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Uu接口为UE（User Equipment）与UTRAN（UMTS Terrestrial Radio Access Network）之间的接口，是UMTS系统的空中接口，也是最重要的接口。
Uu接口可分为三个协议层：物理层（L1）、数据链路层（L2）和网络层（L3），如图1-2所示。
L1主要用于为高层业务提供传输的无线物理通道。该层由NodeB实现。
L2包括MAC（Medium Access Control）、RLC（Radio Link Control）、BMC（Broadcast/Multicast Control）和PDCP（Packet Data Convergence Protocol）四个子层。
L3包括接入层中的RRC子层和非接入层的MM（Mobility Management，移动性管理）和CC（Call Control，呼叫控制）。
L2和L3的RRC子层由RNC实现。
图1-1 Uu接口协议栈结构
Uu接口各协议遵循的规范如图1-3所示。
图1-2 Uu接口技术规范
RRC层实现的功能包括：
l 广播由非接入层提供的信息；
l 广播与接入层相关的信息；
l 建立、维持及释放UE和UTRAN之间的一个RRC连接，分配、重配置及释放用于RRC连接的无线资源；
l 建立、重配置及释放无线承载；
l RRC连接移动功能管理；
l 为高层PDU（Protocol Data Unit）选路由；
l 对请求的QoS进行控制；
l UE测量上报和报告控制；
l 外环功率控制；
l 加密控制；
l 慢速动态信道分配；
l 寻呼；
l 空闲模式下初始小区选择和重选；
l 上行链路DCH上无线资源的仲裁；
l RRC消息完整性保护；
l CBS控制。
L2包括MAC、RLC、PDCP、BMC四个子层，各部分实现功能不同。
MAC子层功能包括：
l 逻辑信道和传输信道之间的映射；
l 为每个传输信道选择适当的传送格式；
l UE数据流之间的优先级处理；
l UE之间采用动态预调度方法的优先级处理；
l FACH上几个用户的数据流之间的优先级处理；
l 公共传输信道上UE的标识；
l 将高层PDU复接为通过传输信道传送给物理层的传送块，并将来自物理层的传送块复接为高层PDU；
l 业务量检测；
l 动态传输信道类型切换；
l 透明RLC加密；
l 接入业务级别选择。
RLC子层功能包括：
l 数据的分割和重组，串联，填充，用户数据的传送；
l 错误检测，按序发送高层PDU，副本检测；
l 流量控制；
l 非证实数据传送模式序号检查；
l 协议错误检测和恢复；
l 加密；
l 挂起和恢复功能。
PDCP子层功能包括：
l 在发送与接收实体中分别执行IP数据流的头部压缩与解压缩；
l 传输用户数据；
l 将非接入层送来的PDCP-SDU转发到RLC层，将多个不同的RB复用到同一个RLC实体。
BMC子层功能包括：
l 小区广播消息的存储；
l 业务量监测和为CBS请求无线资源；
l BMC消息的调度；
l 向UE发送BMC消息；
l 向高层（NAS）传递小区广播消息。
L1（物理层）主要功能包括：
l 传输信道的信道交织/解交织，传输信道的复用，CCTrcH的解复用，速率匹配，CCTrCH到物理信道的映射，物理信道的调制/扩频与解调/解扩，物理信道的功率加权与组合；
l 向上层提供测量及指示（如FER，SIR，干扰功率，发送功率等），传输信道的错误检测；
l 宏分集分布/组合，软切换执行；
l 频率和时间（码片，比特，时隙，帧）的同步；
l 闭环功率控制；
l 射频处理等。
L1具体功能和有关描述涉及到WCDMA基本原理，不是本书描述主要内容，请参见有关协议和参考资料。
Iub接口是RNC和NodeB之间的逻辑接口，Iub接口协议栈模型如图1-4所示。
图1-1 Iub接口协议栈结构
Iub接口技术规范间的关系如图1-5所示。
图1-2 Iub接口技术规范
NBAP是Iub接口无线网络层控制面信令协议，提供以下主要功能：
l 小区配置管理：CRNC管理NodeB中的小区配置信息；
l 公共传输信道管理：CRNC管理NodeB中的公共传输信道的配置信息；
l 系统信息管理：CRNC调度广播的系统信息；
l 资源事件管理：NodeB通知CRNC有关NodeB的资源状态；
l 配置调整：CRNC和NodeB验证两个节点在无线资源的配置上有同样的信息；
l 公共资源测量：CRNC启动NodeB中公共信道的测量，允许NodeB报告公共信道测量结果；
l 无线链路管理：CRNC管理使用NodeB专用资源的无线链路；
l 无线链路监控：CRNC报告一个无线链路的故障和恢复信息；
