1. UTRAN ARCHITECTURE

2. 차례 STANDARDS HISTORY IMT-2000 SYSTEM COMPARISON UMTS ARCHITECTURE
UTRAN PROTOCOL ARCHITECTURE
UTRAN Network Elements
RNC/nodeB Configuration and Function
Technology Area
References

3. History of Mobile Systems
2nd Gen.(1990s)
(Digital Systems)
1st Gen.(1980s)
(Analogue Systems)
Europe
TACS
GSM (TDMA) since 1992
more than 40 million subscribers in
more than 100 countries
Japan
NTT System
TACS
PDC (TDMA) since 1993
Some 40 million subscribers in Japan
Korea
Japan
IS-54 (TDMA) since 1993
AMPS
North
America
IS-41/95 (CDMA) since 1995
GSM : Global System for Mobile communications
TDMA : Time-Division Multiple Access
PDC : Personal Digital Cellular
CDMA : Code-Division Multiple Access

4. 3G Mobile Systems 2nd Generation 3rd Generation (From) (To)
Low Data Rates
Voice
Regional Roaming
Wireless only
Higher Data Rates
Internet and Multimedia
Global Roaming/Service Delivery
Wireless and Wired
(Fixed-Mobile Convergence)

5. IMT-2000 Radio and Service Environments
A single world standard to support a wide range of
radio operating environments and service types

6. Standardization Process
Overall Global Coordination:
ITU under the name of IMT-2000
ITU-R Radio aspects (Air Interface) (Task Group 8/1)
ITU-T Network aspects (Roaming, etc) (Lead SG: SG 11)
Coordinated Inputs
3GPP-2
(3G Partnership Project -2)
established in January 1999
3GPP
(3G Partnership Project)
established in January 1999
ETSI : Europe/GSM,UMTS,W-CDMA
ARIB, TTC: Japan/GSM,W-CDMA
T1P1: USA/GSM, W-CDMA
TIA, T1P1: USA/cdma2000,
UWC-136, ANSI-41
TTA: Korea/cdma2000, ANSI-41
ARIB, TTC: Japan/as above

7. UMTS v.s. cdma2000

8. Wireless Technology Comparison(1)

9. Wireless Technology Comparison(2)

10. cdma2000 v.s. WCDMA 동기식 (IS-95A/B) 1.2288Mcps 동기식 (cdma2000 1X)
비동기식
(W-CDMA)
3.8400Mcps

11. NETWORK Comparison(UMTS)
Intelligent Network
UMS
SCE
SMS
HLR/
VMS
EIR
SMSC IP
SCP IP
FMS
CAP
GGSN
ISUP
MAP
DHCP
AAA
DNS
UTRAN
UMSC
MIP
VLR
Internet
GGSN Server
MIP
VLR
Node-B(옥내형)
MSC Server
Router R F BB
BTS 제어
Iub
RNC
SGSN Server
BTS 접속
핵심망 접속 Iu
S-HUB
ATM
스위치 HA
No.7 TP
PFE(FA) R F BB
BTS 제어
Node-B(옥외형) 정 류 기
트래픽 처리 클럭 모듈
S-HUB
제어부 IP
MExE TP
PFE
Server
GAN
RAN
운영관리
ATM
Network
SAT
Server
Transcoder
GMSC
Node-B BG
RNC
MIP
VLR
GMSC Server BG
Other PLMN
S-HUB TP
PSTN
Transcoder

12. NETWORK Comparison(cdma2000)
Intelligent Network
MAP
MAP
ISUP
ISUP
MAP/CAP
TCP/IP
TCP/IP
TCP/IP
TCP/IP
TCP/IP
TCP/IP
HLR/
SMSC/
VMS/ IP
SCP
SMS
SCE
AUC
OTAF
FMS
MSC
SDX-200
Circuit Switch
VLR
PSTN/
ISDN
No.7
BSS
VLR
BSM
Other
PLMN
BTS
BSC
BTS
GAN
BTS
BSC
PDSN
PDSN
BTS
Internet
ROUTER
AAA

