TIỂU LUẬN KẾT THÚC HỌC PHẦN ĐỀ TÀI: BÁO HIỆU TRONG MẠNG TRUY NHẬP UMTS

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG KHOA VIỄN THÔNG - - TIỂU LUẬN KẾT THÚC HỌC PHẦN ĐỀ TÀI: BÁO HIỆU TRONG MẠNG TRUY NHẬP UMTS Tên học phần: Báo hiệu điều khiển kết nối Mã học phần: TEL1402 Nhóm SV thực hiện: Nhóm 09 Họ tên sinh viên: Nguyễn Tiến Đức – B17DCVT078 Hoàng Tuấn Tú – B17DCVT382 Đào Thanh Tùng – B17DCVT394 HÀ NỘI 2021 PHÂN CƠNG CƠNG VIỆC Nhóm Họ Tên Mã Sinh Viên Công việc Nguyễn Tiến Đức B17DCVT078 Đề cương, danh mục hình vẽ, bảng biểu, phần I Hoàng Tuấn Tú B17DCVT382 Phần II (1.1, 1.2.1) Đào Thanh Tùng B17DCVT394 Danh mục viết tắt, phần II (1.2.2, 1.3) BÁO HIỆU TRONG MẠNG TRUY NHẬP UMTS Nhóm Mục lục LỜI MỞ ĐẦU THUẬT NGỮ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH VẼ I Kiến trúc mạng truy nhập UMTS 1.1 Kiến trúc mạng truy nhập vô tuyến UMTS 1.2 Mạng truy nhập vô tuyến UTMS (UTRAN) 10 1.2.1 Bộ điều khiển mạng vô tuyến RNC 10 1.2.2 Nút B( Node B) 12 1.3 Mạng lõi CN(Core Network) 13 1.4 Các mạng 14 II Thủ tục báo hiệu mạng truy nhập UMTS 15 2.1 Thủ tục báo hiệu mạng truy nhập UMTS 15 2.1.1 Xử lý gọi giao diện Iub 15 2.1.1.1 Các chức Iub 15 2.2 Báo hiệu giao diện Iur Iu 18 2.2.1.Báo hiệu giao diện Iur 18 2.2.1.1 Mặt điều khiển/người dùng Iur 18 2.2.1.2 Giao thức báo hiệu RNSAP 20 2.2.2 Báo hiệu giao diện Iu 21 2.2.2.1 Mặt điều khiển/người dùng Iu-CS 22 2.2.2.2 Mặt điều khiển/người dùng Iu-PS 22 2.2.2.3 Giao thức báo hiệu Iu (RANAP) 23 2.3.Thủ tục thiết lập gọi UMTS 24 TÀI LIỆU THAM KHẢO 30 BÁO HIỆU TRONG MẠNG TRUY NHẬP UMTS Nhóm LỜI MỞ ĐẦU Nhu cầu trao đổi thông tin nhu cầu thiết yếu xã hội đại Các hệ thống thông tin di động với khả giúp người trao đổi thông tin lúc, nơi phát triển nhanh trở thành thiếu xã hội thông tin ngày Bắt đầu từ hệ thống thông tin di động đời vào năm 1946, hệ thống thông tin di động thứ (2G) đời với mục tiêu chủ yếu hỗ trợ dịch vụ thoại truyền số liệu tốc độ thấp Hệ thống thông tin di động 2G đánh dấu thành công công nghệ GSM với 70% thị phần thông tin di động toàn cầu Trong tương lai, nhu cầu dịch vụ số liệu ngày tăng có khả vượt q thơng tin thoại Hệ thống thông tin di động hệ (3G) đời nhằm thỏa mãn nhu cầu người dịch vụ số liệu tốc độ cao như: điện thoại thấy hình, video streaming, hội nghị truyền hình, nhắn tin đa phương tiện (MMS) Đến hệ thống thông tin di động hệ thứ (3G) đượcc đưa vào khai thác thương mại nhiều nước giới Ở Việt Nam, hệ thống thông tin di động hệ thứ ba triển khai cuối năm 2009 Đối với nhà khai thác mạng di động GSM đích 3G hệ thống thông tin di động CDMA bãng rộng (W-CDMA) theo chuẩn IMT-2000 Xuất phát từ định hướng mà nhóm em xin chọn đề tài nghiên cứu 3G Báo cáo vào tìm hiểu đầy đủ vấn đề mạng truy nhập vô tuyến từ cấu trúc, giao diện, kỹ thuật truy nhập dùng mạng Theo báo cáo nhóm em tiến hành nghiên cứu nội dung báo hiệu mạng