資料編碼 產品名稱 使用對象 產品版本 編寫部門 資料版本 劃 優化 擬 制： 日 期： 審 核： 日 期： 審 核： 日 期： 批 準： 日 期： 華 為 技 術 有 限 公 司 版權所有 侵權必究 錄 第 1 章 本原理 .述 . 4 準和業務的發展 . 4 技術優勢和局限 . 5 網絡體系結構 . 6 體結構 3. 6 輯體系結構 . 7 絡主要實體 . 8 絡協議平臺 . 11 據傳輸協議平臺 . 11 令協議平臺 . 12 絡接口協議 . 15 m 接口 . 15 b 接口 . 21 n 接口 /口 . 23 他主要接口 . 25 管理控制功能 . 26 務內容及業務質量 . 26 載業務 . 26 補充業務 . 27 務的具體應用 . 28 電路交換業務的關系 . 29 業務質量 . 30 號計劃及作用 . 34 . 35 . 35 . 35 址和類型 . 37 道標識符） . 37 由區識別） . 37 區標識 . 38 址和編號 . 38 入點名） . 38 實體信息存儲 . 39 . 39 S . 40 . 41 . 41 中繼 (. 42 中繼概念 . 42 中繼的幀結構 . 43 中繼工作原理 . 44 塞控制 . 45 中繼技術特點 . 46 中繼在 b 接口的應用 . 46 組數據傳輸示例 . 47 4 第 1章 本原理 述 通用分組無線業務的簡稱。 。 范實現的內容之一，能提供比現有 s 更高的數據率。 用與 帶寬度、突發結構、無線調制標準、跳頻 規則以及相同的 結構 ，具有充分利用現有的網絡、資源利用率高、始終在線、傳輸速率高、資費合理等特點。 準和業務的發展 歐洲最早是在 1993 年就提出了在 上開通 務， 1997 年 10 月份 1999 年底完成 工作。 標準分 3 個階段，這 3 個階段分別制訂了 18 個新的標準并對幾十個現有標準進行修訂，以實現 1出了這 3 個階段。 表 1標準的 3 個階段 階段 1 階段 2 階段 3 主要修改標準 務描述 統描述和網絡結構 議 密要求 ,法 ,合法監聽 等 安全方面 閑模式程序 07 統和時間安排信息 層 3移動性管理 05 系列 無線接口物理層 和結構改變 加 S 測試 試 &M 線接口描述 務 對多點 務 對多點 戶互通 b 層 1 b 層網絡業務 口 b 層 2 b 層 3 n&口 部網路互通 3G 邁進的一個重要步驟，根據 展的建議，試驗到投入商用后，分為兩個發展階段，第一階段可以向用戶提供 5 電子郵件、因特網瀏覽等數據業務；第二階段是 稱 從移動通信市場的走勢來看，國外移動通信運營商已開始涉及多媒體服務的領域，使用戶可以用手機在股票市場上進行交易，辦理銀行轉賬業務等。 2000年 12 月 21 日，中國移 動通信集團公司在京宣布：正式啟動稱為 移動夢網 的絡建設。截止目前，中國移動已經完成了 期工程的建設，在全國多個城市商用。 技術優勢和局限 1 技術優勢 入了分組交換的傳輸模式，使得原來采用電路交換模式的 輸數據方式發生了根本性的變化，具有以下的技術優勢。 1) 資源利用率高 按電路交換模式來說，在整個連接期內，用戶無論是否傳送數據都將獨自占有無線信道。而對于分組交換模式，用戶只有在發送或接收數據期間才占用資源，這意味著多個用戶可高效率地共享同一無線信道，從 而提高了資源的利用率 2) 傳輸速率高 15高值為 s，不包括 而電路交換數據業務速率為每秒 此電路交換數據業務 (簡稱 關系就象是 和 56K 貓的區別一樣，這意味著通過便攜式電腦， 戶能和 時也使一些對傳輸速率敏感的移動多媒體應用成為可能 ! 3) 永遠在線 有 永遠在線 的特點，即用戶隨時與網絡保持聯系。