WCDMA系统Iur接口兼容性分析

1、概述

　　Iur接口是RNC用于同其他RNC进行信令和数据交互的接口，是WCDMA无线网络子系统(RNS)之间互联的纽带。不同厂家RNC设备之间的兼容性，成为系统互联互通正常工作的关键。本文从5个方面详细分析了Iur接口的兼容性，预测了会出现的问题并探讨了相应的解决方案。

    2、WCDMA Iur接口概述

　　Iur接口是WCDMA系统无线子网络重要的开放接口之一，在逻辑上它位于两个RNC(无线网络控制器)之间，是RNC用于完成和其他RNC互联的接口，是无线网络子系统(RNS)之间互联的纽带，通过Iur接口，不同的RNS可以连在一起，通过专用的协议----RANSAP(无线网络子系统应用部分)完成与UTRAN有连接的UE跨RNS的移动性管理，包括RNS间的切换、无线资源处理和同步等功能。图1给出了Iur接口的位置。

 

图1　Iur接口的位置

　　当一个移动用户建立了到UTRAN的连接，并在Iur接口产生了软切换，就会用到多于一个RNS的资源，不同的RNC此时充当着不同的角色：

　　(1)服务RNC(SRNC)。保持该移动用户与核心网的Iu连接的RNC是SRNC，负责核心网和用户之间的数据传送和Iu接口RANAP信令的转送和接收，负责进行无线资源控制(RRC)，负责对空中接口的数据进行L2(MAC与RLC)层的处理，并执行基本无线资源管理操作，如切换判决、外环功率控制和RAB(无线接入承载)的参数向空口传输信道参数的转化等。

　　(2)漂移RNC(DRNC)。DNRC是SRNC以外的其他RNC。它们控制该移动用户使用的小区，如果需要，DRNC可以进行宏分集合并。除非该用户使用公共传输信道，DRNC不会进行用户面数据的L2层处理，而只是将Iub接口数据透明的通过Iur接口的路由传递给SNRC。一个用户的DRNC可以不止一个。

　　2代GSM/GPRS系统的基站控制器(BSC)之间没有类似的接口，之所以要在WCDMA系统中引入Iur接口，最初的考虑就是要发挥CDMA系统软切换的优势，使得UE在跨无线网络子系统移动时，也能获得软切换带来的增益，提高网络服务质量。但后来，随着标准化工作的步步深入，Iur接口被赋予了越来越多的功能。

　　目前Iur接口主要的功能，有以下3种：RNC之间基本移动性的管理、支持公共信道的业务流程、支持专用信道的业务流程。其中支持专用信道的业务流程是移动用户处于专用信道状态下进行的业务流程，通俗讲，就是进行各种不同业务跨Iur接口的软切换和更软切换(包括切入、切出)，并完成相关的无线资源管理；而另外两项功能都是在移动用户发起分组域业务，处于非专用信道状态下(CELL_FACH/CELL_PCH/URA_PCH)，活动性较低，用户和网络之间交互的数据量较少甚至没有。我们通常习惯于把这两种情况归为一类进行分析，称为非专用信道过程。

　　在第三代移动通信的网络实施和运行维护中，不同厂家的RNC设备进行互联构建Iur接口的可能性很大，而相互之间的兼容性(或称互操作性)，对网络的质量和运维的难度带来较大的影响，需从建网一开始起就加以重视并进行相关的分析。

    3、接口兼容性分析

　　从本质来说，Iur接口的兼容性分析，是和系统希望达到的网络质量和想要提供的业务密切相关的。从无线接入网的角度来说，良好的兼容性是上层给移动用户提供满意业务的可靠前提。因此，对兼容性的要求，需要根据整体的网络技术体制和要求，并结合相应的测试结果进行分析。笔者认为，以下几个方面可能会对Iur接口的兼容性带来影响，列举于此，给大家提供一些思路。

　　3.1　软切换

　　软切换是Iur接口最基本的功能。完成跨Iur的软切换，是各厂家RNC设备的基本要求。通常在单系统网络环境中(RNC是同一家设备)，一般问题不会太大。但当不同厂家RNC互连时，很有可能会因为参数配置和消息时序的要求不同而出现问题。

　　和软切换相关的接口消息，是无线链路建立/增加请求和响应(RL SETUP/ADDTION REQUEST/RESPONSE)。SRNC在无线链路建立请求消息中，会要求DRNC给UE准备软切换需要的资源，其中包括：上/下行专用物理信道信息、专用传输信道信息、无线链路信息和压缩模式信息等，在这些信息中，又对具体的参数进行了详细的规定。其中，比较容易出现不兼容的有：上/下行专用物理信道的时隙格式；专用传输信道的时间到达窗尺寸、业务信道的类型描述；无线链路信息中的分集合并控制等等。这些都是在规范中规定的关键参数，在参数检查中，如果出现不能匹配的情况，会造成无线链路建立或增加的失败，软切换无法完成。

　　另外，还会出现部分业务不兼容的情况，例如语音、分组业务都正常，但可视电话切换失败。这种情况下，表明双方RNC具备基本的互通能力，但在部分业务的专用参数上，存在不匹配的情况，需要针对这些参数，具体分析，找出问题所在。

　　从另一个方面说，不同厂家的设备相同，参数的默认值有可能不同，但也都有一定的可调范围，因此需要调整到一个双方都能接受的范围，从而使得双方的相互切换都能顺利的完成。软切换是Iur接口最基本的功能，不同厂家的RNC务必要能够完成这部分功能的兼容，否则根本谈不上Iur接口的互通。

