RNC

第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)（3G）中的通用地面無線接入網(wǎng)（Universal Terrestrial Radio Access Network，UTRAN）由基站控制器（Radio Network Controller，RNC）和基站（Node B）組成，所以RNC是UTRAN的交換和控制元素。RNC也稱為無線網(wǎng)絡(luò)控制器。作為3G網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)關(guān)鍵網(wǎng)元RNC，它主要用于管理和控制它下面的多個(gè)基站。RNC的整個(gè)功能分為兩部分：無線資源管理功能和控制功能。無線資源管理主要用于保持無線傳播的穩(wěn)定性和無線連接的服務(wù)質(zhì)量；控制功能包含了所有和無線承載建立、保持和釋放相關(guān)的功能。

RNC與RNC之間通過標(biāo)準(zhǔn)的Iur接口互連，RNC與核心網(wǎng)通過Iu接口互連。RNC主要完成連接建立與斷開、切換、宏分集合并、無線資源管理控制等功能。

無線網(wǎng)絡(luò)控制器（RNC）的高級(jí)任務(wù)包括

1) 管理用于傳輸用戶數(shù)據(jù)的無線接入載波；

2) 管理和優(yōu)化無線網(wǎng)絡(luò)資源；

3) 移動(dòng)性控制；

4) 無線鏈路維護(hù)。 無線網(wǎng)絡(luò)控制器（RNC）具有組幀分配（framing distribution）與選擇、加密、解密、錯(cuò)誤檢查、監(jiān)視、以及狀態(tài)查詢等功能。

RNC按照功能劃分為業(yè)務(wù)、信令、資管、傳輸、操作維護(hù)等多個(gè)子系統(tǒng)。

BSP&DRIVER子系統(tǒng)為其它子系統(tǒng)提供隔離硬件服務(wù)，包括CPU的Boot、OS的啟動(dòng)、接口芯片設(shè)備的驅(qū)動(dòng)等功能。

支撐平臺(tái)子系統(tǒng)為其它子系統(tǒng)提供隔離底層RTOS平臺(tái)以及多處理器系統(tǒng)的分布式運(yùn)行平臺(tái)，完成進(jìn)程調(diào)度、定時(shí)器管理、內(nèi)存管理、進(jìn)程間/板間通信、設(shè)備管理等功能。

承載子系統(tǒng)主要包括用戶數(shù)據(jù)的傳輸層承載以及信令和數(shù)據(jù)共用的物理和鏈路層承載。用戶數(shù)據(jù)的傳輸層承載直接對(duì)應(yīng)于用戶面內(nèi)部數(shù)據(jù)傳遞的底層IP支撐，包括PS Iu接口協(xié)議處理板上網(wǎng)絡(luò)處理器所處理的IPOA微碼、接口板上的ATM<->IP轉(zhuǎn)換的微碼、DSP上處理UDP/IP的代碼等；信令和數(shù)據(jù)共用的物理和鏈路層承載則對(duì)應(yīng)于接口板上相關(guān)的ATM IMA的處理，AAL2和AAL5 SAR的處理等。

系統(tǒng)管理子系統(tǒng)完成整個(gè)系統(tǒng)上電控制、主備倒換控制、實(shí)時(shí)狀態(tài)檢測(cè)等功能。

資源與數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)為其它子系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)服務(wù)。另外，基于RNC的分布式架構(gòu)，在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)功能基礎(chǔ)上，還需要增加處理器之間的數(shù)據(jù)同步等一系列的輔助功能。

操作維護(hù)子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的配置、性能管理、故障和安全管理。

傳輸網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)為無線部分提供傳輸支撐，不包括ATM CPCS以下的部分以及用戶承載部分。

高層信令子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)涵蓋3GPP 25系列所規(guī)定的包括Uu接口、Iu接口、Iub接口、Iur接口等在內(nèi)的層三控制面協(xié)議處理工作，包括無線資源管理、移動(dòng)性管理、信令連接管理等。

業(yè)務(wù)處理子系統(tǒng)則主要負(fù)責(zé)按照業(yè)務(wù)QoS的需求，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在無線接口和Iu接口相互轉(zhuǎn)發(fā)、調(diào)度等。
 