truy nhập UMTS sau: PHẦN I: Kiến trúc mạng truy nhập UMTS PHẦN II: Báo hiệu mạng truy nhập UMTS BÁO HIỆU TRONG MẠNG TRUY NHẬP UMTS Nhóm THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ALCAP Access Link Control Application Protocol Truy cập giao thức ứng dụng kiểm soát liên kết AMPS Advanced Mobile Phone Service AMR Adaptive Multi Rate Dịch vụ điện thoại di động tiên tiến Đa tỷ lệ thích ứng ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền không đồng AUC Authentication Center Trung tâm nhận thực BSS Hệ thống trạm gốc BTS Base Station Subsystem Base Transceiver Station CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CEPT CN Conference of European Posts and Telecommunications Core Network Liên minh Châu Âu Bưu viễn thơng Mạng lõi CS Circuit Switched Chuyển mạch DCCH Dedicated Control Channel Kênh điều khiển chuyên dụng DTAP Direct Transfer Application Part Phần đăng ký chuyển khoản trực tiếp ETSI European Telecommunications Standards Viện tiêu chuẩn viễn Institute thông Châu Âu Kênh điều khiển liên kết Fast Associated Control Channel nhanh FACCH Đài vô tuyến gốc FACH Forward Access Channel Kênh truy cập chuyển tiếp GMSC Gateway MSC Cổng vào MSC BÁO HIỆU TRONG MẠNG TRUY NHẬP UMTS Nhóm GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vơ tuyến gói tổng hợp GSM HLC Global System for Mobile High Layer Compatibility Hệ thống di động tồn cầu Khả tương thích lớp cao HLR Home Location Register Bộ ghi định vị thường trú IMEI International Mobile Equipment Identity Nhận dạng thiết bị di động quốc tế IMSI International Mobile Subscriber Identity Nhận dạng thuê bao di động quốc tế ISDN Integrated Services Digital Network Mạng số tích hợp JTACS Japan Total Access Communications System Dịch vụ truyền thơng hồn tồn truy nhập tiêu chuẩn nhật LA LAI Localtion Area Location Area Identity Vùng định vị Nhận dạng khu vực vị trí LTE MAC Long Term Evolution Medium Access Control Tiến hóa dài hạn Kiểm sốt truy cập trung bình MS MSC Mobile Station Mobile Services Switching Center Trạm di dộng Trung tâm chuyển mạch dịnh vụ di động MTP Message Transfer Part Phần chuyển tin nhắn NMT Nordic Mobile Telephone Điện thoại di động Bắc Âu OSS Operating Support System PCCH Paging Control Channel Hệ thống khai thác hỗ trợ Kênh điều khiển phân trang BÁO HIỆU TRONG MẠNG TRUY NHẬP UMTS Nhóm PLMN Public Land Mobile Network Mang di động mặt đất công cộng PSTN Public Switched Telephone Network RANAP Radio Access Network Application Part Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng Phần ứng dụng mạng truy cập vô tuyến RNS Radio Network Subsystem Hệ thống mạng vô tuyến RNSAP Radio Network Subsystem Aplication Part Phần ứng dụng hệ thống mạng vô tuyến RRC Radio Resource Control Kiểm sốt tài ngun vơ tuyến SCCH Synchronisation Control Channel Kênh điều khiển đồng hóa SGSN Serving GPRS Support Node Cung