UTRAN和CDMA 2000无线接入网体系结构分析

UTRAN和CDMA 2000无线接入网体系结构研究姓名：摘要：UTRAN 是一种全新的接入网，是UMTS 最重要的一种接入方式，适用范围最广，其由NODE B和无线网络控制器（RNC）构成。

另外，UTRAN分为无线不相关和无线相关两部分，前者完成与CN 的接口，实现向用户提供QOS 保证的信息处理和传送以及用户和网络控制信息的处理和传送；无线相关部分处理与UE 的无线接入(用户信息传送、无线信道控制、资源管理等)。

CDMA2000是以1.25MHz带宽为基础。

1X使用一个载波，3X使用三个载波，以此类推。

其较大的技术进步包括：反向导频，反向相干解调；前向快速功率控制，传输发射分集（OTD）。

关键字：UTRAN体系结构；CDMA2000；无线网络Abstract：UTRAN is a new access network, is the most important one UMTS access mode, the widest scope, which is composed of NODE B and Radio Network Controller (RNC).Besides,UTRAN is divided into wireless and wireless-related two unrelated parts,wireless completed the interface with the CN，provide information processing and transmission as well as user and network control information to a user processing and transmission for QOS guarantee,wireless relevant part treat with the UE radio access (user information transfer, radio channel control, resource management, etc.) CDMA2000 is a 1.25MHz bandwidth basis. 1X using a carrier, 3X using three carriers, and so on. Great technological advances include: Reverse pilot, reverse coherent demodulation; forward fast power control, transmission transmit diversity (OTD).keywords:UTRAN architecture; CDMA2000; Wi-Fi一、UTRAN体系结构研究1 UTRAN概述UTRAN - UMTS Terrestrial Radio Access Network - UMTS 陆地无线接入网。

UTRAN 是一种全新的接入网，是UMTS 最重要的一种接入方式，适用范围最广。

UTRAN由NODE B和无线网络控制器（RNC）构成，NODE B相当于GSM BTS，RNC相当于GSM BSC。

第三代移动通信(3g)可提供话音、数据、图像等多媒体业务，采用几种主要的空中接口，数据速率高达144 kbit/s～2 mbit/s，终端多种多样，实现全球无缝连接。

3g由核心网(CN)、UMTS 陆地无线接入网(UTRAN)、用户设备(UE)三大部分组成，CN主要完成用户认证、位置管理、呼叫连接控制、用户信息传送等功能。

UTRAN分为无线不相关和无线相关两部分，前者完成与CN 的接口，实现向用户提供QOS 保证的信息处理和传送以及用户和网络控制信息的处理和传送；无线相关部分处理与UE 的无线接入(用户信息传送、无线信道控制、资源管理等)。

UE 主要完成无线接入、信息处理等。

UTRAN 可使用ATM 和IP 两种传送方式，基于ATM 的UTRAN 标准较成熟，相关产品已进入试用阶段；基于IP 的UTRAN 具有网络资源利用率高、节省运营成本、满足INTERNET 和内联网的广泛使用引起的IP 联网设备的降价要求、符合网络向全ip方向发展趋势等优点，引起研究的热潮。

2 UTRAN结构UMTS网络（Release 99 ）由两部分组成：一部分是UTRAN。

另一部分是核心网络CN，这两部分通过Iu接口连接，核心网从逻辑上可分为电路交换域（CS）和分组交换域（PS）、CS域是UMTS的电路交换核心网，用于支持电路数据业务，PS 域是UMTS的分组业务核心网，用于支持分组数据业务（GPRS）和一些多媒体业务。

根据UTRAN连接到核心网逻辑域的不同，Iu可分为Iu－CS和Iu－PS，其中Iu－CS是UTRAN与CS域的接口，Iu－PS是UTRAN与PS域的接口，UTRAN包括多个无线网络子系统RNS。

无线网络子系统RNS 包括无线网络控制器RNC和一个或多个基站NodeB，NodeB 和RNC 通过Iub 接口互联．在UTRAN 内，不同的RNC 通过Iur接口互联，Iur 可以通过RNC 之间的直接物理连接或通过传输网连接。

NodeB 相当于GSM 网络中的基站收发信台（BTS），它可采用FDD、TDD模式或双模式工作，每个NodeB服务于一个无线小区，提供无线资源的接入功能。

RNC相当于GSM网络中的基站控制器（BSC），提供无线资源的控制功能。

RNS 负责它范围内的蜂窝所需资源。

对于用户设备和UTRAN间的每个连接，有一个RNS 为服务RNS。

若需要，漂移（Drift）RNSs可提供无线资源来支持服务RNS。

下图为UTRAN组成结构示意图：图1.1 UTRAN结构RNC负责需要与UE进行信令交互的切换并可能包含捆绑和剥离功能。

RNC 之间可以通过Iur接口互连。

互连的方式可以是直接的物理互连也可以是通过任何适合数据传输的虚拟网络。

为了获取UE的当前位置，RNC可以通过内部完整的内部功能支持实现，也可以直接从SAS得到。

若是从SAS获得，则RNC需通过Iupc接口连接到SAS，如下图1.2所示：图1.2 连接Iupc接口的UTRAN结构RNC也可以通过Iur-g接口连接到BSS，该BSS需支持GERAN Iu模式，如下图1.3所示：图1.3 通过Iur-g接口连接GERAN （Iu模式）与UTRAN 每个UE和UTRAN连接，必须有一个SRNS服务无线网络子系统。

