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摘要：WCDMA是3G三種主流標(biāo)準(zhǔn)的一種。WCDMA系統(tǒng)可以分為無(wú)線接入和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)兩部分。本文介紹其無(wú)線接入技術(shù)。WCDMA無(wú)線接入技術(shù)完全體現(xiàn)在其無(wú)線接口的設(shè)計(jì)上。本文對(duì)其無(wú)線接口的各層協(xié)議進(jìn)行了概述，突出了各個(gè)協(xié)議的大致功能和結(jié)構(gòu)，并闡述了各個(gè)協(xié)議之間的關(guān)系。
引言
WCDMA的無(wú)線接入技術(shù)主要體現(xiàn)在無(wú)線接口的設(shè)計(jì)上。所以本文主要對(duì)無(wú)線接口的各個(gè)協(xié)議進(jìn)行介紹。WCDMA無(wú)線接口是指用戶設(shè)備（UE）和UMTS地面無(wú)線接入網(wǎng)（UTRAN）之間的接口，通常也被稱為空中接口，簡(jiǎn)稱Uu（UE-UTRAN）接口。用戶設(shè)備就是通過(guò)無(wú)線接口接入到系統(tǒng)固定網(wǎng)絡(luò)部分的。
WCDMA的無(wú)線接口是UMTS最重要的開(kāi)放接口，也是WCDMA技術(shù)的關(guān)鍵所在，其中涉及很多關(guān)鍵技術(shù)。所謂接口是開(kāi)放的，意思是接口的定義允許接口的終端設(shè)備可以是不同的廠家生產(chǎn)的。也就是說(shuō)，只要遵從接口的規(guī)范不同制造商生產(chǎn)的終端設(shè)備能夠相互通信。一般來(lái)說(shuō)，用戶終端設(shè)備制造商要比網(wǎng)絡(luò)制造商多得多。因此制定一個(gè)開(kāi)放的無(wú)線接口有利于不同制造商產(chǎn)品之間的兼容。當(dāng)然，對(duì)使用不同無(wú)線傳輸技術(shù)的產(chǎn)品而言，是無(wú)法作到相互兼容的。
WCDMA FDD和WCDMA TDD的無(wú)線接口有些區(qū)別，在這里我們主要介紹WCDMA FDD的無(wú)線接口。根據(jù)3GPP的協(xié)議規(guī)范，WCDMA的無(wú)線接口協(xié)議層分為三層。最底層是物理層，位于物理層（L1）之上的協(xié)議層稱為數(shù)據(jù)鏈路層（L2）和網(wǎng)絡(luò)層（L3）。在UTRA FDD無(wú)線接口中，數(shù)據(jù)鏈路層被劃分為幾個(gè)子層。在控制平面上，數(shù)據(jù)鏈路層（L2）包含兩個(gè)子層——媒體接入控制（MAC）協(xié)議和無(wú)線鏈路控制（RLC）協(xié)議；在用戶平面上，除了MAC和RLC外，還存在兩個(gè)與特定業(yè)務(wù)有關(guān)的協(xié)議：分組數(shù)據(jù)會(huì)聚協(xié)議（PDCP）和廣播/組播控制協(xié)議（BMC）。網(wǎng)絡(luò)層（L3）由無(wú)線資源控制（RRC）和非接入層協(xié)議呼叫控制、移動(dòng)性管理、短消息業(yè)務(wù)管理等組成，非接入層協(xié)議對(duì)UTRAN是透明的（即UTRAN對(duì)其信息不進(jìn)行任何處理），和無(wú)線技術(shù)無(wú)關(guān)，所以本文就不介紹了。
本文主要介紹WCDMA的無(wú)線接口（Uu接口）的技術(shù)和協(xié)議規(guī)范。首先將介紹無(wú)線接口協(xié)議的結(jié)構(gòu)，然后詳細(xì)介紹物理層的技術(shù)，再后是高層協(xié)議。
在層間界面上，圓圈表示端到端的通信業(yè)務(wù)接入點(diǎn)（SAP）。MAC和物理層（PHY）之間的SAP提供傳輸信道。RLC和MAC之間的SAP提供邏輯信道。接入層向上提供通用控制（GC）、通告（Nt）和專用控制（DC）業(yè)務(wù)接入點(diǎn)。
物理層通過(guò)傳輸信道向MAC層提供業(yè)務(wù)。傳輸信道以數(shù)據(jù)的傳輸方式為特征，它指示數(shù)據(jù)是以何種方式以及何種特征進(jìn)行傳輸?shù)摹?