cấp nút hỗ trợ GPRS SIM GSM Subscriber Identity Module Mô-đun nhận dạng thuê bao GSM SMS SRNC Short Message Services Serving Radio Network Controller Dịch vụ tin nhắn ngắn Phục vụ điều khiển mạng vô tuyến SS Switching System Hệ thống chuyển mạch TACS Total Access Communications Service UE User Equipment Dịch vụ truyền thơng hồn tồn truy nhập Thiết bị người dùng UMTS Universal Mobile Telecomm System USIM Universal Subscriber Identity Module Hệ thống viễn thơng di động tồn cầu Mơ-đun nhận dạng người đăng ký chung BÁO HIỆU TRONG MẠNG TRUY NHẬP UMTS Nhóm UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network Mạng truy cập vô tuyến UMTS VLR Authentication Center Bộ ghi định vị tạm trú WCDMA Wideband Code Division Multiple Access Đa truy cập phân mã băng rộng DANH MỤC HÌNH VẼ Hình vẽ Tên hình Hình 1.1 Cấu trúc UMTS Hình 1.2 Vai trị logic SNRC DRNC Hình 1.3 Cấu trúc chức nút B Hình 2.1 Ngăn xếp giao thức Iub Hình 2.2 Mơ hình xử lý gọi giao diện Iub Hình 2.3 Cấu trúc ngăn xếp Iur Hình 2.4 Mặt liệu/ điều khiển Iur Hình 2.5 Mặt điều khiển người dùng Iu-CS Hình 2.6 Mặt điều khiển/người dùng Iu-PS Hình 2.7 Quá trình kết nối RRC Hình 2.8 Quá trình xác thực bảo vệ Hình 2.9 Quá trình thiết lập kênh mang truy nhập vơ tuyến Hình 2.10 Q trình giải phóng gọi BÁO HIỆU TRONG MẠNG TRUY NHẬP UMTS Hình 2.11 Q trình giải phóng kênh mang Iu Nhóm BÁO HIỆU TRONG MẠNG TRUY NHẬP UMTS Nhóm I Kiến trúc mạng truy nhập UMTS 1.1 Kiến trúc mạng truy nhập vô tuyến UMTS UMTS trì tách biệt nghiêm ngặt hệ thống vô tuyến hệ thống mạng, cho phép hệ thống mạng sử dụng với RAT khác CN thông qua từ GSM bao gồm hai miền phụ thuộc vào lưu lượng người dùng số thực thể thường sử dụng Lưu lượng - Miền phụ thuộc tương ứng với CN GSM GPRS CNs xử lý: - Lưu lượng kiểu chuyển mạch kênh miền CS Lưu lượng kiểu chuyển mạch gói miền PS Cả hai miền phụ thuộc vào lưu lượng truy cập sử dụng chức thực thể lại - Trang chủ đăng ký vị trí (HLR) với Trung tâm Xác thực (AuC) Thiết bị đăng ký nhận dạng (EIR) - để quản lý thuê bao, chuyển vùng nhận dạng trạm di động,và xử lý dịch vụ khác Do đó, HLR chứa th bao GSM, GPRS UMTS thơng tin Hai miền xử lý loại lưu lượng chúng lúc cho GSM UMTS truy cập mạng Miền CS xử lý tất lưu lượng chuyển mạch kênh cho GSM cho mạng truy cập UMTS; tương tự, miền PS xử lý tất lưu lượng chuyển mạch gói cho hai mạng truy nhập Hình 1.1: Cấu trúc UMTS Cấu trúc hệ thống gồm thành phần chính: - Thiết bị người sử dụng UE (User Equipment) - Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS (UTRAN) - Mạng lõi CN (Core Network) mạng BÁO HIỆU TRONG MẠNG TRUY NHẬP UMTS Nhóm + Quản lý thơng tin: Quản lý lịch trình chi tiết thơng tin phát sóng ô + Đài giám sát liên kết: Báo lỗi phục hồi liên kết vô tuyến + Đo tài nguyên chuyên dụng: Thực phép đo NodeB cho phép Node B báo cáo kết - AAL2 & AAL5: lớp thích ứng ATM, xử lý liệu từ lớp truyền tải cao Nếu truyền tải luồng liệu hướng kết nối, có thời gian thực tốc độ bit thay đổi AAL2 sử dụng Ngoại trừ có tốc độ bit thay đổi AAL2 AAL5 sử dụng cho việc truyền tải không hướng kết nối ➢ Chức Iub: - Tái định vị điều khiển mạng dịch vụ vô tuyến SRNC: Chuyển chức SRNC nguồn tài nguyên liên quan tới Iu từ RNC tới RNC khác - Giao diện Abis/GSM giao diện Iub phép truyền dẫn chia sẻ không ngắt quãng - Thiết lập, quản lý giải phóng kênh mang truy nhập vơ tuyến - Yêu cầu giải phóng RAB: gửi yêu cầu giải pháp RAB tới mạng lõi CN - Giải phóng tài nguyên kết nối Iu - Quản lý liên kết, điều khiển ô, đo hiệu năng, hỗ trợ chức O & M node B - Quản lý thông tin hệ thống lưu lượng kênh chung, kênh cố định, kênh chia sẻ - Quản lý đồng định thời 16 BÁO HIỆU TRONG MẠNG TRUY NHẬP UMTS Nhóm 2.1.1.2 Các bước tiến hành xử lý gọi Hình 2.2 Mơ hình xử lý gọi giao diện Iub - B1: UE gửi yêu cầu kết nối tài nguyên vô tuyến RRC tới cho RNC - B2: Quá trình thiết lập kênh truyền tải cố định DCH thực để mang kênh logic dành riêng DCCH (Dedicated Control Channel) - B3: Các tin báo hiệu thiết lập kết nối cho RRC truyền nhờ RACH (Random Access Channel) hướng FACH (Forward Access Channel) hướng DCH DCCH không khả dụng - B4: Trong trường hợp mạng sử dụng cần kiểm tra lần hai nhận dạng UE chuyển mã RNC UE q trình mã hố/ nhận thực tiến hành - B5: Bản tin SETUP bắt đầu thiết lập gọi, bao gồm số bị gọi chuyển tới RNC sau chuyển tiếp tới miền mạng chuyển mạch kênh - B6: MSC định nghĩa QoS cho gọi thoại kênh mang truy nhập vô tuyến RAB - B7: Thiết lập kênh mang vô tuyến cách cấu hình lại liên kết vơ tuyến cung cấp nguồn tài nguyên - B8: Sau kênh vô tuyến thiết lập, sử dụng để mang kênh lưu lượng dành riêng DTCH - B9: Nếu khơng cịn dịch vụ kích hoạt giải phóng gọi thoại 17 BÁO HIỆU TRONG MẠNG TRUY NHẬP UMTS Nhóm 2.2 Báo hiệu giao diện Iur Iu 2.2.1.Báo hiệu giao diện Iur 2.2.1.1 Mặt điều khiển/người dùng Iur • Cấu trúc ngăn xếp: Hình 2.3 Cấu trúc ngăn xếp Iur • Giao diện Iur cung cấp kiến trúc giao diện mở hỗ trợ tín hiệu liệu luồng RNC, cho phép kết nối điểm-điểm thêm xóa liên kết vơ tuyến hỗ trợ ô thuộc RNS (Hệ thống Mạng Vơ tuyến) UTRAN Ngồi ra, cho phép RNC giải RNC khác UTRAN để thiết lập người mang tín hiệu người mang liệu người dùng cho luồng liệu Iur Giao diện Iur hỗ trợ chức sau: - Quản lý mạng lưới giao thông - Quản lý lưu lượng kênh vận tải thông thường - Chuẩn bị nguồn lực kênh vận tải chung: + phân trang - Quản lý lưu lượng kênh vận tải chuyên dụng: 18 BÁO HIỆU TRONG MẠNG TRUY NHẬP UMTS Nhóm + thiết lập / thêm / xóa liên kết vơ tuyến; + Báo cáo đo lường - Báo cáo đo lường cho đối tượng đo lường thông thường chuyên dụng • Mặt phẳng điều khiển: - Giao diện Iur RNC cho thấy hai giải pháp thay lớp mạng truyền tải: Có thể truyền tải tin SCCP RNSAP cách sử dụng MTP3-B chạy SSCOP chạy SCCP M3UA lớp truyền