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WCDMA Iu接口协议介绍

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Iu接口概述

RANAP协议主要消息流程

Iu接口主要业务流程

Iu-CS接口的用户面协议

Iu-PS接口的用户面协议



VMSC/VLRIu-CS

GsSGSN

GMSC GGSN

BSS RNC

BTS BTS NODE B NODE B

Iu-PSAGb

Abis Iub

Uu Um

Iu接口在WCDMA系统中的位置



AAL5

RANAPSCCP

RelayRRCRLC

MACL1

RANAPSCCP

AAL5

Uu IuUE RNS MSC/

SGSN

SignallingBearer

RRCRLC

MACSignalling

Bearer

ATM

L1

ATM

SMS /GMM / MM

SMS /GMM / MM

注：Iu接口协议 RANAP以下（含），属于接入层（AS：Assess Stratum）RANAP之上（不含）属于非接入层（NAS：non-assess stratum）

ASNAS NAS

AS

Iu接口与空中Uu接口的协议转换关系



Core Network (CN)UTRAN

Node B

Node B

Node B

Node B

RNC

Iu Interface

“Iu-BC”

“Iu-CS”

BCDomain

CSDomain

PSDomain

“Iu-PS”

RNC

注：一个RNC最多存在一个Iu-PS接口，一个Iu-CS接口，但可以有多个Iu-BC接口

lu-PS与Iu-CS接口使用RANAP协议，lu-BC域使用SABP协议

Iu接口的三个作用域



Q .2150.1

Q .2630.1

R A N A P Iu U P P rotocolLayer

T ransportN etwork

Layer

Physical Layer

TransportU ser

N etw orkP lane

Contro l P lane U ser P lane

TransportU ser

N etworkP lane

Transport N etworkC ontro l P lane

R adioN etwork

Layer

A TM

SSC O P

A A L5

SSC O P

SSC F-N N I

A A L2A A L5

M TP3bM TP3b

SC C P

SSC F-N N I

CS域的Iu接口协议结构



上图中SSCF-NNI，SSCOP，AAL5 协议合称SAAL-NNI协议

Iu接口CS域的控制面采用RANAP协议，运用SCCP提供的0类与2类业务类型，与GSM的A接口功能类似

Iu接口CS域的用户面采用AAL2（ATM 2类适配层），为语音通讯提供固定的持续的比特速率（AMR语音速率）

用户面微通道的建立与释放，采用传送网络控制协议（TNCP：ITU-T Q.2630.1）

电路域信令面与用户面分离是3G比2G的一个突破

CS域的Iu接口协议结构



SSCF-NNI

SSCOP

AAL5

IP

SCTP

SCCP

SSCF-NNI

MTP3-BM3UA

RANAPIu UP Protocol

Layer

TransportNetwork

Layer

Physical Layer

TransportUser

NetworkPlane

Control Plane User Plane

TransportUser

NetworkPlane

Transport NetworkControl Plane

RadioNetwork

Layer

ATM

AAL5

IP

UDP

GTP-U

Physical Layer

ATM

PS域的Iu接口协议结构



在SCCP与AAL5两个层次之间，有两种协议方案：SAAL

+ MTP3B 和 SIGTRAN，只需使用其中的一种

由于PS呼叫的特性：数据突发性，可变的速率要求，用户面使用 AAL5（可变比特速率）来与ATM适配；由于每个呼叫不需要单独专用的微通道，PS域没有SVC的分配与释放流程，所以不需要传输网络的控制面功能

单个用户的数据包的相关性的标识，通过GTP-U协议实现（RANAP分配TEID与GTP-U联系）

PS域的Iu接口协议结构



Transport Network Layer

Radio Network Layer SABP Protocol

Layer

SA Broadcast Plane

TransportUser

Network Plane

AAL5

IP

TCP

Physical Layer

ATM

Iu-BC接口协议栈体系结构



Iu-BC接口协议栈体系结构

一个RNC可以和几个CBC相连，即可以有几个Iu-BC

域， CBC可以分别用于不同类型的消息广播（如天气预报，股票信息等）

BC域的无线网络层（RNL）协议为SABP协议（业务区广播协议），对应规范为TS25.419

SABP直接使用TCP/IP提供的服务



25.413 25.415

TransportNetwork

Layer

25.411

TransportUser

NetworkPlane

Control Plane User Plane

TransportUser

NetworkPlane

Transport NetworkControl Plane

RadioNetwork

Layer

25.412 25.414

25.419

Cell Broadcast Plane

TransportUser

NetworkPlane

Iu接口协议规范



23.930 Iu设计准则（Iu Principles）23.110 UMTS接入层业务与功能25.410 UTRAN Iu接口：总述及原则25.411 UTRAN Iu接口：UTRAN Iu 层1接口25.412 UTRAN Iu接口信令传输25.413 UTRAN Iu接口RANAP信令25.414 UTRAN Iu接口数据传输与传输信令25.415 UTRAN Iu接口用户面协议25.419 UTRAN Iu接口服务区广播协议（SABP）

