实例存在于Iu接入点上，即位于CN和UTRAN。

当RAB需要在IuUP中传输用户数据时，在每个Iu接口接入点上都由有一个相应的IuUP协议实例。

这些IuUP协议实例应同相关的RAB一起建立、重定位或者释放。

这些对等协议实例完成的RAB功能将依赖于IuUP的操作模式。

关于IuUP操作模式的定义，下文中有具体的说明。

图1说明了IuUP协议层的逻辑位置和接入层以外的数据流源头的位置。

图1:

IuUP协议在UTRAN总体结构中的位置（用户平面）

4.2操作及功能说明

4.2.1IuUP协议的操作模式

根据前文所述的概念，IuUP协议选定相应的操作模式。

IuUP规定了两种操作模式：

1）透明模式（TrM：

TransparentMode）；

2）对SDU大小进行预定义的支持模式（SMpSDU：

SupportModeforpredefinedSDUsize）；

IuUP协议实例选择什么样的操作模式是由CN在RAB建立时决定的，做出决定的依据是RAB的特性。

这个决定在RAB分配和重定位期间，通过无线网络层的控制平面对每个RAB下达。

然后在用户平面建立期间，内部通知IuUP协议层。

运作模式的选定同该RAB的属性捆绑在一起，除非该RAB更换，否则不能改变。

4.2.2透明模式（TransparentMode）

具有以下特征的RAB采用透明模式：

仅仅传输用户数据，不需要IuUP协议的其他特性。

图2说明了IuUP协议层的透明模式。

图2:

Iu接口上处于透明模式的IuUP协议层

在这种模式下，IuUP协议实例在Iu接口上不与其对等实例进行任何IuUP协议信息的交换，即：

不发送Iu帧。

此时，高层与传送网络间交换的PDU在IuUP协议层是透传的。

举例来说，GTP-UPDU就可以采用IuUP协议的透明模式来传送。

4.2.3支持模式（SupportMode）

具有以下特征的RAB采用支持模式：

除了传输用户数据之外，还需要使用IuUP协议的某些特性。

在这种操作模式下，对等IuUP协议实例间有IuUP帧的交换。

（注意：

在透明模式下，没有IuUP帧生成）

图3是IuUP协议层的支持模式的功能模型。

需要IuUP协议支持的某些RAB，以某些特有的方式对IuUP协议甚至无线接口协议进行约束。

如：

某些RAB可以有预定义的可变速率。

IuUP支持模式应支持这些变化。

这里唯一定义的支持模式是：

-预定义SDU大小的支持模式（SMpSDU）。

例如：

AMR语音的PDU使用预定义SDU大小的支持模式进行传输，因为它需要一些过程控制功能及一些关于数据流的特定功能，而其传输的用户数据大小则可以根据预定义的方式进行变化。