用戶訪問互聯網時，手機就在無線信道上發送和接 受數據，沒有數據傳送時，手機就進入一種 準休眠 狀態，手機釋放所用的無線頻道給其他用戶使用，這時網絡與用戶之間還保持一種邏輯上的連接，當用戶再次點擊，手機立即向網絡請求無線頻道用來傳送數據，而不象普通撥號上網那樣斷線后還得重新撥號才能上網沖浪。 4) 接入時間短 分組交換接入時間縮短為少于 1 秒，能提供快速即時的連接，可大幅度提高一些事務（如信用卡核對、遠程監控等）的效率，并可使已有的 用（如 頁瀏覽等）操作更加便捷、流暢。 6 2 局限 相對于現在的非語音數據服務， 幅 提高了頻譜的利用和開發，是一種重要的移動數據服務。但仍存在一些限制，如： 1）實際傳輸速度比理論低得多： 達到理論上的最高傳輸速度 條件是，只一個用戶占用全部八個時隙并且沒有任何錯誤保護程序。現實中，營運商不可能允許單個 戶占用全部時隙。另外， 端時隙支持能力受很大局限。因此，理論上最大速度要考慮到現實環境的約束而重新檢驗。 2）終端不支持無線終止功能： 啟用 務時，用戶確認就服務內容的流量支付費用。用戶就要為不想收取的垃圾內容付費。 端是否支持無線 終止，威脅 應用和市場開拓。 3）調制方式不是最優： 調制技術。 允許無線接口有更高的比特率。 8 用于 4）傳輸延遲： 組通過不同的方向發送數據，最終達到相同的目的地，那么數據在通過無線鏈路傳輸的過程中就可能發生一個或幾個分組數據丟失或出錯的情況。 網絡體系結構 體結構 3 在 統時， 統中的絕大部分部件都不需要作硬件改動，只需作軟件升級。構成 統的方法是： (1) 在 個主要組件： 務支持結點 ( 關支持結點 (分組控制單元 ( (2) 對 體結構如圖 1示： 7 圖 1統結構 圖中，筆記本電腦通過串行或無線 方式連接到 窩電話上； 窩電話與基站通信，但與電路交換式數據呼叫不同， 組是從基站發送到 務支持節點 (而不是通過移動交換中心 (接到語音網絡上。 關支持節點 (行通信； 分組數據進行相應的處理，再發送到目的網絡，如因特網或 絡。 來自因特網標識有移動臺地址的 ，由 轉發到 而傳送到移動臺上。 輯體系結構 從邏輯上來說， 過在 絡結構中增添 實現。由于增加了這些網絡節點，需要命名新的接口。圖 1明了 輯體系結構。 圖 1輯體系結構 8 表 1出了 系結構中的接口。 表 1系結構中的接口 接口 說明 R 是移動終端 如手機 )和 筆記本電腦 )之間的參考點。 間的接口 間的接口 間的接口， 間的接口 外部分組數據之間的 接口 部 、 接口 不同 的 間采用的接口 間的接口 間的接口 間的接口 S 與 絡側的接口 絡主要實體 絡主要實體包括 動臺 組控制單元 持節點 費網關 緣網關 名服務器、 務器等。 1. 動臺（ 動臺 以由 T 兩部分組成： 端設備）和 動終端）。當 S 就是一個集成的移動終端 ( 據移動臺和網絡的能力不同，而分為以下 3 類： A 類 動臺：可同時連接到 統，能在 2 個系統中同時激活、收聽系統消息，能同時進行分組交換業務和電路交換業務。 B 類 動臺：可同時附著在 絡和 絡上，可提供 務，但不能同時進行電路交換和分組交換業務。 當 B 類 務期間，如果有一個電路交換呼叫接入， 起”通知， 到通知后，就“掛起”（臨時中斷） 的連接，電路交換完成后， 給 復”通知， 恢復連接。 C 類 動臺：不能同時附著在 絡和 絡上，只能通過手工操作切換業務。 2分組控制單元（ 增加的一個處理單元，主要完成 的分組業務處理和分組無線信道資源的管理，目前 ，分別集成在基站，者以獨立設備存在，如圖 1示。華為 用 C 種組網方式。 C C S B S C G S S B S C G S S B S C G S b i 網方式 3 持節點（ 支持節點 絡中最重要的網絡節點，包含了支持需的功能。