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3G空中接口信令研究 目 录 1. 引言 3 2. 系统结构 3 3. 空中接口协议结构 4 3.1 L1层 5 3.2 L2层 5 3.3 L3层 6 4. 空中接口的目标、特征和功能 6 4.1 目标 6 4.2 特征 6 4.3 功能 7 5. 空中接口L3层的信令 7 5.1 寻呼请求 7 5.2 服务请求和冲突解决 7 5.3 身份认证 8 5.4 位置更新 8 5.5 移动始发呼叫的建立 9 5.6 呼叫清除 12 3G空中接口信令研究 摘要：随着国内3G网络的建设完毕，4G网络也已经得到了国家相关部门的批准。广大通信相关行业从业者面临新的挑战。与2G不同，3G、4G网络采用CDMA技术，对大家来说是全新的概念。本文中，作者根据自己对3GPP组织对于空中接口（Uu接口）相关文献的理解，做简要的介绍。 关键字：3GPP、Uu、系统结构、L1层、L2层、L3层、 引言 空中接口是一个形象化的术语，是相对于有线通信中的“线路接口”概念而言的。有线通信中“线路接口”定义了物理尺寸和一系列的电信号或者光信号规范；无线通信技术当中，“空中接口”定义了终端设备与网络设备之间的电波链接的技术规范，使无线通信像有线通信一样可靠。 图1 系统结构图 空中接口协议结构 在3GPP组织所定义的网络中，空中接口模型如图2所示。空中接口分成三个协议层：L1、L2和L3，分别对应于OSI参考模型的物理层、数据链路层和网络层。L2进一步分为2个子层：媒体接入控制协议(MAC)、无线链路控制协议(RLC)。L3和L2的RLC子层分为控制平面和用户平面。在控制平面L3分为不同的子层。最低层为无线资源控制(RRC)，它位于接入层，与L2接口，终止于UTRAN。而更高层信令，如移动性管理(MM)和连接管理(CM)属于非接入层。 无线接入承载（RAB）是在UE和核心网之间为UMTS提供支持QoS承载业务的连接分段，类似于GSM里根据话音或数据业务建立的手机到核心网的电路连接。每个RAB映射到一个或几个RB（Radio?Bearer），而每个RB映射到不同的RLC。在UE和RNC之间，通过一个或几个逻辑信道在RLC对等实体之间通信。 图2 空中接口模型 3.1 L1层 L1层位于空中接口的最底层，其主要完成宏分集分配/合并及软切换执行、传输信道的检错及到高层的指示、传输信道的FEC编码/解码和交织/解交织、传输信道的复用和编码组合传输信道(CCTrCH)的解复用、速率匹配、编码组合传输信道到物理信道的映射、物理信道的功率加权和组合、物理信道的调制/解调和扩频/解扩、频率和时间的同步、闭环功率控制、射频处理等。 3.2 L2层 3.2.1 MAC子层 MAC层利用物理层提供的数据传递业务向高层提供数据传递、无线资源和MAC参数的重新分配、测量报告等业务。MAC层通过与RLC层间的SAP向RLC层提供逻辑信道。逻辑信道分为两类：控制信道和业务信道。 控制信道用来传送控制平面信息，广播控制信道(BCCH)、寻呼控制信道(PCCH)、专用控制信道(DCCH)、公共控制信道(CCCH)、共享信道控制信道(SHCCH)等逻辑信道属于控制信道。 业务信道用来传送用户平面信息，专用业务信道(DTCH)、公共业务信道(CTCH)属于业务信道。 MAC主要完成以下功能：将逻辑信道映射到合适的传输信道、根据信息源的瞬时速率为每个传输信道选择合适的传输格式、根据同一UE不同数据流的优先级选择不同的传输格式组合、不同UE间通过动态调度进行优先级处理、公共传输信道上UE的识别、业务量监视、传输信道类型切换、加密等。 3.2.2 RLC子层 RLC层向高层提供RRC连接的建立/释放、透明模式(TM)数据传递、非确认模式(UM)数据传递、确认模式(AM)数据传递、QoS设定等业务。RLC层完成的主要功能有：分段和重组、级联、填充、用户数据的传送、按序发送高层数据、副本检测、流量控制、非确认数据传递模式下序号检查、协议错误检测和恢复、加密等。 3.3 L3层 在L3层中RRC层是最低协议子层。RRC处理UE和UTRAN间层3的控制平面信令，RRC完成下述主要功能：来自非接入层和接入层信息的广播，UE和UTRAN间RRC连接的建立、重建、维护和释放，用户平面无线承载的建立、重配和释放，RRC连接的无线资源的指配、重配置和释放，RRC连接移 动性功能，为高层PDU选路由，控制所需的QoS，UE测量的报告和对报告的控制，外环功率控制，UE和UTRAN间的加密，慢速动态信道分配等。 RRC层提供了在Uu接口透明传送非接入层信令消息(如MM、CC等)的机制，即非接入层的信令消息作为NAS PDU封装在RRC消息：INITIAL DIRECT TRAN