Iur接口是RNC用于同其他RNC進行信令和數據交互的接口,是WCDMA無線網絡子系統(RNS)之間互聯的紐帶。不同廠家RNC設備之間的兼容性,成為系統互聯互通正常工作的關鍵。本文從5個方面詳細分析了Iur接口的兼容性,預測了會出現的問題并探討了相應的解決方案。
??? 2、WCDMA Iur接口概述
Iur接口是WCDMA系統無線子網絡重要的開放接口之一,在邏輯上它位于兩個RNC(無線網絡控制器)之間,是RNC用于完成和其他RNC互聯的接口,是無線網絡子系統(RNS)之間互聯的紐帶,通過Iur接口,不同的RNS可以連在一起,通過專用的協議----RANSAP(無線網絡子系統應用部分)完成與UTRAN有連接的UE跨RNS的移動性管理,包括RNS間的切換、無線資源處理和同步等功能。圖1給出了Iur接口的位置。
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圖1 Iur接口的位置
當一個移動用戶建立了到UTRAN的連接,并在Iur接口產生了軟切換,就會用到多于一個RNS的資源,不同的RNC此時充當著不同的角色:
(1)服務RNC(SRNC)。保持該移動用戶與核心網的Iu連接的RNC是SRNC,負責核心網和用戶之間的數據傳送和Iu接口RANAP信令的轉送和接收,負責進行無線資源控制(RRC),負責對空中接口的數據進行L2(MAC與RLC)層的處理,并執行基本無線資源管理操作,如切換判決、外環功率控制和RAB(無線接入承載)的參數向空口傳輸信道參數的轉化等。
(2)漂移RNC(DRNC)。DNRC是SRNC以外的其他RNC。它們控制該移動用戶使用的小區,如果需要,DRNC可以進行宏分集合并。除非該用戶使用公共傳輸信道,DRNC不會進行用戶面數據的L2層處理,而只是將Iub接口數據透明的通過Iur接口的路由傳遞給SNRC。一個用戶的DRNC可以不止一個。
2代GSM/GPRS系統的基站控制器(BSC)之間沒有類似的接口,之所以要在WCDMA系統中引入Iur接口,最初的考慮就是要發揮CDMA系統軟切換的優勢,使得UE在跨無線網絡子系統移動時,也能獲得軟切換帶來的增益,提高網絡服務質量。但后來,隨著標準化工作的步步深入,Iur接口被賦予了越來越多的功能。
目前Iur接口主要的功能,有以下3種:RNC之間基本移動性的管理、支持公共信道的業務流程、支持專用信道的業務流程。其中支持專用信道的業務流程是移動用戶處于專用信道狀態下進行的業務流程,通俗講,就是進行各種不同業務跨Iur接口的軟切換和更軟切換(包括切入、切出),并完成相關的無線資源管理;而另外兩項功能都是在移動用戶發起分組域業務,處于非專用信道狀態下(CELL_FACH/CELL_PCH/URA_PCH),活動性較低,用戶和網絡之間交互的數據量較少甚至沒有。我們通常習慣于把這兩種情況歸為一類進行分析,稱為非專用信道過程。
在第三代移動通信的網絡實施和運行維護中,不同廠家的RNC設備進行互聯構建Iur接口的可能性很大,而相互之間的兼容性(或稱互操作性),對網絡的質量和運維的難度帶來較大的影響,需從建網一開始起就加以重視并進行相關的分析。
??? 3、接口兼容性分析
從本質來說,Iur接口的兼容性分析,是和系統希望達到的網絡質量和想要提供的業務密切相關的。從無線接入網的角度來說,良好的兼容性是上層給移動用戶提供滿意業務的可靠前提。因此,對兼容性的要求,需要根據整體的網絡技術體制和要求,并結合相應的測試結果進行分析。筆者認為,以下幾個方面可能會對Iur接口的兼容性帶來影響,列舉于此,給大家提供一些思路。
3.1 軟切換
軟切換是Iur接口最基本的功能。完成跨Iur的軟切換,是各廠家RNC設備的基本要求。通常在單系統網絡環境中(RNC是同一家設備),一般問題不會太大。但當不同廠家RNC互連時,很有可能會因為參數配置和消息時序的要求不同而出現問題。
和軟切換相關的接口消息,是無線鏈路建立/增加請求和響應(RL SETUP/ADDTION REQUEST/RESPONSE)。SRNC在無線鏈路建立請求消息中,會要求DRNC給UE準備軟切換需要的資源,其中包括:上/下行專用物理信道信息、專用傳輸信道信息、無線鏈路信息和壓縮模式信息等,在這些信息中,又對具體的參數進行了詳細的規定。其中,比較容易出現不兼容的有:上/下行專用物理信道的時隙格式;專用傳輸信道的時間到達窗尺寸、業務信道的類型描述;無線鏈路信息中的分集合并控制等等。這些都是在規范中規定的關鍵參數,在參數檢查中,如果出現不能匹配的情況,會造成無線鏈路建立或增加的失敗,軟切換無法完成。
另外,還會出現部分業務不兼容的情況,例如語音、分組業務都正常,但可視電話切換失敗。這種情況下,表明雙方RNC具備基本的互通能力,但在部分業務的專用參數上,存在不匹配的情況,需要針對這些參數,具體分析,找出問題所在。
從另一個方面說,不同廠家的設備相同,參數的默認值有可能不同,但也都有一定的可調范圍,因此需要調整到一個雙方都能接受的范圍,從而使得雙方的相互切換都能順利的完成。軟切換是Iur接口最基本的功能,不同廠家的RNC務必要能夠完成這部分功能的兼容,否則根本談不上Iur接口的互通。
3.2 業務的重配置