图3支持模式的IuUP协议层

5透明模式，Version1

5.1概述

5.1.1透明模式的IuUP操作

透明模式的IuUP层位于Iu用户平面，用于在Iu接口透明地传送数据。

两层通过SAP传送NAS（NonAccessStratum）数据流。

5.1.2透明模式下，IuUP协议层的接口

与透明模式IuUP协议层接口的是传输网络层和高层。

透明模式下，IuUP协议层是一个空层，非接入层数据流的PDU通过它在高层与传输网络层之间进行传输。

透明模式下，IuUP协议层利用传输网络层提供的服务，在IuUP接口上传输IuUPPDU。

5.2透明模式下，IuUP协议层提供的服务

透明模式下，IuUP协议层具有以下功能：

-用户数据的传输。

5.3用户面数据传输层需要提供的业务

透明模式下，IuUP协议层需要传输网络提供以下业务：

-用户数据的传输。

5.4透明模式下，IuUP通信的要素

5.4.1透明模式的帧格式

透明模式下，IuUP协议层的PDU格式如图4所示。

该帧在IuUP协议层的上层与传送网络层之间（TNL-SAP）透明传输。

图4透明模式下的帧格式

这个PDU长度可以为n个字节。

其中，n为可变值，其最大范围由用户数据的类型（如：

IP包）决定。

在IuUP协议层中没有具体的长度指示。

6预定义SDU大小的支持模式，Version1

6.1概述

6.1.1支持模式下，IuUP的操作

支持模式下，IuUP协议层在传输数据流时，需要在用户面（UP）中进行帧处理。

两层通过SAP传送NAS数据流。

6.1.2支持模式下，IuUP协议层的接口

作为接入层的一部分，在支持模式下，IuUP协议层为非接入层的数据流提供必需的服务和功能。

支持模式下，IuUP通过用于信息传输的专用SAP向用户面高层提供服务，参见[5]。

支持模式下，IuUP协议利用传输层提供的服务，在Iu接口上传输IuUPPDU。

6.2支持模式下，IuUP协议层提供的服务

对SDU大小进行预定义的支持模式

支持模式有以下功能：

-传输用户数据；

-初始化；

-速率控制；

-时间对齐；

-错误事件处理；

-帧质量分类。

6.3用户面数据传输层需要提供的服务

传输网络层向IuUP协议层提供如下服务：

-传输用户数据。

6.4支持模式下，IuUP协议层的功能

6.4.1支持模式下IuUP协议层的功能模型

图5支持模式下，IuUP协议层的功能模型

支持模式下，IuUP协议层有以下3类功能：

1）帧处理器功能；

2）过程控制功能；

3）针对NAS数据流的功能。

6.4.2帧处理器功能

该功能负责对IuUP协议帧的不同部分进行成帧与解帧。

该功能获取IuUP协议帧的不同部分并将控制域设置成正确值（该功能包括帧号的处理）。

同时，它也对协议帧控制部分的语义正确性提供保证。

该功能负责同传输层的相互交流。

同时，该功能还负责IuUP帧的帧头的CRC校验。

在帧头CRC校验中发现错误的IuUP帧将被丢弃。

6.4.3过程控制功能

这组功能对在IuUP协议层次上的多个过程进行控制。

这些功能负责IuUP帧过程控制部分。

这些过程主要包括：

-传输速率控制：

该过程在IuUP上，控制所允许的传输速率集。

传输速率集由多个RFCI指示表示。

该过程的控制功能负责与IuUP协议层外的功能相互作用。

-初始化：

该过程用于在支持模式下控制初始化信息的交换。

初始化信息中可以包含RFCI集，而此处的RFCI集在连接中断前和下一次初始化过程以前都将有效。

这个过程同时也被用来进行相应RAB需要的IuUP模式的版本协商。

-时间对齐：

该过程用于控制Iu接口上的下行链路数据到RNC的时序。

控制该过程的功能与IuUP协议层外的功能相互作用。

-错误事件处理：

该过程用于控制故障检测信息在Iu接口上的交换。

控制该过程的功能与IuUP协议层外的功能相互作用。

6.4.4针对NAS数据流的功能

这组功能负责对数据净荷进行“有限操作”和帧号的一致性检查。

如果在对帧号的检查中，由接收帧号序列间隙发现帧丢失（对于帧号同时间无关的RAB），则报告给过程控制功能。

这组功能负责对IuUP帧的净荷部分进行CRC检验与计算。

这些功能也负责帧质量分类处理。

关于帧质量分类处理的内容将在随后的章节中说明。

这些功能与高层通过交换IuUP帧净荷中的Iu数据流块相互作用。

必要时，这些功能还执行IuUP帧内净荷所需的填充和去填充的功能。

这些功能同过程控制功能相互作用。

这些功能为高层的过程控制功能提供接入服务。

6.4.4.1帧质量分类功能

6.4.4.1.1概述

在IuUP的支持模式下，帧以帧质量分类符（FQC）进行划分。

这种分类基于无线帧分类和RAB属性“DeliveryoferroneousSDUs”的设置。

RAB属性“DeliveryoferroneousSDUs”决定错误帧是否发送。

图6说明了IuUP帧质量分类功能的主要输入和输出信息。

图6:

IuUP的帧质量分类

6.4.4.1.2FQC信息的处理

6.4.4.1.2.1RNC侧FQC信息的处理

在SRNC发送端，支持模式功能将帧和无线帧质量信息作为输入。

基于这些信息，为该帧设定FQC，加或不加上CRC（基于PDU类型），将帧发往CN。

SRNC侧的动作和FQC域的设置应该照以下的步骤按序执行：

a）在上表中如果至少有一个子流的属性“DeliveryoferroneousSDUs”设为“No”，且该子流的无线帧分类是“Bad”，则该帧不发送；

b）否则，如果至少有一个子流的属性“DeliveryoferroneousSDUs”设为“Yes”，且该子流的无线帧分类为“Bad”，则该帧发送，并且该帧的FQC域设为“badradio”；

c）否则，该帧发送，并且该帧的FQC域设为“good”。

6.4.4.1.2.2CN侧FQC信息的处理

如果收到的帧有CRC校验，CN侧支持模式功能在接收断应该对帧的净荷做CRC校验，并且将得到的帧和帧质量分类信息通过RNL-SAP向上传送。

CN侧的动作和FQC域的设置应该照以下的步骤按序执行：

a）当存在CRC校验并且CRC校验的结果指示出该IuUP帧为“Bad”时，如果至少有一个子流的“DeliveryoferroneousSDUs”设置为“No”，则该IuUP帧应该被丢弃；

b）否则，当存在CRC校验并且CRC校验的结果指示出该Iu