RNC

第三代移动通信网络（3G）中的通用地面无线接入网（Universal Terrestrial Radio Access Network，UTRAN）由基站控制器（Radio Network Controller，RNC）和基站（Node B）组成，所以RNC是UTRAN的交换和控制元素。RNC也称为无线网络控制器。作为3G网络的一个关键网元RNC，它主要用于管理和控制它下面的多个基站。RNC的整个功能分为两部分：无线资源管理功能和控制功能。无线资源管理主要用于保持无线传播的稳定性和无线连接的服务质量；控制功能包含了所有和无线承载建立、保持和释放相关的功能。

RNC与RNC之间通过标准的Iur接口互连，RNC与核心网通过Iu接口互连。RNC主要完成连接建立与断开、切换、宏分集合并、无线资源管理控制等功能。

无线网络控制器（RNC）的高级任务包括

1) 管理用于传输用户数据的无线接入载波；

2) 管理和优化无线网络资源；

3) 移动性控制；

4) 无线链路维护。 无线网络控制器（RNC）具有组帧分配（framing distribution）与选择、加密、解密、错误检查、监视、以及状态查询等功能。

RNC按照功能划分为业务、信令、资管、传输、操作维护等多个子系统。

BSP&DRIVER子系统为其它子系统提供隔离硬件服务，包括CPU的Boot、OS的启动、接口芯片设备的驱动等功能。

支撑平台子系统为其它子系统提供隔离底层RTOS平台以及多处理器系统的分布式运行平台，完成进程调度、定时器管理、内存管理、进程间/板间通信、设备管理等功能。

承载子系统主要包括用户数据的传输层承载以及信令和数据共用的物理和链路层承载。用户数据的传输层承载直接对应于用户面内部数据传递的底层IP支撑，包括PS Iu接口协议处理板上网络处理器所处理的IPOA微码、接口板上的ATM<->IP转换的微码、DSP上处理UDP/IP的代码等；信令和数据共用的物理和链路层承载则对应于接口板上相关的ATM IMA的处理，AAL2和AAL5 SAR的处理等。

系统管理子系统完成整个系统上电控制、主备倒换控制、实时状态检测等功能。

资源与数据管理子系统为其它子系统提供数据服务。另外，基于RNC的分布式架构，在传统数据库功能基础上，还需要增加处理器之间的数据同步等一系列的辅助功能。

操作维护子系统实现系统的配置、性能管理、故障和安全管理。

传输网络子系统为无线部分提供传输支撑，不包括ATM CPCS以下的部分以及用户承载部分。

高层信令子系统主要负责涵盖3GPP 25系列所规定的包括Uu接口、Iu接口、Iub接口、Iur接口等在内的层三控制面协议处理工作，包括无线资源管理、移动性管理、信令连接管理等。

业务处理子系统则主要负责按照业务QoS的需求，实现数据在无线接口和Iu接口相互转发、调度等。
 

无线网络控制器（RNC）还可提供桥接功能，用于连接IP分组交换网络。无线网络控制器（RNC）不仅支持传统的ATM AAL2（语音）和AAL5（数据）功能，而且还支持IP over ATM（IPoATM）和SONET上的数据包（POS）功能。无线用户的高增长率对IP技术提出了更高的要求，这意味着未来平台必须要能够同时支持IPv4和IPv6。注意，实际网络传输将取决于运营商（carrier）的情况。在R99中，RNC与节点B之间通常有一个SONET环，其功能相当于城域网（MAN）。通过分插复用器（ADM），可从SONET环提取或向SONET环加入数据流。这一拓扑结构允许多个RNC接入多个节点B，以形成具有出色灵活性的网络。