l 压缩模式控制：CRNC控制NodeB中压缩模式的使用；
l 专用资源测量：CRNC启动NodeB中专用信道的测量，允许NodeB报告专用信道测量结果；
l 下行功率漂移校正：CRNC调整一个或多个无线链路的下行功率水平以避免无线链路之间的下行功率漂移；
l 通用错误情形报告：报告一般差错情况。
公共传输信道提供以下服务：
l 在NodeB与CRNC之间传输TBS（Transport Block Set）
l 支持传输信道同步机制
l 支持节点同步机制
RACH数据传输过程通过从NodeB到CRNC传输RACH数据帧RACH Data Frame实现，如图1-6所示。
图1-1 RACH数据传输过程
FACH数据传输过程通过从CRNC到NodeB传输FACH数据帧FACH Data Frame实现，如图1-7所示。
图1-2 FACH数据传输过程
PCH数据传输过程通过从CRNC到NodeB传输PCH数据帧PCH Data Frame实现，如图1-8所示。在这种情况下，PCH数据帧可以传输与PICH相关的信息。
图1-3 PCH数据传输过程
节点同步主用于获得Iub接口的传输的往返时延（RTD）。在节点的同步过程中，RNC向NodeB发送一个包含参数T1的下行节点同步控制帧DL Node Synchronization。当NodeB收到此帧时，将回应一个上行节点同步控制帧UL Node Synchronization，该帧除了包含在下行节点同步控制帧中指示的T1外，还包含了参数T2和T3。
T1、T2和T3的定义如下：
l T1：RNC帧号（RFN），指示RNC通过SAP向传输层发送下行节点同步帧的时间；
l T2：NodeB帧号（BFN），指示NodeB通过SAP从传输层收到相应的下行节点同步帧的时间；
l T3：NodeB帧号（BFN），指示NodeB通过SAP向传输层发送上行节点同步帧的时间。
整个过程如图1-9所示。
如图1-10所示，CRNC发送一个下行同步控制帧DL Synchronization给NodeB。此消息指明目标CFN（Connection Frame Number）值。当NodeB收到下行同步控制帧时，将立即回应一个上行同步控制帧UL Synchronization，以指明下行同步控制帧的ToA（Time of Arrival）和接收到的DL Synchronization的CFN。
此过程不用于上行传输信道同步，如RACH信道。
该过程在传输信道建立后可用于传输信道同步或者当无下行数据帧时用于维持传输信道同步。
图1-5 FACH和PCH传输信道同步过程
下行定时调整过程用于指示CRNC调整下行数据到达NodeB的时间。当一个下行数据帧在规定以外的时间窗口到达，那么NodeB将启动定时调整过程。即如果下行数据帧在ToAWS之前到达或在ToAWE之后到达，NodeB将发送定时调整控制帧Timing Adjustment，其包含ToA和目标CFN，如图1-11所示。
图1-6 FACH和PCH定时调整过程
到达窗口和到达时间定义如下：
l ToAWE(Time of Arrival Window Endpoint，到达窗口终点)：ToAWE是时间窗的终点。ToAWE数值大小为从最后到达时刻（即LToA）到CFN的时间窗终点之间的一个毫秒级的数值，最后到达时刻的大小还考虑了NodeB内部处理时延。ToAWE由控制面设置，如果数据没有在ToAWE之前到达，NodeB则发送一个时间调整控制帧；
l ToAWS（Time of Arrival Window Startpoint，到达窗口起点）：ToAWS是时间窗的起点。ToAWS由控制面设置，如果数据在ToAWS之前到达，NodeB则发送一个时间调整控制帧；
l ToA（Time of Arrival，到达时间）：ToA是下行数据到达窗口的终点（ToAWE）与特定CFN的下行帧的实际到达时间的时间差。ToA为正值表示下行帧在ToAWE之前收到，ToA为负值表示下行帧在ToAWE之后收到。
Iub DCH数据流传输规范同样适用于Iur DCH数据流。
SRNC提供传输信道的完整配置，并且通过Iub和Iur控制面协议通知NodeB。在下行链路中，NodeB把多个传输信道复用到无线物理信道中，在上行链路中，NodeB又把无线物理信道解复用到多个传输信道上。
DCH FP提供以下服务：
l 在Iub和Iur接口传输TBS
l 在SRNC和NodeB之间传输外环功率控制信息
l 支持传输信道同步机制
l 支持节点同步机制
l SRNC向NodeB发送无线接口参数
上行传输时可以有两种模式：正常模式和安静模式。SRNC在建立传输承载时选择传输模式，并通过相关的控制平面过程通知NodeB。
