WCDMA无线网络接口和流程
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GSM系统1. Um接口:BTS和MS之间的接口。
2. Abis接口:BSC和BTS之间的接口,Abis接口支持向客户提供的所有服务,并支持对BTS无线设备的控制和无线频率的分配。
3. A接口:BSC与MSC之间的接口,主要传递呼叫处理、移动性管理等信息。
4. B接口:MSC与VLR之间的接口,用于MSC向VLR询问有关移动台当前位置信息,或通知VLR有关移动台的位置更新。
5. C接口:MSC与HLR之间的接口,用于查询用户信息。
6. D接口:HLR与VLR之间的接口,主要交换位置信息和客户信息。
7. E接口:MSC与MSC之间的接口,用于移动台在呼叫期间从一个MSC区移动到另一个MSC区,为保持通话连续而进行局间切换,以及两个MSC间建立客户呼叫接续时传递有关消息。
8. F接口:MSC与EIR之间的接口,用于MSC检验移动台IMEI时使用。
9. G接口:VLR和VLR之间的接口,当移动台以TMSI启动位置更新时VLR使用G接口向前一个VLR获取MS的IMSI。
WCDMA系统UMTS(通用移动通信系统)是采用WCDMA空中接口技术的第三代移动通信系统,通常也就把UMTS系统称为WCDMA通信系统。
UMTS系统采用了与第二代移动通信系统类似的结构,包括无线接入网络(RAN, Radio Access Network)和核心网络(CN, Core Network)。
其中RAN用于处理所有与无线有关的功能,而CN处理UMTS系统内所有的话音呼叫和数据连接,并实现与外部网络的交换和路由功能。
CN从逻辑上分为电路交换域(CS, Circuit SwitchedDomain)和分组交换域(PS, Packet Switched Domain)。
RAN、CN与用户设备(UE, User Equipment)一起构成了整个UMTS 系统,其系统结构如0所示。
UMTS系统结构UTRAN基本结构UTRAN基本结构UTRAN包含一个或几个无线网络子系统(RNS, Radio Network Sub-system)。
第1章 WCDMA系统概述1.1 移动通信的发展现代的移动通信发展至今而第三代现在正处于预商用阶段亚洲进行实验网的商用试运行时间是上世纪七十年代中期至八十年代中期最重要的突破是贝尔实验室在七十年代提出的蜂窝网的概念即小区制大大提高了系统容量以及NMT和NTT等先进的移动电话系统在北美TACSʹÓÃ900MHz频带欧洲日本英国第一代移动通信系统的主要特点是采用频分复用每隔30KHz/25KHz一个模拟用户信道(1) 频谱利用率低(2) 业务种类有限(3) 无高速数据业务(4) 保密性差重量大为了解决模拟系统中存在的这些根本性技术缺陷这就是以GSM和IS-95为代表的第二代移动通信系统第二代数字蜂窝移动通信系统的典型代表是美国的DAMPS系统GSM·¢Ô´ÓÚÅ·ÖÞÖ§³Ö64Kbps的数据速率GSM使用900MHz 频带GSM采用FDD双工方式和TDMA多址方式信号带宽200KHzDAMPS Ò²³ÆIS-54ÊÇÁ½ÖÖ±±ÃÀÊý×Ö·äÎѱê×¼ÖÐÍÆ³ö½ÏÔçµÄÒ»ÖÖIS-95是北美的另一种数字蜂窝标准指定使用CDMA多址方式个人通信系统由于第二代移动通信以传输话音和低速数据业务为目的为了解决中速数据传输问题如GPRS和IS-95BÏ൱ÓÚÄ£ÄâϵͳµÄ10到20倍美国香港等地已经开通了窄带CDMA系统由于窄带CDMA技术比GSM成熟晚等原因只在北美移动通信现在主要提供的服务仍然是语音服务以及低速率数据服务数据和多媒体通信的发展势头很快第三代移动通信的目标就是宽带多媒体通信高质量的多媒体业务具有全球漫游能力并以小型便携式终端在任何时候第三代移动通信系统最早由国际电信联盟 于1985年提出FPLMTSInternational