MAC層通過(guò)邏輯信道向RLC層提供業(yè)務(wù)。邏輯信道以發(fā)送數(shù)據(jù)的類型為特征，它指示傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是何種類型的。
RLC層通過(guò)業(yè)務(wù)接入點(diǎn)向上層提供業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)接入點(diǎn)指示了RLC層處理數(shù)據(jù)的方式，如是否使用自動(dòng)重復(fù)請(qǐng)求（ARQ）功能。在控制平面，RRC層使用RLC層的業(yè)務(wù)來(lái)傳輸信令；在用戶平面，與業(yè)務(wù)相關(guān)的協(xié)議層PDCP或BMC或其他高層用戶平面功能（如語(yǔ)音編碼）使用RLC層提供的業(yè)務(wù)。在控制平面，RLC業(yè)務(wù)稱為信令無(wú)線承載；在用戶平面，RLC業(yè)務(wù)稱為無(wú)線承載，但不用在PDCP和BMC協(xié)議層上。RLC協(xié)議以三種模式——透明模式、非確認(rèn)模式和確認(rèn)模式進(jìn)行操作。
分組數(shù)據(jù)會(huì)聚協(xié)議（PDCP）僅對(duì)PS域業(yè)務(wù)存在。它的主要功能是報(bào)頭壓縮。PDCP提供的業(yè)務(wù)稱為無(wú)線承載。
廣播/組播控制協(xié)議（BMC）用于在無(wú)線接口上傳遞由小區(qū)廣播中心產(chǎn)生的消息。BMC提供的業(yè)務(wù)稱為無(wú)線承載。
RRC層通過(guò)業(yè)務(wù)接入點(diǎn)向上層提供業(yè)務(wù)。在UE側(cè)，高層協(xié)議使用RRC提供的業(yè)務(wù)；在UTRAN側(cè)，Iu RANAP協(xié)議使用該業(yè)務(wù)。所有高層信令（移動(dòng)性管理、呼叫控制、會(huì)話管理等等）都封裝在RRC消息中在無(wú)線接口上傳輸。
RRC和所有低層協(xié)議之間都存在著控制接口。RRC層使用這些控制接口對(duì)低層協(xié)議實(shí)體的參數(shù)進(jìn)行配置，其中包括物理信道、傳輸信道和邏輯信道的參數(shù)。RRC層也能使用這些控制接口命令低層執(zhí)行測(cè)量；同時(shí)，低層通過(guò)控制接口向RRC報(bào)告測(cè)量結(jié)果和錯(cuò)誤信息。
物理層技術(shù)
在對(duì)不同的無(wú)線蜂窩系統(tǒng)進(jìn)行比較時(shí)，焦點(diǎn)話題往往是物理層。物理層的結(jié)構(gòu)直接影響無(wú)線鏈路的性能，同時(shí)也直接決定了用戶終端與交換設(shè)備的復(fù)雜度。WCDMA系統(tǒng)雖然提高了系統(tǒng)性能，但采用了多種先進(jìn)技術(shù)，如軟切換、分集技術(shù)等，這無(wú)疑是向它的實(shí)現(xiàn)者提出了挑戰(zhàn)。從業(yè)務(wù)的角度看，WCDMA系統(tǒng)是寬帶的，因此不能固定于一種傳統(tǒng)的話音業(yè)務(wù)，它能夠提供更靈活、更多樣的業(yè)務(wù)。3G的三種主流標(biāo)準(zhǔn)WCDMA、cdma2000和TD-SCDMA的主要區(qū)別在于物理層的技術(shù)和參數(shù)方面。所以，在介紹WCDMA的無(wú)線接入技術(shù)時(shí)，我們附帶的也對(duì)比的介紹cdma2000和TD-SCDMA的無(wú)線接入技術(shù)和參數(shù)。