Iu接口协议规范



GSM A接口与UMTS Iu接口协议比较：相同点

地位相同都是无线接入网部分（AS）与核心网部分的接口协议

层次相同都是SCCP的用户，都使用SCCP面向连接的业务和无连接业务

功能类似无连接业务：都有复位，流量控制，复位电路（资源）

面向连接：连接建立，释放，数据传递等流程

接口上的业务流程，如位置更新、呼叫、切换等流程也基本一致

RANAP与BSSAP协议比较



业务层

BSSAP RANAP

SCCP

MTP/MTP3B

BSSAP与RANAP在CN（CS域）中的位置

GSM A接口与UMTS Iu接口协议比较：相同点



用户面资源管理/指配方式不同BSSMAP协议有自己的用户面资源（电路）管理流程，如复位／阻

塞／解闭等流程；Iu接口的此类流程已经划归传输网络控制面协议处理BSSMAP协议由MSC指定A接口电路；RANAP协议中CN只是指定逻辑的

RAB ID 及其相关的QoS属性等，由RNC 最终完成Iu接口用户面资源（Path ID + CID）的指配

消息编解码方式不同A接口BSSMAP消息使用自定义的TLV消息格式；Iu接口的RANAP消息

使用ITU-T 的ASN.1 PER 编码RANAP消息长度变化范围比较大，采用ASN.1 PER编码能够有效地

节省消息占用空间，减少局间链路负荷

业务流程上的细节变化增加了 Common ID 处理流程Iu接口的迁移源侧可以主动发起迁移取消流程；而BSSMAP协议中

无此流程

RANAP与BSSAP协议比较

GSM A接口与UMTS Iu接口协议比较：不同点



Iu接口概述







从消息传送方式分，RANAP的基本过程可以分为两类：面向连接型和无连接

型。前者在Iu接口需要建立一个专用的连接，与特定的单个UE相关；后者在RNC

与CN间传送，不须建立专用连接

其中，复位（Reset）、复位资源（Reset Resource）、流量控制（Overload

Control）、寻呼（Paging）采用 SCCP 无连接业务进行传递；错误指示

（Error Indication）按具体情况决定采用无连接业务还是面向连接业务；其

它流程采用面向连接业务

面向连接的消息都是与单个UE相关的消息，如UE 的位置更新流程，呼叫流

程；无连接消息是与系统维护管理有关的消息，影响部分或所有的UE用户

RANAP无连接消息大多是可以上下行双向的（Paging消息除外），面向连接

的消息大多是单向的（Error Indicaion和 Direct Transfer消息除外）

RANAP主要消息流程概述/分类



RANAP主要消息流程概述/分类

为方便介绍，我们将RANAP消息流程分为以下几类：

Iu信令连接建立/释放/直接传输

SRNC迁移

指配/加密/寻呼协调

PS域特有流程

无连接消息流程

跟踪与位置报告



Iu信令连接建立/释放/直接传输RNC CN

SCCP: CR (Initial UE Message)

SCCP : CC

Iu Release Command

Iu Release Complete

SCCP : RLSD

SCCP : RLC

Direct Transfer

Direct Transfer 数据传送阶段

连接建立阶段

连接释放阶段

Iu Release Request



原因值CauseIu Release Command

原因值CauseIu Release Request

此 IE仅在下行方向需要。目前取值有2种: SAPI 0 对应普通呼叫业务， SAPI 3 对应于 SMS 短消息业务；

SAPI

包含 UE -- CN 间透传消息的内容，属于TS24.008协议的内容NAS-PDUDirect Transfer

RANAP协议层次的RNC 标识，与SCCP/ MTP层的信令点编码对应；Global RNC-ID

唯一标识 Iu 接口的一个处理事务，对应于 SCCP 面向连接业务的一个连接号码；

Iu SignallingConnection Identifier

层3信息（UE 直接发送给 CN 的经过 RNC 透传的消息），表明 UE 发起事务的原因：位置更新、呼叫、短消息始发、补充业务激活等

NAS-PDU

UE 当前所在业务区SAI

路由区（仅用于 PS 域）RAC

UE 当前所在的位置区LAI

表明 RNC 发来的此消息是发往 CS 域还是 PS 域，用于 CS / PS 合设（共用一个信令点）时作为区分；

CN Domain IndicatorInitial UE Message




Iu信令连接的概念：是 UE 与 CN 之间事务处理的一个标识：其生命周期起始于事务处理的开

始，终止于事务处理的结束CN也可以发起Iu连接建立（迁移的目的侧），在迁移一节专门描述

RNC发起连接建立的原因：RNC 发起连接连接，是由于收到了 UE 发起的某种事务处理请求，包括：位置更新/IMSI 分离呼叫短消息始发补充业务激活等

UE与CN间消息在Iu接口的透传机制：连接建立前：通过Initial UE Message 中的 NAS-PDU 传递连接建立后：UE与CN间的透传消息在Iu接口通过Direct Transfer消息中的NAS-PDU传递




Iu信令连接建立/释放/直接传输Iu 连接释放原因

正常情况下都是由CN主动发起Iu释放，CN主动发起Iu释放的原因：UE和CN间事务结束CN接收到了Iu Release Request消息SRNS的重定位结束

RNC只有在接入侧发生异常的情况下才会发起Iu释放请求，其主动发起 Iu释放请求的原因有：

O&M 干预非特定原因用户非活动态一致性检查失败UE产生的信令连接释放与UE的无线连接丢失

连接释放的一般步骤事务处理完毕：位置更新成功；主被叫挂机等；异常失败； Iu连接释放 SCCP连接释放



SRNS迁移

CN

Relocation Required

Relocation Command

Iu 释放/ SCCP 释放

RNC1连接已经建立

RNC2

SCCP: CR ( Relocation Request)

SCCP: CC

Relocatin Req. Ack

Relocation Detect

Relocation Complete

呼叫在目的侧继续

Iu-CS 接口迁移成功流程



诊断 IE Criticality Diagnostics

需要数据前转的RAB ID 及其相关的用户面信息RABs Subject ToData Forwarding

要被释放的 RAB ID 组RABs To BeReleased

L3 信息L3 Information

TRNC 向 SRNC 透传的消息Target RNC ToSource RNCTransparentContainer

Relocation Command

原BSS 向新BSS 透传的信息（向GSM系统切换时）Old BSS To NewBSS Information

SRNC 向 TRNC 透传的消息Source RNC ToTarget RNCTransparentContainer

MS 的级别信息3（向 GSM 系统切换时）MS Classmark 3MS 的级别信息2（向 GSM 系统切换时）MS Classmark 2目标服务区（SAI）Target ID原服务区（SAI）Source ID原因值Cause