13. Work of Operators Harmonization Group (OHG)
GSM MAP
ANSI 41
GSM MAP
ANSI 41
L3, MM,CC
(WCDMA)
L3, MM,CC
(cdma2000)
L3, MM,CC
(WCDMA)
L3, MM,CC
(cdma2000)
L3 RRC (WCDMA)
Hooks
Extension
Extension
Hooks
L3 (cdma2000)
L2 (WCDMA)
Hooks
Extension
Extension
Hooks
L2 (cdma2000) L1
(WCDMA as per Section 2)
Hooks
Extension
???
Extension
???
Hooks L1
(cdma2000 as per Section 2)
MULTI-CARRIER
DIRECT SPREAD

14. IMT-2000 System Evolution cdma2000 1x EDGE/GPRS GSM GSM+ GPRS UMTS/
Systems
GSM
GSM+
GPRS
3GPP
UMTS/
W-CDMA
UWC-136 HS
(EDGE)
TDMA
(IS-136)
cdma2000
1x EV
CDMA
(IS-95)
cdma2000 1x
cdma2000 3x
3GPP2

15. UMTS High Level System ArchitectureUu Iu UE
UTRAN CN
단말기
무선망
핵심망

16. UMTS System Architecture
UTRAN

17. 용어 설명 UMTS : Universal Mobile Telecommunications System
RAN : Radio Access Network
CN : Core Network
UTRAN : UMTS Terrestrial Radio Access Network
RNC : Radio Network Controller (BSC)
node B : Special Name of Base Station in 3GPP Specification (BTS)
UE : User Equipment ( = Mobile Station)
SRNS : Serving Radio Network Subsystem = SRNC + node Bs
DRNS : Drift Radio Network Subsystem = DRNC + node Bs
CRNS : Controlling Radio Network Subsystem = CRNC + node Bs
Iu : Reference point between RNC and CN
Iub : Reference point between node B and RNC
Iur : Reference point between RNC and another RNC
Uu : Reference point between UE and node B

18. UTRAN Protocol Architecture

19. Protocol Spec. number NBAP : 25.433 RANAP : 25.413 RRM : 25.922
RNSAP :
RRC :
PDCP :
BMC :
RLC :
MAC :
SCCP : Q.711
AAL2(CS) : Q
AAL2(STC) : Q
AAL5 : I.363
MTP-3b : Q.2210
SSCF-UNI : Q.2130
SSCOP : Q.2110
SNNI : Q.2140
SCTP : draft-ietf-sigtran-sctp-05.txt
ITUN : draft-ietf-sigtran-itun-00.txt

20. UMTS Network Elements MIP TP MIP SGSN(PS) No.7 PSTN Other PLMN
Intelligent Network
SCE
SMS
HLR/
SMSC/
EIR
OTAF
VMS/ IP
SCP
FMS
CAP
MAP
ISUP
UTRAN
UMSC
G-UMSC
DHCP
AAA
MIP
MIP
VLR
MSC(CS)
GMSC(CS)
Node-B
Internet R F BB
BTS 제어 HA
Iub
RNC
GGSN(PS)
SGSN(PS)
BTS 접속
핵심망 접속 FA Iu
Router
ATM
스위치
No.7
S-HUB
트래픽 처리 클럭 모듈
S-HUB
AAL2/5
S-HU
Node-B
제어부 R F BB
BTS 제어 TP TP
PFE(FA)
ATM
Network IP
AAL2/5
GAN
RAN
운영관리
Transcoder
MExE
Server BG
SAT
ISUP
Server
Node-B
RNC
PSTN
Other PLMN

21. UTRAN 구성도 Node-B RNC Node-B Node-B RNC R F BB BTS 제어 Iub Iu BTS 접속 핵심망
ATM
스위치
트래픽 처리 클럭 모듈
Node-B
제어부 R F BB
BTS 제어
GAN
RAN
운영관리 Uu
Node-B
RNC