Mobile Telecommunication-2000cdma2000和UWC-136¹ú¼ÊµçÁªITU-R TG8/1第18次会议通过了建议建议的通过表明TG8/1制定第三代移动通信系统无线接口技术规范方面的工作已经基本完成1.1.1 标准组织3G的标准化工作实际上是由3GPP第三代伙伴关系计划3GPP成立于1998年12月日本ARIB²ÉÓÃÅ·ÖÞºÍÈÕ±¾µÄWCDMA技术在核心交换侧则在现有的GSM移动交换网络基础上平滑演进UTRA为无线接口的标准1999年的1月由美国的TIA韩国TTA 等组成cdma2000这一技术在很大程度上采用了高通公司的专利 我国的无线通信标准研究组是这两个标准化组织的正式组织成员大唐集团也都是3GPP的独立成员l保证现有投资和运营商利益l有利于现有技术的平滑过渡从发展的角度说它关系到现有网的再使用和多种第二代数字网络体制向同一规范发展这两个主要问题目前的GSM高速电路交换数据通用分组无线业务DS (1) 高速电路交换数据High Speed Circuit Switched Data HSCSD是能将多个全速率话音信道共同分配给HSCSD结构的特性HSCSD的好处在于更高的数据速率最大数据速率取决于生产厂家现有GSM系统稍加改动就可使用GPRSl标准的无线分组交换Internet/Intranet接入l可变的数据速率峰值最大数据速率取决于生产厂家l由于按实际数据量记费l支持现有业务以及新的应用业务优化无线资源共享优化网络资源共享l可延伸到未来无线协议的能力以分组交换为基础的GPRS网络结构增加了新的网络功能部分WCDMAÆäÄܹ»Âú×ãITU 所列出的所有要求具有高质量的语音和图象业务仅核心网部分是平滑的无线接入网部分的演进也将是革命性的速率9.6/14.4Kbps IS-95Bcdma2000 1X能提供更大容量和高速数据速率采用增强技术后的cdma2000 1X EV可以提供更高的性能IS-95B与IS-95A本质上是基本相同的cdma2000 1X则有较大的改进因此对cdma2000系统来说可以采用逐步替换的方式转换为3G 载波随着3G系统中用户量增加增加3G系统的载波不仅可以向用户提供各种最新的业务在向第三代演进的过程中在制定cdma2000标准的时候很多无线指标在2G和3G中是相同的天线而基带信号处理部分则必须更换仅支持数据业务的分支cdma2000 1X EV-DO和同时支持数据和话音业务的分支cdma2000 1X EV-DV而在同时支持数据和话音业务分支方面目前的提案已有几家这些改进技术目前还处于评审过程中3. DAMPS向UWC-136的演进策略IS-136向UWC-136的演进的第一步是实现GPRS-136Universal Wireless Communications UWCC和TIA TR-45.3决定选用以EDGE为基础的技术GPRS-136是136+包交换数据业务的官方称呼高层协议与GPRS完全相同用户可接入IP和X.25两种格式的数据网网络部分一定要与第二代的兼容性第二代网络有两大核心网 无线接口演进性欧洲的GSM¸ïÃüÐÍ核心网与无线接口的对应关系如下图1-1所示其中关键的问题是ITU分配的ITM-2000频率在美国已用于PCS 业务所以特别强调无线接口的后向兼容而其他大多数国家有新的IMT-2000频段另外就是知识产权起着非常重要的作用还有就是竞争也是一个造成技术不同的主要因素RTTÈںϹ¤×÷RTT提案包括对MSSÔÚÄÚ¶à´ï16个包括(1) UTRA WCDMA(2) DECT(3) cdma2000(4) UWC-136(5) WIMS WCDMA(6) WCDMA/NA(7) WCDMA(8) TD-SCDMA(9) Global CDMA(10) Global CDMA(11) LEO卫星系统SAT-CDMA(12) ESA的宽带卫星系统SW-CDMA(13) 