Relocation TypeRelocation required

SRNS迁移



1、前图画的是SRNC与DRNC属于同一CN下成功切换的情况；若两者属于不同CN，则RANAP消息要经过E接口的消息传递到目标CN

2、SRNS在CN内部RNC之间的迁移，对于CN来说，就是CN与UE 之间的连接从经由RNC1转到经由RNC2，CN与RNC1的连接释放，重新建立起与RNC2的连接

SRNS迁移


http://www.qiusuo365.com SRNS迁移

迁移协调

切换源侧RNC对两条Iu信令连接的协调当RNC与CN的CS、PS各存在一个Iu信令连接时，Relocation Required消息向CS、

PS同时发出

RNC只有从CS、PS都收到了Relocation Command消息之后，才发起SRNS的切换

当RNC从其中的一条Iu信令连接上收到 Relocation Preparation Failure消息

后，RNC要主动在另外一条信令连接上发送Relocation Cancel消息

当源侧RNC主动发起Relocation Cancel消息时，应向CS、PS都要发送

切换目的侧RNC对两条Iu信令连接的协调目的侧RNC运用Relocation Request中的IMSI来协调2个Iu信令连接

目的侧RNC只有全收到 CS、PS来的 Relocation Request消息之后，才回

Relocation Requet Acknowledge 消息同时给给CN的CS、PSRNC发给CS、PS的Relocation Request Ack消息中的 IE “Target RNC to Source RNC Transparent Container ” 不应有冲突

“ Relocation Complete ” , “ Relocation Cancel ”消息，也应在2条Iu信令连接上都要发送



RNC2

Relocation Required

Relocation Prep. Failure Relocation Failure

Relocation Request

SCCP CC


RNC1 CN

连接已经建立

呼叫在源侧继续进行

迁移目的侧资源分配失败流程



迁移目的侧资源分配失败流程

1、迁移目标侧RNC资源分配失败，目标RNC向CN发起Relocation Failure消息

2、CN收到上述消息之后，向源侧RNC发起Relocation Prep. Failure 消息

3、切换目标侧的Iu连接释放掉，呼叫在源侧继续保持

SRNS迁移



RNC2

Relocation Required

Relocation Command

Relocation Request

SCCP CC Relocatin Req. Ack


RNC1 CN连接已经建立

Relocation Cancel

Relocation Cancel Ack.

呼叫在源侧继续保持

SRNS迁移

迁移源侧主动取消迁移流程



迁移源侧主动取消迁移流程

1、切换取消可以发生在切换准备（Relocation Preparation）流程的过程中，或在切换准备流程之后。也就是说，Relocation Cancel消息可以在收到CN的 Relocation Command之前发送，在CN下发Relocation Command消息之后，RNC也仍然可以发起Relocation Cancel流程

2、源侧RNC发起Relocation Required流程之后，若没有收到CN的迁移取消或迁移命令，不能连续发起第２次Relocation Required流程


http://www.qiusuo365.com 指配/加密/寻呼协调

除了前面的 2 类消息外，以下 RANAP 消息完成与呼叫过程相关的一些特别的功能，专列为一类：

RAB 指配

加密

寻呼协调


http://www.qiusuo365.com 指配/加密/寻呼协调：指配

RNC CN

RAB Assignment Request( Setup)

ERQ ( Q.2630.1消息)

ECF ( Q.2630.1 消息)

RAB Assignment Response(Setup)

Iu 接口 RAB 指配过程（建立）



RNC CN

RAB Assignment Request( Release)

REL ( Q.2630.1消息)

RLC ( Q.2630.1 消息)

RAB Assignment Response(Release)

RAB Release Request

Iu 接口 RAB 指配过程（释放）

指配/加密/寻呼协调：指配



RNC CN

Iu Release Command

REL ( Q.2630.1消息)

RLC ( Q.2630.1 消息)

Iu Release Complete

Iu接口Iu释放伴随RAB释放




AAL2信令的建立与释放流程，仅在CS域存在，PS域不需要；传输网络控制面与信令面

流程通过BindingID（含在RAB Assign. Req中，与AAL2信令的ERQ消息的IE SUGR是相同的），这样，就将同一个呼叫的用户面与信令面关联起来了

用户面资源的分配由RNC发起（CS 域）；一个RAB ID对应于一个AAL2信令连接，一个AAL2信令的连接建立/释放流程只能对应一个 RAB ID

RAB指配请求(建立)消息中实际上只含有对于用户面资源的QoS要求、用户面地址/版本等信息，真正的用户面资源由AAL2信令（TNCP：传输网络控制面）来建立

RAB指配流程（释放）消息中含有要释放的RAB ID及释放原因；此流程也同时伴随着AAL2信令的释放流程（CS域）

在异常情况下（如RNC检测到用户面资源故障，或资源被抢占），RNC也可以发起 RAB Release Request

若某个Iu信令连接上存在多个 RAB ID , 当其中的某个呼叫（对应一个RAB ID ）结束时，只要通过RAB指配流程释放其中一个RAB ID资源就可以了

如果一个Iu信令连接上只指配了一个RAB ID ，当此RAB ID释放时，可以直接用 Iu释放流程，不必使用RAB指配流程（释放）




>Cause>RAB ID

要释放的RAB 信息RABs To Be Released从UE接收的上传PDCD序列号>>UL N-PDU Sequence Number下传给UE的PDCP序列号>>DL N-PDU Sequence Number上传给GGSN的GTP-PDU序列号>>UL GTP-PDU Sequence NumberGGSN下传给UE的GTP-PDU序列号>>DL GTP-PDU Sequence Number

