最新移动通信系统探析

姚　瑞

摘 要：新一代移动通信系统将能提供语音、数据、视频等多媒体业务。分析了现有UTRAN的缺点，提出了UTRAN的演进方向。

关键词：移动通信系统；UTRAN；RNC

1 现有UTRAN的缺点

(1)Iub接口帧协议同步和无线帧调度。Iub口的FP帧传送DCH和CCH信道的TBS，Iur接口FP帧传送DCH的TBS和CCH的SDU。在Iub/Iur FP帧的传送中，引入的延迟和延迟抖动。为了控制延迟和延迟抖动，采用发送DL/UL Synchronization和Timing Adjustment等方法。

但是目前延迟和延迟抖动的控制和用户的业务无关，这样即使在业务可以忍受高延迟的情况下，Iub接口的延迟/延迟抖动控制也很严格，限制了Iub/Iur口的带宽利用率的提高。

在Iub/Iur的传输承载使用前，必须经过DL/UL Synchronization过程，这样增加了呼叫建立过程的时延。

(2)RLC层重传。目前的第三代移动通信系统结构中，RLC层在SRNC实现，这样Iub/Iur的传输时延造成了RLC层重传时延的加大。HSDPA将部分重传机制在Node B侧实现，提供了NRT高速下行，但是对RLC层的重传机制没有改进。

(3)外环功控。目前外环功控在SRNC实现，外环功率的控制帧在Iur/Iub上传送，这样外环SIRtaget的调整速度也受到Iur/Iub时延的影响。

(4)RRC和NBAP过程。在有关同步重配置的过程中，需要UTRAN和UE在某一CFN时刻同时启用新配置。在通知给UE的命令中，由于RRC信令消息量较大，且信令信道速率低(1.7/3.4/13.6)，以及有可能存在SRNC到UE重传，因此存在信令交互时间。RNC需要NBAP过程启动Node B侧的新配置，NBAP交互需要时间。因此在确定激活时间时，需要考虑到这两个过程的完成时间，使得过程变慢，影响了UTRAN侧的性能。

(5)RNC的抗毁性。由于UTRAN以RNC为中心节点，RNC功能过于强大，因此当RNC瘫痪后，直接造成相关区域内不能提供业务。

2 UTRAN的演进方向

2.1 功能在Node B/RNC重新划分的演进方向

将RNC侧的功能下放到Node B，Node B升级为Node B+；1个RNC转变为一组RNG。Iub口消失，Iur接口变为Node B+之间的接口。

在这种演进方向中，RNG和Node B的功能各有不同。

(1)RNG控制面承载如下功能：

①信令网关功能。当UE在Node B+间切换时，作为RANAP连接的锚点(保持不动)。终结部分RANAP信令连接：信令连接的建立与释放；无连接消息的解释；无连接RANAP消息的处理；中继寻呼到相关Node B+；②在Node B+之间重定位时，充当CN角色；③用户面控制④dNode B+以及R99/4/5RNC的Iur信令网关；RNG业务面承载如下功能：

①在重定位过程中，用户面业务流的切换；②在Node B+和SGSN之间中继GTP包；③用户面Iur接口的互操作。(2)Node B+终结所有的无线协议(L1/L2/L3)。

Node B控制面功能：

①a控制UE；②b终结RANAP连接，处理面向连接的RANAP协议；③c控制/终结 RRC连接；④d控制相关用户面连接初始化；Node B用户面功能：

①PDCP/RLC/MAC的功能；②宏分集功能(TD-SCDMA系统不需要)。

2.2 RNC功能划分为RCS/UPS的演进方向

在这种演进方向中，将RNC划分为处理用户面的UPS、处理控制面的RCS两部分。Node B的功能保持不变。Iur-C/Iu-C终结在RCS，Iur-U/Iu-U终结在UPS。RCS和UPS之间的控制接口为Iui。

(1)RCS的功能：

①无线资源管理；②UE的确认/定位；③移动性管理；④呼叫控制/会话管理；⑤完整性，安全，鉴权；⑥用户面控制。

(2)UPS的功能：

①根据要求的Qos，传递用户数据；②根据RCS的命令，完成无线承载到逻辑信道、传输信道的映射。

2.3 智能Node B/RAN Server的演进方向

结合前面的两个方案，提出一种新方案。

Node B承载了用户面的功能，变为智能Node B，RNC仅承载控制面功能，变为RAN Server。从CN网来的控制流终结在RAN Server，而从CN网来的业务流终结在智能Node B。

(1)RAN Server的功能：除了取消了用户面处理外，RAN Server的功能同以前的RNC功能类似。RAN Server通过Iui接口控制着小范围的移动性管理(寻呼、智能NodeB之间的重定位等)

(2)智能Node B的功能：在前Node B的基础上，增加了前RNC具有的用户面功能、小区相关的无线资源管理。