混合宽带CDMA/TDMA卫星系统SW-CTDMA(14) ICO全球通信公司的ICO RTT(15) INMARSAT的卫星系统Horizons(16) Iridium LLC公司的卫星系统INXºó6种RTT反映了将MSSÄÉÈëIMT-2000的努力但从市场基础欧洲ETSI的UTRA WCDMA及美国cdma2000这两个提案RTT融合的关键即在于这两个提案的融合能否取得有效的进展TMS又包括卫星移动通信业务融合得更好的第三代移动通信标准制造商也为世界各国所欢迎地面移动通信融合的最终结果对于FDD模式DS而对于TDD模式1999年3月底为推广全球CDMA标准扫除了知识产权方面的严重障碍运营者协调集团OHGÌá³öµÄÉæ¼°IMT-2000的融合提案对促进其主要参数导频结构及核心网协议以GSM-MAPͳһÆðÁË积极作用对FDD-MC-CDMA即FDD-cdma2000-(MC)取3.6864McpsIMT²¢¹ÄÀø3GPPÓɹ¤×÷×é¶ÔMSS提案进行更细节化的工作在芬兰赫尔辛基召开的第18次会议上IMT-2000无线接口技术规范该建议的通过表明TG8/1在制定第三代移动通信系统无线接口技术规范方面的工作已基本完成TD-SCDMA和WCDMA1.2.4 三种主要技术体制比较1. WCDMA的技术特点WCDMA由欧洲标准化组织3GPP所制定设备制造商运营商的广泛支持核心网基于GSM/GPRS网络的演进核心网络可以基于TDM²¢ÏòÈ«IP的网络结构演进分别完成电路型业务和分组型业务统一处理语音和分组业务MAP技术和GPRS隧道技术是WCDMA体制移动性管理机制的核心信号带宽5MHz AMR语音编码上下行闭环加外环功率控制方式STTD和闭环发射分集方式卷积码和Turbo码的编码方式2. cdma2000技术体制cdma2000体制是基于IS-95的标准基础上提出的3G标准电路域继承2G IS95 CDMA网络分组域基于Mobile IP技术的分组网络提供丰富的适配层接口空中接口采用cdma2000兼容IS95 1.25MHz1,3,6,9,12码片速率N8K/13K QCELP或8K EVRC语音编码上下行闭环加外环功率控制方式提高信道的抗衰落能力反向采用导频辅助的相干解调方式采用卷积码和Turbo码的编码方式3. TD-SCDMA技术体制TD-SCDMA标准由中国无线通信标准组织CWTS提出核心网基于GSM/GPRS网络的演进核心网络可以基于TDM²¢ÏòÈ«IP的网络结构演进分别完成电路型业务和分组型业务统一处理语音和分组业务MAP技术和GPRS隧道技术是WCDMA体制移动性管理机制的核心TD-SCDMA具有特点Smart Antenna同步CDMA和软件无线电智能天线多时隙CDMA同步CDMAÓë3GPP相同接力切换等表1-1 三种主要技术体制比较制式WCDMA cdma2000 TD-SCDMA采用国家欧洲韩国中国继承基础GSM 窄带CDMA GSM预计试用期日本2001年韩国2000年底同步方式异步/同步同步同步码片速率 3.84Mcps N1.25MHz 1.6MHz空中接口 WCDMA cdma2000兼容IS-95TD-SCDMA 核心网GSM MAPANSI-41GSM MAP1.3 3G 频谱情况国际电联对第三代移动通信系统IMT-2000划分了230MHz 频率2025MHz2200MHz其中2010 MHz和2170空对地上下行频带不对称此规划在WRC92上得到通过在WRC-92基础上又批准了新的附加频段1710-1885 MHz 如下图1-2所示IMT 2000IMT 2000P C SMSSPrevious IMT-2000 terrestrial bandsNew IMT-2000 terrestrial bands图1-2 WRC-2000的频谱分配欧盟对第三代移动通信的问题亦十分重视成立了一个由运营商通用移动通信系统论坛1995年正式向ITU 