在RAB ID 释放后是否要报告未成功下传的数据量>>Data Volume ReportingIndication

有以下几种情况：Empty,PPP, OSP:IHOSS, IPv4,IPv6>> PDP Type Information本组 IE仅用于 PS 域>Second Setup Or Modify Item表明此RAB是否允许切换到GSM系统>>Service Handover

CS： Binding id PS： GTP TEID ，用户面以此找到对应的控制面连接信息

>>>Iu Transport AssociationCN 本端的 ATM 地址>>>Transport Layer Address传送层信息>>Transport Layer Information用户面版本：目前只支持版本1 ；>>>UP Mode Versions用户面模式：支持模式或透明模式>>>User Plane Mode

>>User Plane InformationRAB QoS参数, 用来指示RNC选择合适的用户面资源>>RAB Parameters仅在RAB Modify 使用>>NAS Synchronisation IndicatorRAB标识>>RAB ID最先建立或修改的 RAB信息>First Setup Or Modify Item

RABs To Be Setup Or ModifiedRABAssignmentRequest




仅用于 PS 域，表示该 RAB上的数据在切换时是否允许丢失>Relocation Requirement

源统计的描述符，当其值为“Speech”时的含义为：允许UTRAN 计算 Iu 和 Uu 接口上统计复用增益。

>Source StatisticsDescriptor

分配/预留资源的优先级，与 eMLPP 补充业务和用户的签约信息有关>Allocation/Retentionpriority

专门针对 Interactive 类型的业务：业务处理优先级>Traffic Handling Priority可以容忍的传送时延>Transfer Delay

包括内容有：允许的 SDU 误码率，子流内部的允许的错误比特率，对于错误的 SDU 是否发送，SDU 格式信息参数

> SDU parameters 指一个用户数据包的最大大小>Maximum SDU Size传送是否按发送顺序传递>Delivery Order

>Guaranteed Bit Rate用户数据的上行/下行的最大比特率>Maximum Bit Rate

RAB 非对称指示>RAB AsymmetryIndicator

业务类型：>Traffic ClassRABparameters



http://www.qiusuo365.com 指配/加密/寻呼协调：指配

未成功释放的 RAB表RABs Failed To Release List

未成功建立/修改的 RAB 表RABs Failed To Setup Or ModifyList

处于排队状态的 RAB 表RABs Queued List上传给GGSN的GTP-PDU序列号>>UL GTP-PDU Sequence NumberGGSN下传给UE的GTP-PDU序列号>>DL GTP-PDU Sequence Number数据流量参考>>>>Data Volume Reference

未成功下传的下行数据量>>>>Unsuccessfully Transmitted DLData Volume

>>>Data Volume List下行数据流量>>DL Data Volumes

>>RAB ID>RABs Released Item IEsRABs Released List>>>>Data Volume Reference

未成功下传的下行数据量>>>>Unsuccessfully Transmitted DLData Volume

>>>Data Volume List>>DL Data Volumes

CS： Binding id PS： GTP TEID，用户面以此找到对应的控制面连接信息

>>Iu Transport Association传送层地址（ATM 地址）>>Transport Layer Address

>>RAB ID>RABs Setup Or Modified Item IEs

RABs Setup Or Modified LISTRABAssignmentResponse



RNC CN

Security Mode Command

Security Mode Complete

Security Mode Reject

指配/加密/寻呼协调：加密



1、该过程用于CN向UTRAN传送进行加密和一致性保护的信息。UTRAN在之后的RAB连接建立、重定位等过程中将使用这些算法

2、若RNC响应Security Mode Reject ，则CN需要终止当前的业务处理流程，发起Iu释放流程

3、加密流程为Iu接口的通用流程，可用于位置更新、呼叫、迁移等各种面向连接业务流程中

4、加密流程为Iu接口的可选流程，为缩短UE的接续时间，减少系统的处理负荷，CN可以选择不启动加密流程

指配/加密/寻呼协调：加密



RNC CN

Common ID

Paging

指配/加密/寻呼协调：寻呼协调



COMMON ID与寻呼协调

在RNC与CN建立连接之后，CN要尽快将UE的IMSI告诉给RNC

当RNC收到CN来的Paging消息之后，使用Paging消息中的IMSI查找此UE是否已经与RNC建立RRC连接

当RNC发现：UE与CN的另一个域（如PS域）已经建立RRC连接，RNC就在此已有的RRC连接上下发Paging消息；否则，在公共寻呼信道广播Paging消息

如果一个UE同时与CN的CS域、PS域建立了连接，那么这两个Iu连接一定共用同一个无线接口的RRC连接

UE只要与CN的某一个域建立连接，UE 就不再监听公共寻呼信道上的Paging消息

指配/加密/寻呼协调：寻呼协调



RNC CN

ResetReset Ack

Reset ResourceReset Resource Ack

Overload

Error indication

注：以上消息都是双向的




诊断IE，无实际意义。其他 IE 同 Reset Resource

Criticality DiagnosticsError Indication

含义同上。Global RNC-ID

当本端过载时，希望对端局下降流量的步骤，一次最大为16 步；

Number Of StepsOverload

诊断IE，无实际意义。其他 IE 同 Reset Resource

Criticality DiagnosticsReset Resource Ack

待释放的Iu 信令连接标识组，用以表明哪些Iu-SID 需要释放；Iu-SID 是 Iu 接口一个全局概念，对应于UE 与 CN 的一个连接事务处理

Iu Signalling Connections ToBe Released

Reset Resource诊断IE，Reset Ack其他IE同Reset Criticality DiagnosticsReset Ack

仅在消息上行（RNC->CN）时存在，用以区分由哪个RNC 发起

Global RNC-ID

指示发往/发自 PS 域还是CS 域，在CS/PS 合设共用一个信令点时区分

CNDomain Indicator复位的原因值CauseReset





Reset发起的原因及影响：操作维护原因人工发起复位；用于初始化RNC或CN ，使已经建立的或处于接续状态的连接将被拆除

Reset Resource 发起的原因及影响：底层信令链路故障或操作维护原因；指定的Iu信令连接将被释放掉

Overload ：当RNC/CN的处理器过载或资源紧张时，RNC/CN要采取有效机制拒绝部分业务请求(如 Initial UE Message 等 )，同时又能够尽可能提高系统资源利用率

