3、UMTS的基本概念和工具
    （UM10 3-26～3-27）
    UMTS的协议：从总体上来看被分成二个层面，称为接入层面（Access Stratum）和非接入层面（Non-Access Stratum）。其中，接入层面协议是随选择不同接入网的类型而发生变化的协议，如选择的是UTRAN时，接入层面的协议模型只适用于UTRAN网络。对于非接入层面，不管底层的接入协议发生怎样的变化，上层的非接入层面的协议是统一的，不发生变化。上下层协议的不相关联性使得将来接入系统发生的任何变化，上层应用软件包都不会发生变化。如上层协议的RANAP属于非接入层面，不管下层如何变化，上层都会按RANAP协议的消息格式来发送。接入层面向上会涉及到层3（Layer3）的一部分，包括物理层（Layer1）、MAC/RLC层（Layer2）及RRC层（Layer3)的部分，层3再向上的高层如CC、MM等则属于非接入层协议。
    登记区、位置区和路由区：位置区和路由区的概念和GSM及GPRS中的概念完全一致，MSC负责位置区的管理、SGSN负责路由区的管理，二者均要表明的是在当前系统中移动台当前的位置。位置区和路由区是人为划分的，可能是多个小区的组合，通过一定的标识符加以标识，位置区LA（Location Area）的标识符是LAI，路由区RA（Routing Area）的标识符是RAI，RA是包含在LA内的。LAI由MCC、MNC和LAC组成、而RAI由MCC、MNC、LAC和RAC组成，所以RA应小于等于LA。在网络初期，RA和LA的区域应相等。移动台在作话音呼叫时，跨位置区移动将发生位置区更新；在数据呼叫时，跨路由区移动时将发生路由区的更新过程。系统寻呼时，寻呼过程是在位置区内或路由区内发生寻呼的。小区（cell）是移动台可以识别的当前在系统中所能驻扎的最小单位，小区可以是扇区（Sector）的概念也可以不是。服务区（Serivce Area）是移动台所能获得业务提供的最大区域范围。UMTS登记区（URA）的概念只出现在移动性状态管理中，与LA和RA没有关系。在UMTS中移动台进入休眠状态时，会选择一个URA或一个小区内，进入URA-PCH状态进行休眠，取决于移动性管理的当前状态。事实上，系统关心的通信过程还是LA和RA的更新过程。
UMTS的USIM卡上包含了与用户有关的信息，包括IMSI、MSISDN、密钥、服务列表和临时识别符（动态数据）等。
    ATM模式：在接入网内部以及接入网与核心网之间端口上，现网初期的底层都选择了ATM作为承载。ATM承载选择时，必须根据不同的业务信息选择合适的ATM适配层。作为ATM基本的协议层来说，是四层协议模型，上层是用户层又称为应用层，对应用层来说要选择适合的ATM适配层，进行分段或重整，将它分割成固定信元――53字节信元方式，最终在物理层上传递。对ATM协议来说，AAL层的适配非常重要。在规范中对根据不同的业务将ATM的适配分成了四类，第一类称为CBR（恒定比特速率业务），在通信过程中占用唯一的固定带宽，无峰值速率和最低保证速率；第二类VBR（可变比特速率业务），分成二类，实时性和非实时性的VBR，也就是对时延比较敏感的VBR业务和对块差错率比较敏感的非实时性VBR；此外，还有ABR（可用比特速率业务）和UBR（不指明比特速率业务）二种。在UMTS中的业务基本上都归为VBR类业务，无论是话音业务还是数据业务，速率都变成了可变，如话音的AMR技术应用，使话音也成为VBR类业务。在选择合适适配层时，ATM提供了四种适配层，分别是AAL1、AAL2、AAL3/4和AAL5。其中AAL1主要适用于CBR业务，AAL2是效率最高的，适用于VBR业务的适配，而AAL5是AAL3/4的简化版，一般来说看不到AAL3/4的应用，在数据网络中比较常用的是AAL5的应用。
    在UMTS的各个端口上，由于传送信息的不同，特性各不一样，也会选择不同的适配。在空中接口（Uu）上，主要传送二类信息――控制类和业务类信息，基站接受到空中接口上的信息之后，由于基站只涉及到物理层，所以基站无法区分这二类信息，它只完成基带信号逆处理，之后将信号送往RNC。所以对于基站来说，空中接口上在专用的物理信道上传递的控制和业务信息都是一样的，不会加以区别和区分。移动台和RNC或移动台和核心网之间的上层透明对话的信令消息，对基站来说都是透明通过。这二类信息在Iub接口选择的是AAL2的适配（适用于实时性的业务）。值得注意的是所说的信令消息指的是来自射频部分的信令消息，是移动台和RNC及核心网之间上层应用信令消息的对话。