提交了频谱划分的建议方案1980MHz2025MHz和2110共计155MHzÈçͼ1-2所示1990MHz处且已划成25MHz 的多个频段业务已经占用的IMT-2000的频谱但调整后IMT-2000的上行与PCS的下行频段仍需共用日本1893.5»¹¿ÉÒÔÌṩ215MHz192021102010ÈÕ±¾ÕýÔÚÖÂÁ¦ÓÚÇå³ýÓëµÚÈý´úÒÆ¶¯Í¨ÐÅÆµÂÊÓгåÍ»µÄÎÊÌâ¹²¼Æ170MHz3GPP并不排斥使用其他频段上行1980MHz2110每个载频的频率为5M范围190MHzÉÏÐÐ1910MHz1930双工间隔包括High bit rate和Low bit rate3GPP并不排斥使用其他频段(1) 上下行19002025MHz(2) 美洲地区1910MHz和1930ÉÏÏÂÐÐ1910ÈçÁ½¹ú±ß½çµØÇø3GPP TSG RAN WG4正在进行这方面的研究目前共有7个Band class1980MHz/2110在我国1700¹Ì¶¨ÒµÎñºÍ¿Õ¼äÒµÎñ1996年12月对2GHz的部分地面无线电业务频率进行重新规划和调整即公众蜂窝移动通信1.9MHz的频段和无线接入的频段均占用了IMT因此为了促使运营生产等部门积极发展第三代移动通信系统必须随着技术做好IMT-2000频段的规划调整工作ITU1850190019502000205021002150220022501980 MHz2025 MHz2010 MHz IMT 20002110 MHzChinaMSS MSS 1920 MHzTDD图1-3 我国IMT-2000频谱占用情况IMT-2000在我国的频段分配如下一 频分双工方式1980MHz2170MHzTDD 18802010²¹³ä¹¤×÷ƵÂÊFDD17551850时分双工方式2400MHz均为主要业务ÎÀÐÇÒÆ¶¯Í¨ÐÅϵͳ¹¤×÷Ƶ¶Î2010MHz2200MHz。
WCDMA呼叫流程(1)之“开机(小区搜索)”移动台开机,需要与系统联系,首先要与某一个小区的信号取得时序同步,这种从无联系到时序同步的过程就是移动台的小区搜索。
需要先后经过时隙同步、扰码码组识别和帧同步、扰码识别(小区识别)等一些过程。
占用信道:P-SCH↓->S-SCH↓->P-CPICH↓->P-CCPCH↓手机开机后需要搜索的信息:(1)最强小区;(2)时隙边界;(3)帧边界;(4)主扰码;(5)广播信道的相关广播。
----------------------------------------------------------------------------------------背景知识:在WCDMA系统中,使用下行扰码区分不同的小区(可以复用)。
在下行物理信道上共有8192个扰码,将这8192个码分成512个组,每组有16个码,其中第一个为主扰码(共有512个主扰码),其余15个为辅扰码。
512个组每8个组成一个大组,共有64个大组(主扰码组)。
使用扰码分组是为了提高同步时的速度。
手机开机后寻找当前基站的主扰码时就可以采取分级的方法,先64个大组选1,再8个组选1,这样就能很快知道接入的扇区的主扰码是什么了。
----------------------------------------------------------------------------------------第一步:选择小区和时隙同步手机首先搜索主同步信道(P-SCH)的主同步码(PSC),与信号最强的基站取得时隙同步。
P-SCH在每个时隙的前256个码片时间内发射全网唯一的主同步码,主同步码具有非周期性自相关的特性。
P-SCH无扩频操作、无信道化编码操作,手机可以通过P-SCH判断WCDMA小区,从而实现时隙同步。
第二步:帧同步和确定扰码组接收主同步信道(P-SCH)上的主同步码PSC后,再接收辅同步信道(S-SCH)上的辅同步码(SSC),共有16个,因为一个无线帧只有15个时隙,只用16个中间的15个。