无连接消息流程，基本上是与系统维护管理有关的消息，影响部分或所有的UE用户的呼叫。除PAGING消息外，其他无连接消息基本都是双向的。错误指示消息若是针对面向连接流程的，则采用SCCP面向连接业务；否则，采用无连接业务




RNC CN

CN Invoke Trace

CN Deactivate Trace

Location Reporting Control

Location Report





1、此两个流程，与UE呼叫流程无关，且为面向连接的流程

2、属于特殊功能流程



http://www.qiusuo365.com PS域特有流程

Iu-PS 有些特有的流程，下面分别介绍：

数据流量报告

SRNS 上下文转发

SRNS 上下文传送和SRNS数据转发



RNC CN

Data Volume Report Request

Data Volume Report

PS域特有流程：数据流量报告



PS域特有流程：数据流量报告

数据流量报告

1、CN要求UTRAN汇报在指定RABs的下行方向上不成功传输的数据量, RNC将向CN汇报最近一次汇报以来，在指定RABs的下行方向上成功传输的数据量，然后将计数器清零

2、此流程用于 PS 域的计费



PS域特有流程：SRNS上下文转发

CN

Relocation Required

Relocation Command


RNC1连接已经建立

RNC2

SCCP: CR ( Relocation Request)

SCCP: CC

Relocatin Req. Ack

Relocation Detect

Relocation Complete

呼叫在目的侧继续

Forward SRNS Context Forward SRNS Context



从UE接收的上传PDCD序列号>UL N-PDU Sequence Number下传给UE的PDCP序列号>DL N-PDU Sequence Number上传给GGSN的GTP-PDU序列号>UL GTP-PDU Sequence NumberGGSN下传给UE的GTP-PDU序列号>DL GTP-PDU Sequence Number

>RAB ID

RAB ContextsFORWARD SRNSCONTEXT




SRNS Context Forwarding from Source RNC to CN：从SRNC发送“Forward SRNS Context ”消息到CN，该流程发生在重定位流程中。消息中包含相关的RABs上下文信息包括：>RAB ID ：RAB的标识，可以请求转发多个RAB的上下文>DL GTP-PDU Sequence Number>UL GTP-PDU Sequence Number>DL N-PDU Sequence Number>UL N-PDU Sequence Number

SRNS Context Forwarding to Target RNC from CN ：从CN发送“Forward SRNS Context ”消息到SRNC，该流程发生在重定位流程中。消息中的内容与上述流程相同

以上2个流程仅用于Iu-PS接口的迁移流程




SRNCCN

Routeing Area Update Request

SRNS Data Forward Command

Forward Packets(用户面数据)


SRNS Context Request

SRNS Context Response

Security Functions

其他后续消息流程

BSC

PS域特有流程：SRNS上下文传送和SRNS数据转发



1、CN发起的SRNS上下文转发过程触发RNC转发SRNS上下文到CN，该流程用在系统间切换流程中（UMTS--> GSM）

2、CN向SRNC发送SRNS CONTEXT REQUEST消息来发起该过程，消息中包含需要转发上下文的RABs列表

3、SRNC的响应消息中包含请求的RAB上下文




GTP TEID >Iu Transport Association传送层地址（ATM 地址）>Transport Layer Address

>RAB ID

需要数据前转的 RAB ID 及传输层信息RABs Subject To Data ForwardingSRNS DataForwardCommand

诊断 IE Criticality Diagnostics 原因值>Cause RAB ID 的值>RAB ID未成功传送的 RAB 上下文RABs Contexts Failed To Transfer从UE接收的上传PDCP序列号>UL N-PDU Sequence Number下传给UE的PDCP序列号>DL N-PDU Sequence Number上传给GGSN的GTP-PDU序列号>UL GTP-PDU Sequence NumberGGSN下传给UE的GTP-PDU序列号>DL GTP-PDU Sequence Number

>RAB ID

RAB的上下文RABs ContextsSRNSContextResponse

>RAB ID

需要数据前转的RAB ID RABs Subject To Data ForwardingSRNSContextRequest




Iu接口概述







从业务角度，我们对Iu接口主要业务流程作一简要

介绍。为方便起见，我们分为以下流程分别介绍

位置更新流程（Iu-CS）

UE主叫流程（Iu-CS）

UE被叫流程（Iu-CS）

迁移流程（Iu-CS）

路由区更新流程（Iu-PS）

UE发起PDP激活/去活流程（Iu-PS）

CN发起PDP激活/去活流程（Iu-PS）

Iu 接口主要业务流程



RNC CN

Initial UE Message (location update request)

SCCP : CC


Direct Transfer( location update accept)

Direct Transfer( TMSI reallcoate complete)

Iu Release Command

Iu Release Complete

SCCP : RLSD

SCCP : RLC

Direct Transfer( Auth. request)

Direct Transfer(Auth. response )