22. RNC 구성도 제어국 STM-1 핵 E1 기 심 지 망 국 STM-1 E1 핵심망 접속부 기지국 접속부 광 정합 E1정합
ATM 정합
ATM 정합 E1
STM-1
ATM
SWITCH
E1정합
광 정합
주 제어부
트래픽 처리부
ATM 정합
프로토콜 처리
트래픽 처리
스위치
제어부
ATM 정합
트래픽 처리
ATM SWITCH
클럭 모듈
Alarm 처리
클럭생성분배 생성 분배

23. node B 구성도 무선접속부 베이스 밴드 기지국제어 및 접속부 R N E1 C 안 테 나 정 합 부 파 워 증 폭 장 치
RNC
접속부 E1 안 테 나 정 합 부 파 워 증 폭 장 치 RF 송 수 신
채널카드 IF 처 리
Local
라우팅
Global
라우팅
기지국 제어
채널카드 알람 알람
클럭 생성/분배
무선접속부
베이스 밴드
기지국제어 및 접속부

24. RNC 구조 GAN RNC URM <BIB> <ATP> <RMP> <HAB>
: ATM BUS
UMSC
RHPA
ACMA
BTS
E1/T1
-ATM
E1/T1-ATM
STM-1s
HACA
RCDA
GCRA
각 Module
Clock 공급
STM-1 ATM
(155M) or
STM-1s ATM
Option
ASFA
<BIB>
<ATP>
<RMP>
<HAB>
<RSB>
<NSB>
<MIB>
<GIB>
URM
RNC
GAN
other
GIB
GSB
GAP
HAB
Iur I/F
RETA
RS1A

25. RNC의 기능(1) General ATM Switch Block (GSB)
☞ 타 UMSC의 RNC 및 해당 UMSC내 각 RNC 사이의 음성/신호 경로 제공
(Iur I/F : Transport Layer만 제공))
☞ RNC 간 Handover 기능제공
☞ URM과 RNC 시스템간의 통신경로 제공
GAN Main Processor (GAP)
☞ GAN 제어(HAB 제어 포함)
☞ ATM Call/Connection 제어
☞ ATM Switch 제어
RNC ATM Switch Block (RSB)
☞ 해당 RNC내 각 Processor의 정보를 전송해 주는 ATM 스위치 기능
☞ RNC와 BTS 사이의 User채널 접속 기능 제공
☞ GAN과 연결되어 RNC 사이의 접속 기능 제공

26. RNC의 기능(2) General ATM Switch Block (GSB)
☞ 타 UMSC의 RNC 및 해당 UMSC내 각 RNC 사이의 음성/신호 경로 제공
(Iur I/F : Transport Layer만 제공))
☞ RNC 간 Handover 기능제공
☞ URM과 RNC 시스템간의 통신경로 제공
GAN Main Processor (GAP)
☞ GAN 제어(HAB 제어 포함)
☞ ATM Call/Connection 제어
☞ ATM Switch 제어
RNC ATM Switch Block (RSB)
☞ 해당 RNC내 각 Processor의 정보를 전송해 주는 ATM 스위치 기능
☞ RNC와 BTS 사이의 User채널 접속 기능 제공
☞ GAN과 연결되어 RNC 사이의 접속 기능 제공

27. RNC의 기능(3) Network Sync. clock distribution Block (NSB)
Hardware Alarm collecting Block (HAB)
☞ 하위 보드에서 발생되는 장애신호 수집
☞ 기능장애가 발생된 보드에 대한 원격 Reset을 위한 Reset신호 발생
MSC Interface Block (MIB)
☞ UMSC와 RNC 사이의 송수신되는 음성 및 Data 트래픽 정합처리 기능
☞ AAL2 신호 제어기능
GAN Interface Block (GIB)
☞ RNC와 GAN 사이의 송수신되는 음성 및 Data 트래픽 정합처리 기능
☞ AAL2 처리기능
BTS Interface Block (BIB)
☞ RNC와 BTS 사이의 송수신되는 음성 및 Data 트래픽 정합처리 기능