媒體接入控制協(xié)議
媒體接入控制（MAC）層位于物理層之上。它使用物理層提供的傳輸信道并向無(wú)線鏈路層提供邏輯信道。因此，在MAC層中執(zhí)行邏輯信道與傳輸信道之間的映射。MAC層也能根據(jù)邏輯信道的資源速率為每個(gè)傳輸信道選擇合適的傳輸格式（TF）。傳輸格式的選擇要根據(jù)連接時(shí)接入控制定義的傳輸格式組合集（TFCS）進(jìn)行。
MAC層由三個(gè)邏輯實(shí)體——MAC- b、MAC-c/sh、MAC-d組成。
MAC- b處理廣播信道（BCH），其主要完成邏輯信道BCCH和傳輸信道BCH之間的映射。
MAC-c/sh處理公共信道和共享信道——尋呼信道（PCH）、前向接入信道（FACH）、隨機(jī)接入信道（RACH）、上行鏈路公共分組信道（CPCH）和下行鏈路共享信道（DSCH）。MAC-c/sh實(shí)體主要完成邏輯信道與公共傳輸信道和共享傳輸信道之間的映射。
MAC-d處理分配給一個(gè)處于連接模式的UE的專用信道（DCH）。MAC-d實(shí)體主要完成邏輯信道DCCH/DTCH和傳輸信道DCH之間的映射。
MAC層傳輸數(shù)據(jù)但不保證正確傳遞到對(duì)等端實(shí)體。對(duì)一些重要的數(shù)據(jù)流可以由上層功能來(lái)保證其正確傳輸。這將在RLC層進(jìn)行介紹，MAC層沒(méi)有該功能。同時(shí)，MAC層也不對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分段處理。分段/重組功能也是由上層，即RLC層完成的。在MAC層按照配置的參數(shù)接收RLC層傳遞的大小一定的數(shù)據(jù)塊。在RRC的請(qǐng)求下，MAC層能執(zhí)行無(wú)線資源的重分配和MAC參數(shù)的改變。例如重新配置MAC實(shí)體，改變UE標(biāo)識(shí)、改變傳輸格式（組合）集、改變傳輸信道類型等等。同時(shí)，MAC在RRC的控制下向RRC匯報(bào)局部的業(yè)務(wù)量和質(zhì)量，以便RRC根據(jù)當(dāng)前業(yè)務(wù)流量和業(yè)務(wù)質(zhì)量對(duì)資源進(jìn)行控制。
MAC層在邏輯信道上提供數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。邏輯信道類型集合對(duì)應(yīng)MAC提供的不同類型的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。每種邏輯信道類型根據(jù)其傳輸信息的類型定義。邏輯信道可分為兩大類：用于傳輸控制平面信息的控制信道和用于傳輸用戶平面信息的業(yè)務(wù)信道。
無(wú)線鏈路控制協(xié)議
RLC層為用戶和控制數(shù)據(jù)提供分段和重傳業(yè)務(wù)。每個(gè)RLC實(shí)體由RRC配置并以三種模式進(jìn)行操作：透明模式（TM）、非確認(rèn)模式（UM）和確認(rèn)模式（AM）。在控制平面，RLC層向上層提供的業(yè)務(wù)為信令無(wú)線承載（SRB）；在用戶平面，RLC向上層提供的業(yè)務(wù)為無(wú)線承載（RB）。