Security Mode Command 数据传送阶段

连接建立阶段

连接释放阶段




位置更新流程的作用

将UE在HLR中的用户签约信息插入VLR中：如用户签约/激活了哪些业务(电信业务/补充业务)

UE进行呼叫(主叫/被叫)的前提：UE进行呼叫时，VLR中必须有该用户的数据：是否签约了某项业务（如 SMS），是否登记/激活了呼叫闭锁、前转等补充业务等

UE作为被叫时，CN找到UE的前提：MSC/VLR 保存其LAI便于下发寻呼、HLR保存UE所在的MSC/VLR号码，以获取提供漫游号码




RNC CN

Initial UE Message (CM service request)

SCCP : CC

RAB 指配流程

Direct Transfer( call proceeding )

Direct Transfer( alerting)

Direct Transfer ( disconnect : 被叫先挂机 )

Direct Transfer( connect ack )

Common ID

鉴权加密流程(或 Direct Transfer: CM Service Accept)

Direct Transfer ( setup )

Direct Transfer( connect )

通话中

Direct Transfer ( release )

Direct Transfer ( release complete )


UE主叫流程（Iu-CS）


http://www.qiusuo365.com UE主叫流程（Iu-CS）

1、UE主叫流程与GSM的MS主叫流程基本一致；UE发起呼叫的初始消息含

在Initial UE message 消息的NAS-PDU中

2、Iu接口连接建立之后，CN可以发起Common ID流程（可选流程），用

于寻呼协调

3、CN判断此UE是否有权限接入：若可以接入，则通过出发鉴权/加密流

程表示允许，或直接下发Direct Transfer ( Cm service accept ) ；

否则，CN发起Iu释放流程

4、被叫号码在L3的Setup消息中带上，CN通过号码分析决定呼叫的属

性：出局呼叫PSTN，局内呼叫等

5、被叫号码分析成功，下发Call proceeding，并启动RAB指配流程

6、被叫用户振铃后，CN向UE发送Alerting消息

7、被叫用户摘机后，CN向UE发送Connect消息

8、UE收到Connect消息之后，回送Connect Ack消息，接通呼叫

9、呼叫结束时，若主叫UE先挂机，则主叫UE向CN发送Disconnect消

息；若被叫先挂机，则CN 向主叫UE发送Disconnect消息


http://www.qiusuo365.com UE被叫流程（Iu-CS）RNC CN

Initial UE Message (paging response)

SCCP : CC

RAB 指配流程

Direct Transfer( call confirmed )

Direct Transfer( alerting)

Direct Transfer ( disconnect : 被叫先挂机 )

Direct Transfer( connect ack )

Common ID

鉴权加密流程

Direct Transfer ( setup )

Direct Transfer( connect )

通话中

Direct Transfer ( release )

Direct Transfer ( release complete )


Paging


http://www.qiusuo365.com UE被叫流程（Iu-CS）

Iu- CS接口的UE被叫流程

1、CN分析被叫所在的UE在本CN范围内，则下发无连接的Paging消息

2、UE监听到寻呼自己的消息后，通过RNC，以paging response消息发

起连接建立

3、CN可以发起 Common ID以支持RNC的寻呼协调

4、CN下发setup消息，带上主叫号码（若UE有CLIP业务）

5、CN收到UE的call confirmed消息后，启动RAB指配流程

6、UE被叫振铃后，向CN发出 Alerting消息

7、UE被叫接听，向CN发出 Connect消息

8、CN回送Connect Ack消息，呼叫接通

9、挂机的消息流程同主叫流程


http://www.qiusuo365.com 迁移流程（Iu-CS）

迁移流程在前面已经列出，在此不再列出详细的流程图


http://www.qiusuo365.com 路由区更新流程（Iu-PS）

RNC CN

Initial UE Message (Routeing Area Update Request)

SCCP : CC


Direct Transfer( Routeing Area Update Accept)

Direct Transfer( Routeing Area Update Complete)

Iu Release Command

Iu Release Complete

SCCP : RLSD

SCCP : RLC

Direct Transfer( Auth. request)

Direct Transfer(Auth. response )

Security Mode Command 数据传送阶段

连接建立阶段

连接释放阶段


http://www.qiusuo365.com 路由区更新流程（Iu-PS）

当UE发生路由区改变时，需要做路由区更新

Iu-PS接口的路由区更新作用与Iu-CS接口的位置更新基本一致

路由区更新流程与GPRS Attach流程的功能基本一致



UE发起PDP激活/去活流程（Iu-PS）RNC CN

Initial UE Message (Service Request)

SCCP : CC

Direct Transfer( Activate PDP Context Accept )

RAB Assignment Request ( RAB Setup)

RAB Assignment Response( RAB Setup)

用户业务数据传递阶段

Direct Transfer( Deactivate PDP Context Request )

Direct Transfer( Deactivate PDP Context Accept )

Iu 释放 /SCCP 释放

鉴权加加密流程 ( Common ID 流程 )

Direct Transfer( Activate PDP Context Request )



Iu-PS域的UE主叫流程

1、UE通过初始消息，与网络侧建立连接

2、UE主动发起PDP激活流程，其中伴随着RAB指配（建立）流程

3、PDP上下文激活之后，开始用户面的业务数据传递过程

4、用户业务处理完毕，UE发起PDP去活流程

5、如果该Iu信令连接上只有一个RAB ID，则释放Iu连接；否则，只需要通过RAB指配流程释放与该PDP相关的RAB ID即可；

UE发起PDP激活/去活流程（Iu-PS）



RNC CN

Initial UE M essage (Service Request)SCCP : CC

Direct Transfer( Activate PDP Context Accept )

RAB Assignment Request ( RAB Setup)

RAB Assignm ent Response( RAB Setup)

用户业务数据传递阶段

Direct Transfer( Deactivate PDP Context Request )