RNC 系统的硬件按功能进行模块化设计，子系统之间采用统一的标准接口，为以后的系统扩容、增加新功能和设备维护等提供方便。

根据系统模块化设计的原则，RNC 硬件系统分为以下六个子系统，即：交换子系统，接入子系统，业务处理子系统，网同步子系统，中央控制子系统，告警子系统。

RNC 产品各子系统的功能如下所述：

&middot;接入子系统：提供Iu、Iub等接口接入功能，由接入单板构成。

·交换子系统：提供设备内部控制和业务数据交换，由一级交换板、二级交换板构成。

·业务处理子系统：完成Iu、Iub、Uu等接口业务面协议处理功能，由GTP-U处理板和无线网络业务处理板构成。

·中央控制子系统：完成传输网络、无线网络信令、系统控制和操作维护等功能，由信令处理板、全局处理板等构成。

·网同步子系统：完成系统时钟产生和分配功能，由网同步板、交换板时钟驱动模块、业务板和接入板时钟同步模块构成。

·告警子系统：完成系统环境监测和告警功能，由全局板、告警箱等构成。

RNC 设备内部各子系统的连接接口如下：

·IF1、IF2、IF3是以太接口，业务数据和控制信令使用独立的物理接口，互不影响。其中，采用GE接口传输业务数据；采用FE接口传输设备控制数据。

·IF4是系统对网同步的控制接口，采用FE接口。

·IF5是时钟接口， 接入子系统中各单板的时钟通过交换子系统进行分发。

·IF6是设备的声光告警接口，采用FE接口。

·IF7是设备的机框管理接口，传递各电路板与机框管理模块的信息，符合IPMI接口规范。

Iub 连接Node B收发信机和无线网络控制器（RNC）。这通常可通过T-1/E-1链路实现，该链路通常集中在T-1/E-1聚合器中，通过OC-3链路向RNC提供流量。

Iur 用于呼叫切换的RNC到RNC连接，通常通过OC-3链路实现。

lu-cs RNC与电路交换语音网络之间的核心网接口。通常作为OC-12速率链路实施。

lu-ps RNC与分组交换数据网络之间的核心网接口。通常作为OC-12速率链路实施。

通过采用源于UMTS 6号报告的流量模型，从而对内部性能指标进行评测（UMTS 6号报告参见http://www.umts-forum .org/servlet/dycon/ztumts/umts/Live/en/umts/Resources_Reports_06_index）。此模型设计了一个流量负载，旨在代表2005年典型的UMTS网络。它将语音和数据流混合在一起，后者要求每用户具有384 Kpbs的带宽。利用这种流量模型，一个采用IXP2800网络处理器的无线网络层（RNL）卡可以处理72,000个用户，产生3,540厄兰的电路交换和分组交换流量的混合负载。采用只含有电路交换语音呼叫的低要求流量模型，该卡可处理180,000个用户。 基于这种设计的无线网络层（RNL）卡可与线路卡及其它ATCA组件相结合，以创建功能极为强大的紧凑型无线网络控制器（RNC）数据面板系统。图5中的系统展示了一种带有14卡插槽的标准19英寸ATCA支架。一个支架可以处理500,000个用户的流量，并支持555 Mbps的分组交换数据吞吐率。众多机架可以在一个电信机架中互连，从而支持更高的密度。 图5中的系统共包含12个卡，包括备用卡，可提供电信级可靠性和稳定性。所有线路卡和无线网络层（RNL）卡均使用英特尔IXP2XXX网络处理器，以提供高性能、线速传输、切换和协议处理。线路卡具备支持全部广域网接口的能力，包括从T-1/E-1到同步光纤网络（SONET）和千兆位以太网速率。 在该范例系统中，线路卡部署于一个2+1配置中：两个活动线路卡和一个备用线路卡。无线接入网（RAN）端有8个活动OC-3接口，还有8个额外OC-3接口用于故障切换。另外还有2个活动OC-12核心网接口和2个备用接口。线路卡符合同步光纤网络（SONET）自动保护转换（APS）标准，以便进行故障切换。 这些卡可使用符合ATCA 3.1标准的以太网交换结构进行互连。其中包含两个以太网交换卡，以支持各卡之间的各种连接选件。一种可行的替代设计方案，是使用以太网交换机作为两个无线网络层（RNL）卡的夹层卡。这种设计具有明显的优势，它可以释放两个节点插槽，用于创收型卡。

提供重要性能和成本节省

与替代方案相比，将ATCA和IXP2XXX网络处理器相结合，可以提供重要性能和成本节省。当前的无线网络控制器（RNC）设计通常要求多个机架的设备来支持100,000至200,000的用户密度。范例设计可通过电信机架中的一个机架支持500,000个用户，此举可以显著节省功耗成本和中央办公室占地面积。