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Femtocell技术为解决3G室内覆盖的问题而提出,它的出现为未来移动通信网络发展指明了方向,其造价很低,特别适用于高密度人口环境下的室内使用。Femtocell通过本地IP宽带接入到运营商的核心网为用户提供语音和数据服务,而用户无需使用特别的移动终端设备,大大降低了部署的难度。3GPP标准化组织将RAN网关方式确定为Femtocell网络组建标准方式。RAN网关方式对运营商现有网络改动最小,是移动通信网络架构演进的理想方案。Iuh接口是RAN网关方式引入的一个核心概念,对Femtocell网络的部署起到重要作用。Iuh接口协议栈在标准Iu接口协议栈的基础之上发展而来,是本文研究和讨论的重点。其主要添加了HNBAP协议和RUA协议用于支持家庭基站特有的功能,同时也重新修订了RANAP协议和部分用户面协议。本文首先介绍了Femtocell网络结构及其网络单元的功能,然后结合UTRAN接口标准参考模型分析了Iuh接口协议栈的总体构架。在此基础之上,按控制面和用户面划分,分析了控制面HNBAP协议和RANAP协议,随后分析了用户面IuUP协议、RTP协议和GTP-U协议。对这些协议的分析为后续软件方案设计和最终现实奠定了基础。接着给出了基于ARM9多核DSP构架硬件平台的Iuh接口协议软件总体设计方案。控制面HNBAP协议和RANAP协议完成了相关有限状态机及其与RRM模块的接口的设计;IuUP协议完成了IuUP协议状态机的设计、层次间通信的原语和数据帧的处理过程;传输网络层模块的实现包括RTP数据的发送流程、GTP-U隧道维护算法和GTP-U路径探测算法等。最后本文对Iuh接口协议软件进行了功能和性能测试。在Femtocell专用网关的配合下,验证了Iuh接口协议软件对UE发起的PS数据业务和CS语音业务处理的正确性。之后对GTP-U协议模块的性能进行了分析,结果表明GTP-U协议模块数据处理速度和抖动的控制比较理想。从功能和性能角度来说达到了设计之初的目的。虽然本文给出的Iuh接口协议软件是基于HNB侧的设计与实现,但并不局限于此,某些设计思想对于Femtocell网关和Iurh接口的设计同样具有参考价值。