無線網(wǎng)絡(luò)控制器（RNC）還可提供橋接功能，用于連接IP分組交換網(wǎng)絡(luò)。無線網(wǎng)絡(luò)控制器（RNC）不僅支持傳統(tǒng)的ATM AAL2（語音）和AAL5（數(shù)據(jù)）功能，而且還支持IP over ATM（IPoATM）和SONET上的數(shù)據(jù)包（POS）功能。無線用戶的高增長(zhǎng)率對(duì)IP技術(shù)提出了更高的要求，這意味著未來平臺(tái)必須要能夠同時(shí)支持IPv4和IPv6。注意，實(shí)際網(wǎng)絡(luò)傳輸將取決于運(yùn)營(yíng)商（carrier）的情況。在R99中，RNC與節(jié)點(diǎn)B之間通常有一個(gè)SONET環(huán)，其功能相當(dāng)于城域網(wǎng)（MAN）。通過分插復(fù)用器（ADM），可從SONET環(huán)提取或向SONET環(huán)加入數(shù)據(jù)流。這一拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)允許多個(gè)RNC接入多個(gè)節(jié)點(diǎn)B，以形成具有出色靈活性的網(wǎng)絡(luò)。

RNC 系統(tǒng)的硬件按功能進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，子系統(tǒng)之間采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)接口，為以后的系統(tǒng)擴(kuò)容、增加新功能和設(shè)備維護(hù)等提供方便。

根據(jù)系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)的原則，RNC 硬件系統(tǒng)分為以下六個(gè)子系統(tǒng)，即：交換子系統(tǒng)，接入子系統(tǒng)，業(yè)務(wù)處理子系統(tǒng)，網(wǎng)同步子系統(tǒng)，中央控制子系統(tǒng)，告警子系統(tǒng)。

RNC 產(chǎn)品各子系統(tǒng)的功能如下所述：

&middot;接入子系統(tǒng)：提供Iu、Iub等接口接入功能，由接入單板構(gòu)成。

·交換子系統(tǒng)：提供設(shè)備內(nèi)部控制和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)交換，由一級(jí)交換板、二級(jí)交換板構(gòu)成。

·業(yè)務(wù)處理子系統(tǒng)：完成Iu、Iub、Uu等接口業(yè)務(wù)面協(xié)議處理功能，由GTP-U處理板和無線網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)處理板構(gòu)成。

·中央控制子系統(tǒng)：完成傳輸網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)信令、系統(tǒng)控制和操作維護(hù)等功能，由信令處理板、全局處理板等構(gòu)成。

·網(wǎng)同步子系統(tǒng)：完成系統(tǒng)時(shí)鐘產(chǎn)生和分配功能，由網(wǎng)同步板、交換板時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)模塊、業(yè)務(wù)板和接入板時(shí)鐘同步模塊構(gòu)成。

·告警子系統(tǒng)：完成系統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測(cè)和告警功能，由全局板、告警箱等構(gòu)成。

RNC 設(shè)備內(nèi)部各子系統(tǒng)的連接接口如下：

·IF1、IF2、IF3是以太接口，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和控制信令使用獨(dú)立的物理接口，互不影響。其中，采用GE接口傳輸業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；采用FE接口傳輸設(shè)備控制數(shù)據(jù)。

·IF4是系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)同步的控制接口，采用FE接口。

·IF5是時(shí)鐘接口， 接入子系統(tǒng)中各單板的時(shí)鐘通過交換子系統(tǒng)進(jìn)行分發(fā)。

·IF6是設(shè)備的聲光告警接口，采用FE接口。

·IF7是設(shè)備的機(jī)框管理接口，傳遞各電路板與機(jī)框管理模塊的信息，符合IPMI接口規(guī)范。

Iub 連接Node B收發(fā)信機(jī)和無線網(wǎng)絡(luò)控制器（RNC）。這通?？赏ㄟ^T-1/E-1鏈路實(shí)現(xiàn)，該鏈路通常集中在T-1/E-1聚合器中，通過OC-3鏈路向RNC提供流量。

Iur 用于呼叫切換的RNC到RNC連接，通常通過OC-3鏈路實(shí)現(xiàn)。

lu-cs RNC與電路交換語音網(wǎng)絡(luò)之間的核心網(wǎng)接口。通常作為OC-12速率鏈路實(shí)施。

lu-ps RNC與分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間的核心網(wǎng)接口。通常作為OC-12速率鏈路實(shí)施。