28. Node B 구조 RNC IFDA TRXA CEMA PAU Antenna FEU BRAA BCDA BCPA CECA
BCAA
MAP
DCP
UBDA
RNC
IFDA
TRXA
CEMA
PAU
Antenna
FEU
BRAA
Ethernet
ATM-Bus
ATM Bus
CD-Bus
ATM Link
E1/T1-ATM or
STM-1(OC-3)
BCDA
BCPA
CECA
<BCB>
<CEB>
<TRB>
Option
GCRA
각 Module
Clock 공급
<RFB>
UBSA
TFCU or
BETA
BS1A

29. Node B의 기능(1) BTS Control Block (BCB) ☞ BTS 운용 및 유지 보수
☞ BTS와 RNC 사이의 송수신되는 음성 및 Data 트래픽 정합처리 기능
☞ AAL2 신호 제어기능
☞ BTS 각 프로세서 사이 통신경로 제공
☞ BTS에 필요한 클럭 생성 및 공급
☞ 하위 보드에서 발생되는 장애신호 수집
☞ 기능장애가 발생된 보드에 대한 원격 Reset을 위한 Reset신호 발생
Channel Element Block (CEB)
☞ RNC와 TRB 사이에 순방향 신호를 W-CDMA 신호로 변환
☞ 역으로 신호는 W-CDMA 신호를 일반 Digital 신호로 역변환
☞ BTS 내부 다이버시티 제어 ☞ Overhead 채널 제어
☞ Modem Interface 제어
Transceiver Block (TRB)
☞ W-CDMA I/F 주파수 신호를 수신하여 2.1GHz 주파수 대역의 고주파 신호로 주파수 변환 하여
Power Amp.로 전송
☞ 역으로 Front End로부터 수신되는 고주파 신호를 I/F 신호로 변환하여 IFDA 보드로 전송

30. Node B의 기능(2) BTS Control Processor Block (BCP)
☞ BTS 내의 모든 하드웨어와 소프트웨어의 상태 관리 및 이를 RNC를 통해 BSM에 보고
☞ RNC 와 제어신호처리 ☞ BTS에서 발생되는 호처리를 수행
☞ BTS의 자원할당 ☞ Overload 제어
☞ Broadcasting 및 Paging 채널 정보 처리
RNC Interface Block (RIB)
☞ BTS와 RNC 사이의 송수신되는 음성 및 Data 트래픽 정합처리 기능
☞ AAL2 신호 제어기능
Radio Frequency Block (RFB)
☞ 안테나와 TRB 사이에서 송수신 신호의 대역을 필터링 및 증폭
☞ TRB로부터 들어온 신호의 필요한 대역을 필터링 하고 각 주파수를 합하여 안테나로 송출
☞ 안테나에서 수신된 신호의 필요한 대역을 필터링하고 신호를 증폭하여 TRB로 분배

31. RACK 형상 BCB CEB ( 2 FA3Sector) TRB 4 PAB 3 FA) FEB CEB ( 2 FA3Sector)
PDP
FAN
MIB
RMP/HAB
/RSB/GIB
RMP
NSB
BIB
ATP1
ATP0
Filter
Filter
PDP
FAN
Shelf
BCB
CEB ( 2
FA3Sector)
TRB 4
PAB 3
FA)
FEB
Filter
PDP
FAN
Shelf
CEB ( 2
FA3Sector)
BLANK
PAB 3
FA)
RNC
Node B

32. 기술 분야 S/W UMTS Air Interface Protocol
Node-B to RNC / RNC to RNC / RNC to CN Call Processing
O&M SW / NMS SW / ATM SW / OS
Digital H/W 파트
Micro Processor HW
Network Interface HW
ATM Switch/Bus/Controller
MODEM
기지국용 MODEM ASIC 개발
DSP SW 개발 RF
Power Amp / Antenna
RF / IF Board HW
System
시스템 구조 설계
시스템 Integration
시스템 Test

33. 참고 자료 WCDMA for UMTS John Wiley & Sons, Ltd
Contributions in ITU-R TG8/1 Evaluation workshopsn (98. July)
Contributions in ITU-R TG8/1 RTT workshops(98.Nov)
UMTS Forum report
3GPP project description
3GPP2 project description