Direct Transfer( Deactivate PDP Context Accept )

Iu 释放 /SCCP 释放

鉴权加加密流程 ( Common ID 流程 )

Direct Transfer( Activate PDP Context Request )

Paging

Direct Transfer( Request PDP Context Activation)

CN发起PDP 激活/去活流程（Iu-PS）


http://www.qiusuo365.com UE被叫流程（Iu-PS）

Iu-PS接口UE被叫流程

1、Iu-PS域的被叫流程由CN通过Paging消息发起

2、在与UE建立连接之后，CN发起“ Request PDP

Context Activate”消息

3、UE收到上述消息之后，决定激活PDP

4、后续流程与UE主叫基本相同


http://www.qiusuo365.com SRNS上下文转发流程

本流程在前文中（PS专用流程）有详细叙述



Iu接口概述






http://www.qiusuo365.com Iu-CS接口的用户面协议

IuIu UPUP支持的业务支持的业务

IuIu UPUP的协议结构的协议结构

IuIu UPUP的协议流程的协议流程



AMR（Adaptive MultiRate）语音业务

速率集合为12.2kbit/s、10.2kbit/s、9.75kbit/s、

7.4kbit/s、6.7kbit/s、5.9kbit/s、5.15kbit/s、

4.75kbit/s，共8种速率

支持VAD（Voice Active Detection）和DTX（Disconnect

Transmit）

支持TFO（Tandem Free Operation）

电路型数据业务

非透明数据业务，速率集合为14.4kbit/s、28.8kbit/s、

57.6kbit/s

透明数据业务，速率集合为28.8kbit/s、 33.6kbit/s、

32kbit/s、56kbit/s 、64kbit/s

Iu up 支持的业务



支持协议版本的扩展，R99的版本号为1

支持协议内容的扩展，对各种帧格式都保留有

扩展的余地

分为透明模式和预定义SDU大小的支持模式两

种操作模式

Iu up 的协议结构



透明模式下，只进行用户数据的透明传输，没有其他的控制过程

预定义SDU大小的支持模式下，包括用户数据传输、初始化、速率控制、时间调整、处理错误事件、帧质量分类六个过程

Iu up 的协议结构



RNC CN

RFCI、Payload

RFCI、Payload

1、传输用户数据

2、进行丢帧检查

3、根据需要进行CRC校验

4、指示用户数据的速率

5、对于错误的用户数据不进行重发处理

Iu UP的协议流程：用户数据传输



1、初始化过程是RNC和CN两侧协商用户速率种类、

发送时间间隔、协议版本

2、初始化过程在通路建立、迁移、切换、TFO协商

完成后都可能进行

3、初始化过程一定要由RNC发起，需要CN响应

RNC CN 初始化（用户速率种类、发送时间间隔、协议版本）

初始化响应

用户数据传输

Iu UP的协议流程：初始化过程



1、速率控制过程是用来控制CN 到RNC的用户速率

2、可控的速率必须高于RAB的保证速率

3、速率控制过程由RNC发起，不需要CN响应

RNC CN

速率控制过程

Iu UP的协议流程：速率控制过程



1、时间调整过程是用来调整CN 到RNC的用户数据帧的发送

相位

2、时间调整的范围是- 40ms ~ + 40ms，精度是500λs3、时间调整过程由RNC发起，需要CN响应

RNC CN

时间调整响应

时间调整

发送时间不正确的用户数据

发送时间正确的用户数据

Iu UP的协议流程：时间调整过程



1、错误事件过程是在接收到错误的帧，或者本地的NAS

有错误信息需要通过用户面通知对方时发起的

2、错误事件过程通知对方的参数包括错误距离和错误

原因，错误距离就是错误所发生的地点

3、错误事件过程RNC和CN两侧都可以发起，不需要响应

RNC CN

错误事件过程

错误事件过程

Iu UP的协议流程：错误时间过程



1、帧质量分类过程不是一个单独的过程，是在

用户数据传输的过程中用标志FQC来指示此帧数

据在传输过程中是否已经发生误码

2、在NAS层，会根据FQC的值来决定此帧数据是

否可用

RNC CN

FQC、RFCI、Payload

FQC、RFCI、Payload

Iu UP的协议流程：帧质量分类过程



Iu接口概述








IuIu--PSPS用户面简介用户面简介

IuIu--PSPS用户面主要流程用户面主要流程

IuIu--PSPS用户面协议结构用户面协议结构

数据传输控制数据传输控制



Iu-PS用户面简介

Iu PS用户平面协议用来传输与无线接入承载（RAB）绑定的用户数据

一个Iu用户平面协议实例与一个而且只有一个RAB绑定。如果针对一个给定的UE建起了几个RAB，那么这些RAB使用几个Iu用户平面协议实例

Iu-PS用户面的处理实际上主要由传输网络层的GTP-U完成，所以也可以称GTP-U协议为分组域Iu用户面协议



一、Iu-PS用户面协议栈

GTP-U：GPRS隧道用户面协议

UDP：用户数据报协议

IP：互联网协议

AAL5： ATM Adaptation Layer 5

ATM：异步传输模式

GTP-U

UDP/IP

AAL5

ATM

GTP-U

UDP/IP

AAL5

ATM

UTRAN 3G-SGSNIU-PS




二、GTP-U承载

用户面GTP隧道：对应于GSN上的每一个 PDP上下文或RNC上的每一个RAB。一个隧道在端点由TEID、IP地址和端口号唯一标识

路径：一个用来复用GTP隧道的UDP/IP路径




UDP/IP是唯一的传输GTP的路径协议

GTP-U的请求消息的目的端口号是2152.