tải bên dựa IP - RNSAP (Radio Network Subsystem Application Part): Giao thức truyền thông sử dụng giao diện Iur RNC - SCCP (Signalling Connection Control Part): Phần điều khiển kết nối báo hiệu, cung cấp dịch vụ chuyển tin nhắn hai điểm báo hiệu mạng khác mạng - SCTP: Giao thức truyền tải cung cấp khả truyền liệu không trùng lặp, khơng có lỗi thừa nhận Lỗi liệu, liệu trùng lặp liệu phát cách tổng kiểm tra đánh số thứ tự Cơ chế truyền lại áp dụng để sửa lỗi hỏng liệu - M3UA (MTP3 User Adaption Layer): Lớp tương thích người dung MTP mức ISUP / SCCP MTP3 dự kiến dịch vụ cung cấp từ xa lớp MTP3 cục M3UA kế thừa quyền truy cập tới dịch vụ lớp MTP3 tới ứng dụng dựa IP từ xa 19 BÁO HIỆU TRONG MẠNG TRUY NHẬP UMTS - Nhóm MTP3-B: Thực loại công việc tiêu chuẩn MTP băng hẹp, cung cấp nhận dạng vận chuyển lớp cao thông báo (PDU), định tuyến chia sẻ tải Hình 2.4 Mặt liệu/ điều khiển Iur 2.2.1.2 Giao thức báo hiệu RNSAP RNSAP (Radio Network Subsystem Application Part): Phần ứng dụng mạng vô tuyến gồm giao thức truyền thông sử dụng giao diện Iur RNC, sử dụng quy tắc mã hóa đóng gói PER(Packed Encoding Rules) Giao diện Iur đảm bảo chức năng: - Hỗ trợ tính di động sở RNC Hỗ trợ kênh lưu lượng riêng Hỗ trợ kênh lưu lượng chung Hỗ trợ quản lý tài nguyên toàn cục Do vậy, giao thức báo hiệu Iur (RNSAP) chia module Tuy nhiên, RNSAP thực phần bốn chức Iur tùy theo yêu cầu nhà khai thác ➢ Đảm bảo tính di động RNC: Là sở để xây dựng giao diện Iur chứa thủ tục sử dụng để xử lý tính di động bên UTRAN, khơng hỗ trợ trao đổi lưu lượng người dùng số chức hỗ trợ: ▪ Cài đặt điều khiển mạng vô tuyến phục vụ SRNC ▪ Cập nhật vùng đăng ký UTRAN ô RNC 20 BÁO HIỆU TRONG MẠNG TRUY NHẬP UMTS Nhóm ▪ Tìm gọi RNC ▪ Báo cáo lỗi giao thức ➢ Truyền tải lưu lượng kênh riêng: Chứa thủ tục sử dụng để xử lý DCH, DSCH, USCH hai RNS Nếu thủ tục từ module không sử dụng Iur, việc sử dụng lưu lượng DCH, DSCH USCH RNS tương ứng không khả thi ▪ Thiết lập, điều khiển giải phóng kênh riêng DRNC chuyển giao cứng mềm ▪ Thiết lập giải phóng kết nối truyền tải qua giao diện Iur ▪ Truyền khối truyền tải DRNC SRNC ➢ Truyền tải lưu lượng kênh chung: Chứa thủ tục sử dụng để kiểm soát luồng liệu kênh truyền tải chung (không bao gồm DSCH USCH) qua Iur Chỉ chức thực cập nhật RNC đồng Các chức cung cấp: ▪ Thiết lập giải phóng kết nối truyền tải qua Iur cho luồng số liệu kênh chung ▪ Phân chia lớp MAC SRNC DRNC ➢ RNSAP quản lý tài nguyên toàn cục: Hỗ trợ tài nguyên tăng cường tính khai thác bảo dưỡng (O&M ) qua giao diện Iur Chứa thủ tục không liên quan đến UE cụ thể Các thủ tục module trái ngược với module liên quan đến hai CRNC ngang hàng Đây chức tùy chọn Các chức cung cấp: ▪ Truyền kết đo ô hai RN ▪ Truyền thông tin định thời nút B hai RN 2.2.2 Báo hiệu giao diện Iu Giao diện Iu: Giao diện nối UTRAN với CN, cung cấp cho nhà khai thác khả trang bị UTRAN