　　3.2　业务的重配置

　　无论是现有运营商还是新运营商，保持业务的连续性是业务推广的必要条件。WCDMA系统初期应该以一个合理的负荷来建网，以宏蜂窝三扇区单载频为主，同时对一些重点建筑考虑室内分布系统。后期扩容应以增加载频为主。

　　通过从Iur接口的信令流程分析，可以比较清晰的看到重配置失败的情况，再通过对设备本身默认参数的对比，不难发现最有可能出现不兼容现象的成因有以下几种情况：上下行无线资源不可获得、请求的配置不支持、专用传输信道类型不支持等。另外，也有可能出现DRNC返回的响应消息为SRNC不认可的情况，例如某些参数值DRNC没有返回，或和SRNC要求的范围不匹配等等。

　　在软切换和业务重配置中，很有可能出现失败的另一类原因来自于RNC的无线资源控制。例如由于接入控制或者负载控制，DRNC不允许UE切入自己的覆盖区，或者不能够分配给UE足够的用户面资源完成并发业务，这里，我们也暂时把这些情况作为广义的不兼容情况列出。

　　3.3　专用测量功能

　　Iur接口的专用测量过程，是UE在跨Iur接口切换时，由SNRC发起的针对该UE的各项性能指标，如TCP(发射码域功率)、SIR、SIR Error或RTT(环回时间等)的测量，使得尽管该UE不在自己所属的基站下，SRNC仍能够对其进行有效的无线资源管理。

　　由于无线资源管理算法的复杂性和多样性，在统一的专用测量执行机制(信令消息格式相同)的约束下，测量的内容、方式非常多样。例如，在专用测量目标类型(Dedicated Measurement Object Type)上，可以有RL、RLS、ALL RL、ALL RLS；在测量内容上(Dedicated Measurement Type)，可以是TCP、SIR、SIR Error或RTT；而在报告机制上，可以是事件A到事件F，以及周期型上报。

　　这就造成不同厂家在实现专用测量上，会出现支持不同的测量目标、测量内容和报告机制，造成Iur接口不能够完成SNRC发起的测量任务，导致SRNC无法及时合理的控制UE使用的无线资源，不但影响该用户的服务质量，对整个小区的通信质量，都会造成相应恶化，这是CDMA系统的自干扰特性决定的。

　　专用测量的一个主要作用是进行下行功率平衡，避免功率漂移。对Iur接口切换来说，SRNC需要通过专用测量功能知道在另一个RNC下的UE下行发射功率，判断多条链路的功率差异情况，从而给出一个下行发射功率的参考值供各条无线链路参考，完成下行功率平衡，使各条链路的发射功率维持在比较均衡的状态，保持软切换带来的增益。如果双方RNC不能很好的支持对于UE下行发射功率的测量和上报，SRNC就不能及时的进行功率平衡，软切换带来的实际增益将会受到很大影响。

　　3.4　非专用传输信道的移动性

　　在UE进行分组域数据业务时，根据数据速率的大小和需要对无线资源的占用情况，网络会为UE分配不同的RRC状态，当UE处于大数据量传输时，通常处于CELL_DCH状态，使用专用的无线资源；当UE处于小数据量或无数据量传输时，网络会让UE处于CELL_FACH、CELL_PCH、URA_PCH状态，和其他手机使用公共的无线传输资源。在这种情况下的跨Iur接口的移动性，就是我们前面提到的非专用传输信道的移动性。

　　非专用传输信道的移动性通常有4种解决方案：上下行信令传输、SRNS重定位、公共传输信道过程和直接信令连接重建。每种方案适用的条件和对象都有所不同。

　　不同厂家的设备，出于对市场需求的分析和系统设计的考虑，对URA_PCH、CELL_FACH、CELL_PCH的支持能力是不同的。有的会选择CELL_PCH，有的则会选择CELL_FACH；支持同一种状态，可能采用的解决方案也不同，有的可能选择SRNS重定位，有的就可能选择公共传输信道过程。这样在Iur接口就有可能出现由于支持状态不同、方案不同造成的不兼容。UE在跨Iur接口移动时，就会不可避免的出现通信中断。

　　为了能让UE在不兼容条件下仍然能够保持较好的移动性，3GPP提出了一种解决方案----直接信令连接重建。直接信令连接重建就是处于CELL_FACH、CELL_PCH、URA_PCH状态下的UE在SRNC控制下释放掉并和原有SRNC的RRC连接(当然还包括相应的接入网核心网资源)，在新的RNC下重新建立RRC连接，回到通信状态。这样在双方RNC对UE的低活跃状态不兼容时，不至于造成不可恢复的通信中断。

　　所以在考虑Iur接口的兼容性时，如果出现以上提到的不兼容情况，就需要双方的RNC都能够支持直接信令连接重建方案，在不考虑系统功能改进的前提下，把该方案作为管理解决低活跃状态UE移动性的必要方案。

    4、小结

　　Iur接口是WCDMA系统开放接口之一，尽管各厂家在系统设计和开发时，都遵循统一的规范，但往往在参数设计和功能选择上，会产生差异。在软切换、业务重配置、专用测量、非专用信道过程等方面，都会出现不同程度、不同原因的不兼容情况，在某些方面，目前已经有了解决的办法，而有的方面，还在进一步探索。笔者希望通过对Iur接口兼容性的探讨，引起业界对WCDMA系统接口兼容性的重视，不断的改进设备、完善标准，促进不同厂家设备的互通，推动我国3G产业更加良性的发展。