在一個 供業務的節點 (即 口由 。在激活 務時， 立起一個移動性管理環境，包含關于這個移動終端 (移動性和安全性方面的信息。 主要作用就是記錄移動臺的當前位置信息，并且在移動臺和 s 接口向 送定位信息，并可以經 口接收來自 尋呼請求。 10 絡與外部 連的網關。它可以和多種不同的數據網絡連接，如 由器。 中的 組數據包進行協議轉換，從而可以把這些分組數據包傳送到遠端的 P 或 絡。 址被分組數據網 接入。它存儲屬于這個節點的 務用戶的路由信息，并根據該信息將 c 接口從 詢該移動用戶當前的地址信息。 可以在不同的物理節點上分別實現。它們都應有 由功能，并能與 由器相連。當 過 口互聯。 4計費網關（ 要完成從各 話單收集、合并、預處理工作，并完成同計費中心之間的通信接口。在 有這樣一個設備， 戶一次上網過程的話單會從多個網元實體中產生，而且每一個網元設備中都會產生多張話單。引入 目的就在話單送往計費中心之前對話單進行合并與預處理，以減少計費中心的負擔；同時 樣的網元設備也不需要實現同計費中心的接口功能。 5 務器 在非透明接入的時候，需要對用戶的身份進行認證， 務器（ n 程授權撥入用戶服務服務器）上存儲有用戶的認證、授權信息 。 該功能實體并非 專有的設備實體。 6 名服務器 絡中存在兩種域名服務器，一種是 要功能是對外部網的域名進行解析，其作用完全等同于固定 絡上的普通 一種是 干網上的 作用主要有兩點：其一是在 下文激活過程中根據確定的 析出P 地址，另一是在 的路由區更新過程中，根據舊的路由區號碼，解析出老的 P 地址。 該功能實體并非 專有的 設備實體 。 7邊緣網關（ 實際上就是一個路由器，主要完成分屬不同 絡的 及安全性管理功能。該功能實體并非 專有的設備實體。 11 絡協議平臺 和 現出了分組交換和分組傳輸的特點，即數據和信令是基于統一的傳輸平面，在數據傳輸所經過的幾個接口，傳輸層（ 下的協議結構對于數據和信令是相同的。而在 據和信令只是在物理層上相同。 據傳輸協議平臺 傳輸協議平臺提供用戶信息的傳遞，主要由 分別構成 絡各段的傳輸模式。 R e l a yN e t w o r kS e r v i c PA p p l i c a t i o / X . 2 5S N D C M R D C S G b i M R S G b i sR e l a / X . 2 5b S S S G S N G G S NN e t w o r kS e r v i c P /T C P /T C 輸協議平臺 對其中的功能實體說明如下： 1 道協議。在傳輸平臺， 用 對 了規范。 2 輸層協議，建立端到端連接的可靠鏈路， 有保護和流量控制功能，確保數據傳輸的準確， 向連接的協議。 是面向非連接的協議， 提供錯誤恢復能力，也不關心是否已正確接收了報文，只充當數據報的發送者和接收者。 3 絡層協議。用 以用戶數據和控制信令的選路。 4 據鏈路層協議，可采用一般以太網協議。 5 理層。 6 據鏈路層協議，采用幀中繼方式。 7 站系統協議，該層包含了網絡層和一部分傳輸層功能，主要解釋路由信息和服務質量信息。 行了規范。 12 8 輸層協議，提供端到端的可靠無差錯的邏輯數據鏈路。 一種基于高速數據鏈路規程 無線鏈路協議，能夠提供高可靠的加密邏輯鏈路。 負 責從高層 的 據單元上形成 址、幀字段，從而生成完整的 。另外， 以實現一點對多點的尋址和數據幀的重發控制，并可支持多種 時登記。 行了規范。 9 行用戶數據的分段、壓縮功能等。 有說明。 10. 無線鏈路控制 (介質訪問控制 (該層提供無線鏈路控制功能和媒體接入控制功能， 可支持 提供一條獨立于無線解決方案的可靠鏈路。 