通過采用源于UMTS 6號(hào)報(bào)告的流量模型，從而對(duì)內(nèi)部性能指標(biāo)進(jìn)行評(píng)測(cè)（UMTS 6號(hào)報(bào)告參見http://www.umts-forum .org/servlet/dycon/ztumts/umts/Live/en/umts/Resources_Reports_06_index）。此模型設(shè)計(jì)了一個(gè)流量負(fù)載，旨在代表2005年典型的UMTS網(wǎng)絡(luò)。它將語音和數(shù)據(jù)流混合在一起，后者要求每用戶具有384 Kpbs的帶寬。利用這種流量模型，一個(gè)采用IXP2800網(wǎng)絡(luò)處理器的無線網(wǎng)絡(luò)層（RNL）卡可以處理72,000個(gè)用戶，產(chǎn)生3,540厄蘭的電路交換和分組交換流量的混合負(fù)載。采用只含有電路交換語音呼叫的低要求流量模型，該卡可處理180,000個(gè)用戶。 基于這種設(shè)計(jì)的無線網(wǎng)絡(luò)層（RNL）卡可與線路卡及其它ATCA組件相結(jié)合，以創(chuàng)建功能極為強(qiáng)大的緊湊型無線網(wǎng)絡(luò)控制器（RNC）數(shù)據(jù)面板系統(tǒng)。圖5中的系統(tǒng)展示了一種帶有14卡插槽的標(biāo)準(zhǔn)19英寸ATCA支架。一個(gè)支架可以處理500,000個(gè)用戶的流量，并支持555 Mbps的分組交換數(shù)據(jù)吞吐率。眾多機(jī)架可以在一個(gè)電信機(jī)架中互連，從而支持更高的密度。 圖5中的系統(tǒng)共包含12個(gè)卡，包括備用卡，可提供電信級(jí)可靠性和穩(wěn)定性。所有線路卡和無線網(wǎng)絡(luò)層（RNL）卡均使用英特爾IXP2XXX網(wǎng)絡(luò)處理器，以提供高性能、線速傳輸、切換和協(xié)議處理。線路卡具備支持全部廣域網(wǎng)接口的能力，包括從T-1/E-1到同步光纖網(wǎng)絡(luò)（SONET）和千兆位以太網(wǎng)速率。 在該范例系統(tǒng)中，線路卡部署于一個(gè)2+1配置中：兩個(gè)活動(dòng)線路卡和一個(gè)備用線路卡。無線接入網(wǎng)（RAN）端有8個(gè)活動(dòng)OC-3接口，還有8個(gè)額外OC-3接口用于故障切換。另外還有2個(gè)活動(dòng)OC-12核心網(wǎng)接口和2個(gè)備用接口。線路卡符合同步光纖網(wǎng)絡(luò)（SONET）自動(dòng)保護(hù)轉(zhuǎn)換（APS）標(biāo)準(zhǔn)，以便進(jìn)行故障切換。 這些卡可使用符合ATCA 3.1標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)交換結(jié)構(gòu)進(jìn)行互連。其中包含兩個(gè)以太網(wǎng)交換卡，以支持各卡之間的各種連接選件。一種可行的替代設(shè)計(jì)方案，是使用以太網(wǎng)交換機(jī)作為兩個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)層（RNL）卡的夾層卡。這種設(shè)計(jì)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，它可以釋放兩個(gè)節(jié)點(diǎn)插槽，用于創(chuàng)收型卡。

提供重要性能和成本節(jié)省

與替代方案相比，將ATCA和IXP2XXX網(wǎng)絡(luò)處理器相結(jié)合，可以提供重要性能和成本節(jié)省。當(dāng)前的無線網(wǎng)絡(luò)控制器（RNC）設(shè)計(jì)通常要求多個(gè)機(jī)架的設(shè)備來支持100,000至200,000的用戶密度。范例設(shè)計(jì)可通過電信機(jī)架中的一個(gè)機(jī)架支持500,000個(gè)用戶，此舉可以顯著節(jié)省功耗成本和中央辦公室占地面積。