如果需要，则有一个DRNS漂移无线网络子系统以提供无线资源的方式辅助SRNS。

3 接口功能介绍3.1 Iu接口Iu接口是RNC与CN之间的接口，对应协议为RANAP（CS、PS控制平面）和Iu UP（CS、PS用户平面），以及SABP协议。

Iu 接口体系结构如下图3.1所示：图3.1 Iu接口体系结构Iu接口功能如下描述：移动性管理功能包括：位置区报告、SRNS 重置以及RNC间硬切换和系统间切换。

无线接入承载（RAB）管理功能包括：RAB的建立、更改以及释放。

Iu数据传输功能分别包括：正常数据传输、异常数据传输以及UE-CN连接信息的透明传输。

Iu接口功能还包括：寻呼（Paging)、Iu释放、安全性模式控制、过载控制、公共UE ID（IMSI）的管理、Iu信令跟踪管理Iu接口异常管理以及CBS控制。

3.2Iur接口Iur接口是RNC之间的接口，对应协议为RNSAP（控制平面）和FP（用户平面。

Iur接口功能包括：公共信道功能，Iur接口上公共传输信道的建立，删除；公共传输信道用于传输DRNC中处于公共信道状态UE的信息；将MAC-d和MAC-c相分离；MAC-d和MAC-c之间的流控；全局资源管理（Global Resource Management)；RNC间公共测量；Iub接口专用信道功能的支持。

3.3 Iub接口Iub接口是RNC与NODE B之间的接口，其对应协议为NBAP（控制平面）和FP（用户平面）。

Iub接口的功能可分为公共功能以及专用功能两大方面，下面给了这两方面的大致介绍。

公共功能包括：公共传输信道管理；Iub公共信道数据传输；NodeB逻辑O&M（小区配置，故障管理，闭塞等维护功能）；系统信息管理；公共测量；资源核查；异常管理；定时和同步管理。

专用功能包括：专用传输信道管理；无线链路（RL）监控；专用测量管理；定时和同步管理；上行外环功控；Iub专用数据传输；下行功率漂移的平衡；压缩模式控制。

3 UTRAN的功能系统接入是UMTS用户连接到UMTS以便使用UMTS业务的方法。

用户系统接入的发起者即可以是移动端，也可以是网络端。

UMTS 最重要的一种接入方式。

充当UMTS最重要接入方式的UTRAN总体上具有以下通信功能：∙用户数据传输（业务和多呼叫）∙全系统访问控制∙移动性管理∙无线资源管理控制∙广播和多播业务管理UTRAN 的能力包括无线接入承载能力和无线接入承载控制，支持具有个问的业务和性能特性的无线资源连接的建立、重新协商和释改，QoS属性与承载属性的重新协商可能由卜层请求或无线条件（切换、蜂窝负载的改动等）引起，也可由移动站或网络发起。

UTRAN将允许一个移动终端同时处理多个无线接入承载业务，每个无线接入承载业务可能有各自的速率和性能要求，但同时处理无线接入承载业务的数量将受到终端和网络能力的限制，UTRAN还将支持广播和组播应用的无线接入承载。

UTILAN具有下列业务量管理机制：在连接建立和重新协商时应用允许接入控制（CAC）；在连接建立后应用使用参数控制（UPC）。

对于由具有不同UTILA模式的UTRAN一组成的UMTS网络，蜂窝选择和寻呼过程应允许业务区域由支持一种特定模式的蜂窝覆盖或由支持多种模式的蜂窝覆盖。

UMTS网络运营商的网络应支持能处理一个或多个无线接入承载业务的移动终端的双向切换，这种切换是在具有不同UTKA模式的两个UTRAN蜂窝间进行的。

另外，使用两种不同UTILA模式的蜂窝间的切换应类似于同种模式间的切换。

UTILAN还将支持一个移动终端的无线接入承载业务在UTKANr的蜂窝间无缝切换。

UTILAN应使UMTS移动终端位置的确定更容易，可利用各种方法完成定位功能，如基于移动终端的定位、基于网络的定位或混合定位结构。

在各种无线环境下，最低的定位精度大约是50m。

UTILAN应支持局部业务区域（LSA）的概念，这将使基于局部业务区域和用户有关的无线资源选择更容易。

三层信道概念有逻辑信道、传输信道以及物理信道。

其中逻辑信道是在RLC与MAC之间，传输信道是在MAC与物理层之间。