的主 要作用是定義和分配空中接口的 輯信道，使得這些信道能被不同的移動臺共享。 將 映射到 行了規范。 11. F 口的物理層為射頻接口部分，而邏輯鏈路層則負責提供空中接口的各種邏輯信道。 中接口的載頻帶寬為 200個載頻分為 8 個物理信道。 令協議平臺 信令協議平臺描述了信令傳輸的層次結構，包括用于控制和支持傳輸平臺的協議。信令協議平臺按其應用可以分為 7 個種類。圖 1圖 1別表示了這七種 信令協議平臺。 表 1令平面實現功能 13 圖 1間信令協議平臺 信令平面分類 實現功能 M 是指 動性管理和會話管理，如 務連接、 務斷開。安全、路由區更新、定位更新、 境激活、 境去活等。 用 議實現鑒權、登記、移動性管理及短消息等功能 用 )協議實現聯合的移動性管理、尋呼等功能，使用 送 用 議來傳送骨干網的相關信令消息，利用下層的 定了移動臺 入 絡的隧道機制和管理協議要求 改和刪除隧道功能。 常有兩種可供選擇的信令路徑實現方法。如果在 安裝有 口，就可以使用基于 令；如果在 沒有安裝 口，與 同一 的任一具備 口的 能用作一個 用基于 令 . F 1F 3S m 314 圖 1 間的信令協議平臺 圖 1 間的信令協議平臺 圖 1 間的信令協議平臺 圖 1 間基于 信令 協議平臺 15 圖 1 間基于 信令協議平臺 絡接口協議 口 無線接口 以用圖 1物理鏈路、無線鏈路控制 /媒體接入控制 (邏輯鏈路控制 (子網依賴匯聚層 (個層次。 圖 11物理層 物理層分為物理 和物理鏈路層兩個 子層。物理 執行物理波形的調制和解調功能，把物理鏈路層收到的比特序列調制成波形，或把接收的波形解調成物理鏈路層所需要的比特序列。 物理 由 列標準定義，包括如下的內容：載波頻率的特點和道結構；發送波形的調制方式和 道的數據速； 發射機和接收機的特性及其要求。 物理鏈路層提供在 網絡之間的物理信道上進行信息傳輸的服務。 16 （ 1）前向糾錯編碼、檢測和糾正發送的碼字并提供錯誤碼字的指示、塊交織、在 的連續四個突發上進行正交交織。 （ 2） 括接收信號質量 和電平，測量時間提前量，物理鏈路層擁塞檢測。 （ 3）無線管理功能，包括小區選擇和重選的過程；發射機的功率控制過程； 電池功率管理過程，例如非連續接收 (程。 2數據鏈路層 包括 個子層。 的功能定義了多個 理信道 過程。其提供了上行鏈路對多個 競爭仲裁過程、沖突避免、檢測和恢復方法。下行鏈路是從網絡到多個 傳輸，不需要競爭裁決。 功能還允許單個的 行地使用幾個物理信道。 功能主要負責： （ 1）提供在上行和下行鏈 路高效的數據和信令的復用功能，復用的控制留給網絡端。在下行鏈路，復用根據調度機制來控制；在上行鏈路，復用通過分配媒體到單個用戶來控制。 （ 2）對于移動發起的信道接入，進行信道接入嘗試間的爭強裁決，包括沖突的檢測和恢復。 （ 3）對于移動終止的信道接入，按照順序的接入嘗試分配資源。 （ 4）優先級處理。 能定義了選擇性重傳未成功發送的 據塊的過程。 能提供了非確認和確認兩種操作模式。 線鏈路控制）層主要負責 的拆分和組裝 ，它運用一種滑動窗口協議，采用確認或非確認模式在對等層之間傳送數據。 動窗口大小為 64。華為公司 的確認和非確認兩種模式，能根據 請求信息指定上行數據傳送的 據下行 式。 (當采用確認模式， 時塊流）的每個發送的數據塊都需要得到對方的確認，否則要重傳，直到所有數據都傳送完畢并得到對方確認才可釋放 采用非確認模式時，傳送的數據塊無需得到對方確認，丟失或傳送錯 誤的數據塊以填充比特代替，數據傳送完畢即可釋放) 線塊結構： 17 無線資源分配和無線傳輸以無線塊（ 基本單位， 是由 頭、 據塊（或 制塊）組成，一般情況下包括 4個正常的突發，每一個無線塊是由 4 個連續的 組成， 傳輸數據和控制信息有不同的無線塊結構，如圖 1示。 