GTP-U的回应消息的目的端口是请求消息的原端口

GTP-U的数据的目的端口是2152

Iu接口不存在GTP-C，控制面的协议是RANAP




三、隧道建立过程

SGSN通过控制面的消息交互完成PDP上下文激活，建立PDP上下文，建立隧道。隧道的修改、删除过程也由控制面完成

RNC在创建RAB的同时，用户面获得实例号以及SGSN分配的TEID，申请资源，创建隧道



http://www.qiusuo365.com Iu-PS用户面主要流程

一、路径握手流程

SGSN或RNC可以选择定时发送路径握手消息，用来检测路径的状态

ECHO REQUEST 消息具有重传机制

ECHO REQUEST 消息经过多次（N3）重传后依然没有接收RESPONSE消息，表示路径断，需要把路径上的相关上下文全部去活

CNRNC

ECHO REQUEST

ECHO RESPONSE



二、数据错误报告

SGSN或RNC接收到G-PDU时，没有激活PDP上下文或RAB存在时。发送ERROR INDICATION消息给对端

如SGSN收到该消息后，删除上下文并通知操作维护

如RNC收到该消息后，拆去链路，释放RAB

CNRNC

G-PDU

ERROR INDICATION

Iu-PS用户面主要流程



三、扩展头支持列表通知

当SGSN或RNC接收到对端的信令或数据，但是不支持其中要求必须解析的扩展头

返回Supported Extension Headers Notification，指示本端能够支持的扩展头列表

CNRNC

GTP MESSAGE

Supported ExtensionHeaders Notification

Iu-PS用户面主要流程


http://www.qiusuo365.com Iu-PS用户面协议结构

一、GTP V1消息头结构

Bits

Octets 8 7 6 5 4 3 2 11 Version PT (*) E S PN2 Message Type

3-4 Length5-8 Tunnel Endpoint Identifier

9-10 Sequence Number11 N-PDU Number2) 4)

12 Next Extension Header Type3) 4)



GTP V1版本的消息首部由固定部分和可选部分组成。固定部分包括8个字节，描述了GTP消息所使用的版本号、标志位信息、GTP消息类型、消息长度和TEID域。可选部分包括序列号、N-PDU号、扩展头部分，这些可选部分的存在与否由其对应的标识位的值决定

Iu-PS用户面协议结构



GTP消息头结构主要参数（一）

Version：定义了GTP采用的版本号，在V1版本中设为‘001’

PT：协议区分符，用于区分GTP和GTP‘消息。PT=1为GTP消息

E（Extension Header flag）：用于指明是否存在扩展头

S（Sequence Number Flags）：用于指明是否存在

Sequence Number的标识位

PN：用于指明GTP消息首部是否存在N-PDU域

Message Type：用于指明GTP消息类型

Length：指出了消息中除固定长度的消息部分之外的字节

长度。需要计算长度的域包括：SN、N-PDU、扩展头部分和

数据负荷部分




GTP消息头结构主要参数（二）

TEID：标识了接收方的隧道终点。接收方分配接收端的TEID，并通过GTP-C、RANAP等消息与发送方进行TEID的协商

Sequence Number:可选参数，序列号

N-PDU Number: 可选参数，N-PDU号，该域用于路由区更新或切换过程中

Next Extension Header Type：扩展头类型，目前协议只定义了PDCP PDU Number 一种扩展头。根据扩展头类型的7,8 bits的不同，对带扩展头消息进行不同的处理




二、IU -PS 用户面消息

G-PDU

Create PDP Context Request

Create PDP Context Response

Error Indication

Supported Extension Headers Notification

G-PDU是用户数据消息，由T-PDU(数据净荷）加GTP头组成




三、Iu-PS用户面数据封装

用户数据首部GTP报文

用户数据首部UDP数据报

用户数据首部IP报文

用户数据首部IPOA



http://www.qiusuo365.com 数据传输控制

一、序列号检查和排序

序列号的范围是0--65535

RNC 或SGSN可以通过序列号检查来判断接收到的带有序列号的T－PDU是否合法

对序列号的检查采用滑窗的方式

在UMTS中，在数据转发前，可能在Iu接口对乱序的PDP PDU进行重新排序

是否进行序列号检查和排序，由QoS协商结果决定



二、缓存处理

SGSN上下文存在而RAB已经释放，此时接收到下行数据包，SGSN需要对下行包进行缓存，并通知RNC重新创建RAB

协议推荐的缓存容量是8192 Bytes，当缓存的数据达到缓存的上限，SGSN开始丢包

RNC重新创建RAB，并通知SGSN，SGSN缓存数据继续下发，下行业务正常进行

上行业务不存在数据缓存情况

数据传输控制



三、QoS体现

会话管理在建立分组传输路由的同时，也必须指定

此路由满足的QoS，会话管理过程在MS、RNC、

SGSN、GGSN之间进行QoS协商，使各节点提供的服务

质量保持一致。QoS协商的算法是在签约的QoS、

SGSN能提供的最大QoS和其它节点满足的QoS之间取

最小值

在Iu接口上，数据的传输需同协商后的QoS匹配，实

现按QoS优先级进行数据传输，保证高优先级的业务

优先处理。根据协商结果确定是否对数据包进行序

列号检查以及重排序处理

数据传输控制



四、数据包长度检查

N-PDU的最大长度是1500八位组。收到一个 PDP PDU之

后，如果PDP PDU的长度大于最大长度，那么这个PDP

PDU将被分段或丢弃、拒绝，具体的处理与PDP类型及

实现有关。MS中的分组数据协议限制了PDP PDU的最大

长度

如果收到的PDP PDU的长度小于GTP头长度，该数据包

作为错包被抛弃

数据传输控制



谢谢！谢谢！


求索求索



WCDMA Iu接口协议介绍 -...

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