l 在正常模式下，NodeB将为协作DCH中的所有DCH向RNC发送一个上行数据帧UL Data Frame，而不考虑DCH的传输块数目。如图1-12所示；
l 在安静模式并且传输承载上只有一个传输信道的情况下，如果在这个传输信道的TTI内没有收到数据（TFI指示TB数目为0），则NodeB不向RNC发送上行数据帧；
l 在安静模式及协作DCH的情况下，当NodeB在协作DCH集合的所有DCH上都没有收到数据时（TFI指示TB数目为0），NodeB将不向RNC发送上行数据帧。
在任何TTI内，如果NodeB在空中接口物理信道上收到错误数据时，物理层便产生“CPHY-Out-of-Sync-IND”原语，此时NodeB将无需发送上行数据帧给SRNC。
当NodeB收到非法的TFCI时，也不向SRNC发送数据帧。
如图1-13所示，NodeB在LToA（Last Time of Arrival，最后到达时间）之前的某个传输承载上至少收到一个数据帧DL Data Frame时，NodeB才认为这个传输承载已经同步。
只有无线链路下行DCH数据帧的所有传输承载同步后，NodeB才认为这个无线链路的下行用户平面已经同步。
只有在下行链路用户平面同步后，NodeB才能在下行DPDCH信道上传输数据。
当下行链路用户平面同步后，如果在一个TTI内NodeB没有收到有效的数据帧，NodeB将认为在此传输信道的这个TTI内没有数据需要传输，并有以下处理：
l 如果RNC定义了传输块为0比特的TFI，那么当NodeB收到此类TFI后，便认为是合法的TFI。当组合不同传输信道的TFI，便产生一个合法的TFCI，这时，将在Uu接口上发送数据。
l 如果RNC没有定义传输块为0比特的TFI，但NodeB收到了此类的TFI；或者如果传输块为0比特的TFI与其它TFI组合成为一个非法的TFCI，以上两种情况将有如下处理：每一无线帧中，NodeB根据复用到CCTrCH上的DCH数据帧的TFI构造每个CCTrCH的TFCI。如果NodeB从下行数据帧中收到了一个非法的TFCI，将仅传输DPCCH，而不传输TFCI位。
外环功率控制是SRNC基于CRCI（CRC Indicator）值和上行帧的质量估计修改控制内环功率的目标值SIR。如图1-14所示，它通过发送到NodeB的外环功率控制帧Outer Loop PC中包含新的目标SIR的绝对值来实现。
当NodeB收到外环功率控制帧时，它将立即更新用于内环功率控制SIR目标值。
外环功率控制帧能通过到同一UE的任何专用承载发送。
这个过程适用于更新相关UE的所有无线链路空中接口参数。同时支持同步的和非同步的参数更新。如图1-15所示，该过程通过SRNC发给NodeB无线接口参数更新控制帧Radio Interface Parameter Update来实现。
如果在无线接口参数更新控制帧中包含了TPC PO（TPC Power Offset，TPC功率偏移）值，NodeB应当在未包含CFN时或从指示的CFN开始尽快使用这个新的TPC PO值。
节点同步主用于获得Iub接口的传输的往返时延（RTD）。如图1-16所示，SRNC通过节点同步过程得到NodeB的定时信息。节点同步过程通过SRNC向NodeB发送一个包含参数T1的下行节点同步控制帧DL Node Synchronization实现。当NodeB收到此帧时，将回应一个上行节点同步控制帧UL Node Synchronization，该帧除了包含在下行节点同步控制帧中指示的T1外，还包含了参数T2和T3。
T1、T2和T3的定义如下：
l T1：RNC帧号（RFN），指示RNC通过SAP向传输层发送下行节点同步帧的时间；
l T2：NodeB帧号（BFN），指示NodeB通过SAP从传输层收到相应的下行节点同步帧的时间；
l T3：NodeB帧号（BFN），指示NodeB通过SAP向传输层发送上行节点同步帧的时间。
同步过程用于在下行方向上DCH数据流获得或恢复同步。该过程通过SRNC发送一个下行同步控制帧DL Synchronization给NodeB来实现。此消息指明目标CFN值。当NodeB收到下行同步控制帧时，将立即回应一个上行同步控制帧UL Synchronization，以指明下行同步控制帧的ToA和CFN。如图1-17所示。上行同步控制帧将一直发送，既使下行同步控制帧在时间窗内收到。
图1-6 DCH同步过程
定时调整过程是为了保持在下行方向上DCH数据流的同步。SRNC包含所有下行DCH FP帧的CFN，当一个下行数据帧在规定以外的窗口到达，那么NodeB将发送控制帧Timing Adjustment，包含ToA和收到的下行数据帧的CFN，如图1-18所示。