圖 1無線塊結構 其中控制塊由于包含資源分配信息（在 處理）和協議 息（在 處理），因此混稱為“ 制塊”。 一個無線塊承載 456比特的信息（由于一個 14個比特的信息），包括數據信息和編碼信息。信道編碼為無線傳輸提供糾錯和檢錯的機制。分組數據信道定義了 4 種分組數據編碼方案， 碼方案越高，糾錯能力越脆 弱。包含 據塊的 可以使用四種信道編碼方案 編碼，但是使用 碼的無線塊不包含保留部分。 制塊必須使用 碼。 無線塊幾個重要的相關概念： 時塊流 (它是 無線資源管理實體實體之間的一種物理連接，用于 由一些載有一個或者多個 組成的， 有在數據傳送過程中才存在。 時流標志 (它是 標志，當不同的數據流共享相同的資源時候就需要分配不同的 示區別。每一個臨時塊流都分配了一個 個無線塊都包含一個 在此 用的 ，被分配的 同的 據傳送方向唯一標志。 值范圍為 031。 行鏈路狀態標志 (它用于動態分配 模式下控制多個 用無線信道。在 常為 4 個連續的突發 脈沖）。 所有下行鏈路的無線塊中發送，用來指示同一時隙下一個上行無線塊的使用者。 三位比特，可以表示 8 種狀態，它可用 18 于上行鏈路的復用：即 8 個 依據 現在上行信道上同一時隙內的復用，網絡通過改變 來動態調整分配給某個 上行無線資源。但在 ， 值只能為 111，用以表示相應的上行無線塊包含 媒體接入模式： 支持三種媒體接入模式：動態分配、擴展動態分配和固定分配。 其中，支持所有網絡都支持動態媒體接入模式和固定接入模式，擴展動態媒體接入模式是可選的。 該支持動態媒體接入模式和固定媒體接入模式。 固定分配 用的無線塊由 先分配好，若無線塊使用完畢但還有數據需要傳送，則需由 動態分配 用的無線塊是由 配幾個無線信道及每個無線信道對應的 行鏈路狀態標志）值， ，如果 該值與指配的 同，則 在相應的上行無線塊上傳送數據。 擴展動態分配 資源分配機制與動態分配一致，只是 用的時隙個數可能超過其多時隙能力。 收到其中一個信道的 后，即可在該信道以及在編號比該信道大的其他信道上傳送數據。 華為公司 統實現動態分配功能，能根據用戶配置在小區或 式。 時隙能力的滿足 多時隙能力共分 29 級，詳見 范，不同級別的 為公司 統目前支持多時隙能力1 12 級的 根據 多時隙能力、無線資源情況進行最優資源分配。 3邏輯鏈路控制層（ 輸層協議。 一種基于高速數據鏈路規程 無線鏈路協議，能夠提供高可靠的加密邏輯鏈路。 址、幀字段，從而生成完整的 。另外， 以實現一點對多點的尋址和數據幀的重發控制，并可支持多種 時登記。 行了規范。 功能模型如圖 1示。 19 S G S R S M o b i l i t y M a n a g e m e n tL o g i c a lL i n kM a n a g e m e n tE n t i t yM u l t i p l e x P r o c e d u r L 1 1S N D C G M M L L S M SL o g i c a lL i n kE n t i t P I = 7R L C / M A CL o g i c a lL i n kE n t i t P I = 1 1L o g i c a lL i n kE n t i t P I = 9L o g i c a lL i n kE n t i t P I = 5L o g i c a lL i n kE n t i t P I = 3L o g i c a lL i n kE n t i t P I = 1G R G M C / M A C l a y e C l a y e rL a y e r 3L L C