基站只关注物理层信息，包括Layer1的控制信息，基站对此类信息将直接应答和响应。在Iub接口上，基站和RNC之间也要进行对话，如一个随机接入请求送往RNC，RNC对移动台接入应答时，首先要激活基站的无线资源，这时RNC与基站之间就要发生对话；又如做闭环功率控制时，RNC向基站设置相应目标值，这些信息的传递也属于RNC和基站间的对话。在Iub接口上，用于基站和RNC之间对话的信令消息（NBAP消息）将选择AAL5适配。所以在Iub接口上，从无线接口上过来的二类信息适配到AAL2，送往RNC；作为基站和RNC之间的信令对话，NBAP协议对话的信令消息将选择AAL5的适配。RNC将对不同适配层的信令消息作出响应，NBAP协议到达RNC就终结了，对于无线接口上的消息RNC未必会作出直接的响应，如无线连接已经完成，移动台发送呼叫建立消息，该消息透明通过RNC，与核心网之间对话。空中接口上AAL2适配的ATM信元到达RNC后，RNC要有相应的板卡区分空中接口上的信令和业务信息，即由RNC完成解包过程，并对不同的业务重新选择适配。RNC面向Iu CS传递消息时，话音消息（Voice）选择AAL2适配，信令（RANAP协议）消息选择AAL5适配，送往CS域。面向Iu PS的消息，无论是分组数据还是信令都将选择AAL5的适配，与SGSN对话。Data信息从原来的AAL2适配经过RNC后转换成AAL5的适配，送往PS域。在Iur端口上，只有触发了软切换功能，才会有信息的传递。在软切换过程中，从空中接口上传送的二路信息，经过各自的基站送往各自的RNC，再由目标RNC送往服务RNC，所以在Iur接口上传递的第一类消息是射频接口送来的消息。目标RNC对射频消息不作任何处理，只有服务RNC才会对移动台的请求作出响应。所以射频上的适配仍然是AAL2，对服务RNC来说只是增加了一条无线通路。而二个RNC之间信令的对话消息，如服务RNC命令目标RNC分配无线资源等，称为RNSAP消息，将选择AAL5适配。在接入层面，还有一个位于传输层称为ALCAP的协议（网络内部协议）。作为一个专门的信令协议，它主要完成AAL2承载的建立、分配、释放和维护等功能。AAL2提供的是面向连接的业务，所以在传送信息之前要事先建立AAL2的承载。在Iub、Iur及Iu CS接口上，在实现AAL2信息传递之前，必须先有ALCAP的信令来完成AAL2承载的建立。这种ALCAP消息本身选择的是AAL5适配。
    ATM交换基本原理：ATM交换分成二种类型，即VP虚通路交换和VC虚信道交换。VP交换属于骨干网节点的ATM交换所能承担的功能，可以理解为路由交换，由一条路由选择交换到另一条路由，对于路径上业务承载的通路，不会发生任何变化，所以VC25经过VP交换后还是VC25。VC交换一般都是在端设备上，用户端设备或接入层面上，当面对一项具体业务通信时，一定是对应到VC交换上，如原来的VC25交换到另一端的VC27等。ATM骨干网在构成时，核心骨干网节点上是VP交换；边缘网节点上是VC交换。目前，在网络中选择的还是PVC通信方式，SVC实现起来有一定困难。PVC方式是在系统工作之前，通过OMC平台，事先做数据底层配置时将定义好VC之间的关系。
    Qos属性：在规范中，将用户的业务分成四类，第一类称为会话类业务（Conversationnal），包括话音（Voice）、视频（Video）；第二类称为交互类业务（Interactive）；第三类称为流业务（Streaming），如下载电影以及大部分数据业务；第四类称为背景业务（Background），如WAP、E-mail、传真等。由于四类业务在Qos属性参数上的要求上各不一样，所以导致它们在使用无线信道资源的不同。Qos参数包括：
    传播时延（Delay）――由传输引起的时延；
    可变时延累计（Delay Variation）――由于存储转发，拥塞管理，流量控制引起的可变时延；
    吞吐量（Throughput）――数据包的流量，如64Kbps，128Kbps等，吞吐量的描述分成峰值速率和保证速率，来区分不同的业务等级；
    包丢失率（Packet loss Rate）――一般体现为BLER指标，块差错率的直接体现是空中接口上的Ec/Io，二者有直接的影响。Ec/Io越低，BLER就越高，Ec/Io在空中接口上将作为重要的门限而存在；

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