無論是現有運營商還是新運營商,保持業務的連續性是業務推廣的必要條件。WCDMA系統初期應該以一個合理的負荷來建網,以宏蜂窩三扇區單載頻為主,同時對一些重點建筑考慮室內分布系統。后期擴容應以增加載頻為主。
通過從Iur接口的信令流程分析,可以比較清晰的看到重配置失敗的情況,再通過對設備本身默認參數的對比,不難發現最有可能出現不兼容現象的成因有以下幾種情況:上下行無線資源不可獲得、請求的配置不支持、專用傳輸信道類型不支持等。另外,也有可能出現DRNC返回的響應消息為SRNC不認可的情況,例如某些參數值DRNC沒有返回,或和SRNC要求的范圍不匹配等等。
在軟切換和業務重配置中,很有可能出現失敗的另一類原因來自于RNC的無線資源控制。例如由于接入控制或者負載控制,DRNC不允許UE切入自己的覆蓋區,或者不能夠分配給UE足夠的用戶面資源完成并發業務,這里,我們也暫時把這些情況作為廣義的不兼容情況列出。
3.3 專用測量功能
Iur接口的專用測量過程,是UE在跨Iur接口切換時,由SNRC發起的針對該UE的各項性能指標,如TCP(發射碼域功率)、SIR、SIR Error或RTT(環回時間等)的測量,使得盡管該UE不在自己所屬的基站下,SRNC仍能夠對其進行有效的無線資源管理。
由于無線資源管理算法的復雜性和多樣性,在統一的專用測量執行機制(信令消息格式相同)的約束下,測量的內容、方式非常多樣。例如,在專用測量目標類型(Dedicated Measurement Object Type)上,可以有RL、RLS、ALL RL、ALL RLS;在測量內容上(Dedicated Measurement Type),可以是TCP、SIR、SIR Error或RTT;而在報告機制上,可以是事件A到事件F,以及周期型上報。
這就造成不同廠家在實現專用測量上,會出現支持不同的測量目標、測量內容和報告機制,造成Iur接口不能夠完成SNRC發起的測量任務,導致SRNC無法及時合理的控制UE使用的無線資源,不但影響該用戶的服務質量,對整個小區的通信質量,都會造成相應惡化,這是CDMA系統的自干擾特性決定的。
專用測量的一個主要作用是進行下行功率平衡,避免功率漂移。對Iur接口切換來說,SRNC需要通過專用測量功能知道在另一個RNC下的UE下行發射功率,判斷多條鏈路的功率差異情況,從而給出一個下行發射功率的參考值供各條無線鏈路參考,完成下行功率平衡,使各條鏈路的發射功率維持在比較均衡的狀態,保持軟切換帶來的增益。如果雙方RNC不能很好的支持對于UE下行發射功率的測量和上報,SRNC就不能及時的進行功率平衡,軟切換帶來的實際增益將會受到很大影響。
3.4 非專用傳輸信道的移動性
在UE進行分組域數據業務時,根據數據速率的大小和需要對無線資源的占用情況,網絡會為UE分配不同的RRC狀態,當UE處于大數據量傳輸時,通常處于CELL_DCH狀態,使用專用的無線資源;當UE處于小數據量或無數據量傳輸時,網絡會讓UE處于CELL_FACH、CELL_PCH、URA_PCH狀態,和其他手機使用公共的無線傳輸資源。在這種情況下的跨Iur接口的移動性,就是我們前面提到的非專用傳輸信道的移動性。
非專用傳輸信道的移動性通常有4種解決方案:上下行信令傳輸、SRNS重定位、公共傳輸信道過程和直接信令連接重建。每種方案適用的條件和對象都有所不同。
不同廠家的設備,出于對市場需求的分析和系統設計的考慮,對URA_PCH、CELL_FACH、CELL_PCH的支持能力是不同的。有的會選擇CELL_PCH,有的則會選擇CELL_FACH;支持同一種狀態,可能采用的解決方案也不同,有的可能選擇SRNS重定位,有的就可能選擇公共傳輸信道過程。這樣在Iur接口就有可能出現由于支持狀態不同、方案不同造成的不兼容。UE在跨Iur接口移動時,就會不可避免的出現通信中斷。
為了能讓UE在不兼容條件下仍然能夠保持較好的移動性,3GPP提出了一種解決方案----直接信令連接重建。直接信令連接重建就是處于CELL_FACH、CELL_PCH、URA_PCH狀態下的UE在SRNC控制下釋放掉并和原有SRNC的RRC連接(當然還包括相應的接入網核心網資源),在新的RNC下重新建立RRC連接,回到通信狀態。這樣在雙方RNC對UE的低活躍狀態不兼容時,不至于造成不可恢復的通信中斷。
所以在考慮Iur接口的兼容性時,如果出現以上提到的不兼容情況,就需要雙方的RNC都能夠支持直接信令連接重建方案,在不考慮系統功能改進的前提下,把該方案作為管理解決低活躍狀態UE移動性的必要方案。
??? 4、小結
Iur接口是WCDMA系統開放接口之一,盡管各廠家在系統設計和開發時,都遵循統一的規范,但往往在參數設計和功能選擇上,會產生差異。在軟切換、業務重配置、專用測量、非專用信道過程等方面,都會出現不同程度、不同原因的不兼容情況,在某些方面,目前已經有了解決的辦法,而有的方面,還在進一步探索。筆者希望通過對Iur接口兼容性的探討,引起業界對WCDMA系統接口兼容性的重視,不斷的改進設備、完善標準,促進不同廠家設備的互通,推動我國3G產業更加良性的發展。
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