WEB管理系统用户指南BDCOM WAP2100-M22-WCDMA配置手册文档版本:V1.0.0一、手册简介1.1 目的本手册用于指导用户通过WEB浏览器对智能商业AP网关产品进行快速配置。
1.2 修订记录版本修订内容修订者时间V1.0 初稿1.3 BDCOM WAP2100-M22系列介绍BDCOM WAP2100-M22有3种机型,区别在与内置模块不同,分别为BDCOM WAP2100-M22-WCDMA(内置U6300模块)、BDCOMWAP2100-M22-CDMA2000(内置C5300模块)和BDCOM WAP2100-M22-LTE (内置U8300C模块)。
U6300模块仅支持WCDMA制式,国内使用时,只支持联通3G SIM卡;C5300模块仅支持CDMA2000制式,国内使用时,只支持电信3G SIM卡;U8300C模块支持FDD-LTE/TDD-LTE/TD-SCDMA/WCDMA/CDMA2000,国内使用的话,支持三大运营商3G 4G网络,具体使用哪种网络服务,依赖于SIM卡支持哪种网络。
二、硬件连接车载AP:WAN侧通过外置天线连接3G/LTE网络,LAN/WLAN侧接入终端,进行管理车载AP或连接外网。
三、WEB登录/注销3.1 概述设备提供了WEB网管功能,便于用户通过WEB接口直观地管理和维护设备。
如图3.1所示。
图3-1 WEB网管运行环境3.2 浏览器支持目前浏览器支持:IE7.0及以上Mozilla Firefox 22.0及以上Google Chrome 27.0及以上3.3 WEB登录默认WEB网管地址为<192.168.1.1/24>,默认用户名:<root>,默认密码:<bdinside>,登录方法如下:●管理PC与商业AP/网关的以太网络端口通过网络线相连。
●修改PC的IP地址(与商业AP/网关同网段),并确认与商业AP/网关互通,如<192.168.1.2/24>。
1、CS起呼流程电路交换业务起呼流程主要有以下几个基本过程:第一步,建立RRC连接。
起呼时,首先由UE的RRC接收到非接入层的请求发送RRC 连接建立请求消息给UTRAN,在该消息中包含被叫UE号码,业务类型等等。
UTRAN接收到该消息后,根据网络情况分配无线资源,并在RRC CONNECTION SETUP消息中发送给UE,UE将根据消息配置各协议层参数,同时返回确认消息。
RRC连接建立有两种情况:公共信道上的RRC连接建立和专用信道上的RRC连接建立。
两者的区别在于RRC连接使用的传输信道不同,因而连接建立的流程有所区别。
公共信道上的RRC连接建立专用信道上的RRC连接建立第二步,Iu信令连接的建立。
在RRC连接建立后,UE将向CN发送业务请求。
此时UE 的RRC发送INITIAL DIRECT TRANSFER消息,在该消息中包含非接入层的信息(CM SERVICE REQUEST)。
RNC接收到该消息后,RNC的RANAP发送INITIAL UE MESSAGE,将UE的非接入层消息透明转发给CN,在该消息发送的同时建立Iu信令连接。
在Iu信令连接建立后,UE 和CN之间的非接入层消息传输使用DOWNLINK DIRECT TRANSFER和UPLINK DIRECT TRANSFER消息进行。
具体流程如下图所示:第三步,鉴权。
Iu信令连接建立后,CN需要对UE进行鉴权。
鉴权是非接入层功能,在UTRAN中透明传输。
具体操作见第二步的流程中3-6消息内容。
第四步,RAB的建立。
UE业务请求被网络接收后,CN将根据业务情况分配无线接入承载(RAB)。
同时在空中接口将建立相应的无线承载(RB)。
需要注意的是,4-8条消息若在RRC连接建立中建立了无线链路,则需要进行上述无线链路的重配置过程,若在RRC连接中没有建立无线链路,即建立了公共信道上的RRC连接时,则在此应进行无线链路建立的过程。
第五步,等待应答。