国际电信联盟（ITU）早在2000年5月就确定了W-CDMA、CDMA2000和TD-SCD-MA三个主流3G标准。W-CDMA是由GSM网发展出来的3G技术规范，其支持者主要是以GSM系统为主的欧洲厂商。CDMA2000由美国高通北美公司为主导提出。TD-SCDMA是由我国大唐电信公司提出的3G标准。

3GPP是一个产业组织，主要做无线通信方面的标准，是制定以GSM核心网为基础，UTRA（FDD为W-CDMA技术，TDD为TD-CDMA技术）为无线接口的第三代技术规范以及后续演进的技术规范。CDMA2000规范是由3GPP2标准化组织制定的。

对于WCDMA、TD-SCDMA来说，3GPP是所有协议的重点。GSM协议的最后一个完整版本是PHASE 2+的R1998，此后GSM协议移交给3GPP的R99。3GPP协议目录与原GSM协议目录有对应关系，如R99的21～32系列和R4以后40～52系列都对应GSM的01～12系列。

3GPP协议群比较庞大，在21.101中有所有协议的一览表，23.121是一个对R99整体框架的描述，可以从这两个协议入手查看需要的协议。主要常用的协议群是25系列：无线部分的描述。其中，25.100系列为射频部分的协议，25.200系列是物理层协议，25.300系列描述层二和层三协议，25.400系列描述Iu、Iur、Iub接口协议。常用的协议群还有24、04、44系列：是UE与网络之间的信令，包括层三信令；08、48系列：主要定义BSS域CN之间的接口。

UMTS网络由两部分组成：一部分是UTRAN，另一部分是核心网络（CN），这两部分通过Iu接口（Iu-CS和Iu-PS）连接。UTRAN包括多个无线网络子系统RNS，RNS包括无线网络控制器（RNC）和一个或多个基站NodeB，NodeB和RNC通过Iub接口互联。在UTRAN内，不同的RNC通过Iur接口互联，Iur可以通过RNC之间的直接物理连接或通过传输网连接。NodeB相当于GSM网络中的基站收发信台（BTS），提供无线资源的接入功能。RNC相当于GSM网络中的基站控制器（BSC），提供无线资源的控制功能。

UTRAN的控制面协议栈如图2-2所示。

图2-2 UTRAN控制面协议栈

UE里面实现的协议是最完备的，以上所有协议在UE里实现。网络侧，NodeB只实现第一层，从Uu接口的角度来讲，RNC实现第二层，从MAC到RRC。CN只实现RRC之上的。

UTRAN的用户面协议栈如图2-3所示。

用户面有CS和PS域，因为这是用户面，UE侧没有RRC协议。网络侧NodeB层次处理的是一系列的帧协议，RNC在Iu接口主要是IUUP协议，下面是传输层。

Iu-CS接口协议栈如图2-4所示（传输层ATM）。

在Iu-CS接口控制面重点关注RANAP协议（Iu接口控制面协议）。RANAP主要负责Iu接口CN和RNC之间的信令交互，封装和承载高层协议。主要功能有RAB管理、复位Iu、SRNC重定位、Iu接口释放、寻呼、位置报告、层三消息的直传。

图2-3 UTRAN用户面协议栈

图2-4 Iu CS接口协议栈

在用户面重点关注Iu-UP协议（Iu接口用户面协议）。Iu-UP协议的主要用途是在Iu接口传递与RAB绑定的用户数据。Iu-UP协议包括两种模式：一种模式是透明模式，另外一种是支持模式。前者用于实时性不高的业务（如分组业务），后者用于实时业务（如Iu-CS的AMR语音数据）。(www.daowen.com)

Iu接口协议可参考：TS25.410～TS25.415，其中TS25.413对RANAP协议、TS25.415对Iu-UP协议进行了具体规定。

在传输网络层，主要3GPP在早期制定R99／R4UTRAN规范的时候，主要ATM技术，在Iub接口上是ATM over E1，在Iu／Iur上是ATM over STM1。采用ATM传输的网络中，最重要的协议是ALCAP（接入链路控制应用协议），它定义了与用户面建立、释放传输承载的方式。在Iub、Iur、Iu-CS接口上，用户数据通过ATM结构中的AAL2传送，此时需要建立控制机制，而在Iu-PS接口上，数据通过AAL5传送，则不需要建立控制机制。

R5版本开始正式引入IP传输，在R5及以后的无线接入网中，无线接入网络的节点（RNC和NodeB）都有ATM传输、IP传输和IP、ATM混合传输三种选项。在Iub／Iur／Iu上，ALCAP将消失，AAL2／ATM将被RTP（仅在Iucs上有效）／UDP／IP取代，SAAL／AAL5／ATM将被SCTP／IP取代，MTP3B将被M3UA取代。

Iub接口的协议栈如图2-5所示。

图2-5 Iub接口协议栈

在Iub接口，需要重点关注的是NBAP（NodeB应用协议）。该协议的主要功能有NodeB逻辑操作维护功能和专用NBAP功能。NodeB逻辑操作维护功能主要包括小区、公共信道的建立、重配置和释放，以及小区和NodeB相关的测量控制，故障管理功能等；专用NBAP功能主要包括无线链路的增加、删除和重配置，无线链路相关测量的初始化和报告，无线链路故障管理等功能。

Iub接口协议可参考：TS25.430～TS25.435，其中TS25.433对NBAP进行了详细规定。

Uu接口协议结构如图2-6所示。

Uu接口也可以分为三个协议层，各层的主要作用如下。

物理层（L1）：主要为高层提供传输的无线物理通道。

数据链路层（L2）：包含PDCP（提供分组数据传输服务）、BMC（在无线接口的用户平面提供广播多播的发送服务，用于将来自于广播域的广播和多播业务适配到空中接口）、RLC（提供用户和控制数据的分段和重传服务）、MAC（逻辑信道到传输信道的映射）。

网络层（L3）：包含接入层的RRC子层和非接入层的MM（移动性管理）、连接管理（CM）、CC（呼叫控制）等。RRC提供系统信息广播、寻呼控制、RRC连接控制等功能。

RRC是各种通信流程的核心，对于无线优化，最常接触的也是RRC层，其具体规定在3GPP 25.331协议中。此外24.008协议规定了无线接口上的非接入层流程，比如呼叫控制、移动性管理和会话管理（SM）。

图2-6 Uu接口协议栈