透明模式業(yè)務(wù)和非確認(rèn)模式業(yè)務(wù)有一個(gè)發(fā)送和一個(gè)接收實(shí)體，確認(rèn)模式業(yè)務(wù)只有一個(gè)發(fā)送和接收結(jié)合的實(shí)體。AM實(shí)體之間的虛線表示RLC PDU的發(fā)送可能在獨(dú)立的邏輯信道上，如控制PDU在一個(gè)邏輯信道上發(fā)送而數(shù)據(jù)PDU在另一個(gè)邏輯信道上發(fā)送。
對(duì)所有的RLC模式，CRC錯(cuò)誤檢測(cè)在物理層上執(zhí)行，CRC檢測(cè)結(jié)果連同數(shù)據(jù)一起傳遞給RLC。
RLC層向高層主要提供三種模式的數(shù)據(jù)傳輸：透明數(shù)據(jù)傳輸、非確認(rèn)模式數(shù)據(jù)傳輸、確認(rèn)模式數(shù)據(jù)傳輸。
透明數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)傳輸高層PDU而不增加任何協(xié)議信息，也就是說(shuō)，使用透明傳輸時(shí)，RLC層對(duì)高層的數(shù)據(jù)流不加任何處理，但可能包含分組/重組功能。
非確認(rèn)模式數(shù)據(jù)傳輸。該業(yè)務(wù)傳輸高層PDU但不保證傳遞到對(duì)等實(shí)體。非確認(rèn)數(shù)據(jù)傳輸模式有以下幾個(gè)特征：
●檢測(cè)出錯(cuò)數(shù)據(jù)：RLC子層通過(guò)使用序列號(hào)檢查功能將沒(méi)有傳輸錯(cuò)誤的SDU傳遞給接收端高層。
●唯一傳遞：RLC子層通過(guò)使用復(fù)制檢查功能將每個(gè)SDU只傳遞給高層一次。
●立即傳遞：接收端RLC子層實(shí)體一旦接收到SDU應(yīng)立即發(fā)送給高層。
確認(rèn)模式數(shù)據(jù)傳輸。該業(yè)務(wù)傳輸高層PDU并保證傳遞到對(duì)等實(shí)體中。當(dāng)RLC不能正確傳遞數(shù)據(jù)時(shí)，RLC在發(fā)送端的用戶將收到通知。對(duì)該業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)，支持順序和無(wú)序傳遞。在很多情況下高層協(xié)議能重組PDU的順序。只要知道并可控低層的無(wú)序特性（如高層協(xié)議并不立即要求重發(fā)一個(gè)丟失的PDU），允許使用無(wú)序傳遞能節(jié)省接收端RLC的存貯空間。確認(rèn)數(shù)據(jù)傳輸模式有以下特征：
●無(wú)錯(cuò)傳遞：無(wú)錯(cuò)傳遞通過(guò)重發(fā)機(jī)制來(lái)保證。接收端RLC實(shí)體僅向高層發(fā)送正確的SDU。
●唯一傳遞：RLC子層應(yīng)使用復(fù)制檢測(cè)功能，對(duì)每個(gè)SDU只向接收端高層傳送一次。
●順序傳遞：RLC子層應(yīng)提供支持順序傳遞SDU，如RLC子層向接收端高層實(shí)體傳遞SDU的順序與發(fā)送端高層實(shí)體傳遞給RLC實(shí)體的順序相同。
●無(wú)序傳遞：RLC子層向接收端高層實(shí)體傳遞SDU的順序與發(fā)送端高層實(shí)體傳遞給RLC實(shí)體的順序不同。
此外，RLC層還執(zhí)行RLC連接的建立/釋放功能。當(dāng)發(fā)生正常過(guò)程無(wú)法解決的錯(cuò)誤時(shí)，RLC還負(fù)責(zé)通知高層。 （未完待續(xù)）
摘自《賽迪網(wǎng)》