CN từ nhà sản xuất khác 21 BÁO HIỆU TRONG MẠNG TRUY NHẬP UMTS Nhóm Giao diện Iu chia thành loại: ➢ Iu-CS chuyển mạch kênh ➢ Iu-PS chuyển mạch gói 2.2.2.1 Mặt điều khiển/người dùng Iu-CS Hình 2.5 : Mặt điều khiển người dùng Iu-CS Mặt điều khiển/người dùng Iu –CS bao gồm số giao thức: ➢ AMR: Mã hóa đa tốc độ thích ứng AMR (Adaptive Multirate Codec) cung cấp miền tốc độ rộng cho liệu sử dụng cho mã hóa tốc độ thấp cho giao diện vô tuyến ➢ TAF: Chức tương thích đầu cuối (Terminal Adaptation Function) giao thức hỗ trợ biến đổi nhiều kiểu thiết bị đầu cuối khác vào mạng ➢ RLP: giao thức liên kết vô tuyến (Radio Link Protocol) điều khiển truyền dẫn liệu mạng GSM UMTS 2.2.2.2 Mặt điều khiển/người dùng Iu-PS Hình 2.6 : Mặt điều khiển/người dùng Iu-PS Chuyển mạch gói gồm thực thể liên quan tói truyền dẫn gói SGSN, GGSN cổng biên BG (Border Gateway) 22 BÁO HIỆU TRONG MẠNG TRUY NHẬP UMTS Nhóm 2.2.2.3 Giao thức báo hiệu Iu (RANAP) RANAP cung cấp dịch vụ báo hiệu UTRAN CN yêu cầu để thực chức RANAP Các dịch vụ RANAP chia thành ba nhóm sở Điểm truy cập dịch vụ (SAPS): Dịch vụ điều khiển chung: Chúng liên quan đến toàn cá thể giao diện Iu RNC miền CN logic, truy cập CN thông qua Chung Kiểm soát SAP Họ sử dụng vận chuyển tín hiệu khơng kết nối cung cấp người mang tín hiệu lu Dịch vụ thơng báo: Chúng liên quan đến UE cụ thể tất UE khu vực cụ thể truy cập CN thông qua SAP thông báo Họ sử dụng vận chuyển tín hiệu khơng kết nối cung cấp người mang tín hiệu Iu Dịch vụ điều khiển chuyên dụng: Chúng liên quan đến UE truy cập CN thông qua SAP điều khiển chuyên dụng Các chức RANAP cung cấp dịch vụ liên kết với kết nối báo hiệu Iu trì cho UE đề cập Bộ mang tín hiệu Iu cung cấp vận chuyển tín hiệu hướng kết nối để nhận kết nối tín hiệu lu Giao thức RANAP bao gồm chức khác : ➢ Định vị lại SRNC: Thay đổi chức SRNC Iu liên quan tài nguyên ( RAB kết nối Tín hiệu) từ RNC sang khác ➢ Quản lý RAB tổng thể : Thiết lập, sửa đổi phát hành RAB ➢ Xếp hàng thiết lập RAB: Cho phép đặt số RAB yêu cầu vào hàng đợi cho biết thực thể ngang hàng việc xếp hàng ➢ Yêu cầu phát hành RAB: Yêu cầu giải phóng RAB (quản lý RAB tổng thể ➢ chức CN) ➢ Yêu cầu đưa tất tài nguyên kết nối Iu: Yêu cầu giải phóng tất tài nguyên kết nối Iu từ kết nối Iu tương ứng (bản phát hành lu quản lý từ CN) ➢ Đưa tất tài nguyên kết nối lu: Giải phóng rõ ràng tất tài nguyên liên quan đến Iu ➢ Chức chuyển tiếp ngữ cảnh SRNS: Chuyển ngữ cảnh SRNS từ RNC sang CN cho thay đổi hệ thống trường hợp chuyển tiếp gói tin ➢ Kiểm sốt q tải giao diện Iu: Allows adjusting of the load in the Iu interface ➢ Đặt lại lu: Đặt lại giao diện Iu ➢ Gửi UE Common ID (nhận dạng NAS UE) tới RNC: Làm cho RNC nhận biết ID chung UE ➢ Phân trang người dùng: Cung cấp CN để có khả trang UE 23 BÁO HIỆU TRONG MẠNG TRUY NHẬP UMTS Nhóm ➢ Kiểm sốt việc theo dõi hoạt động UE: Đặt chế độ theo dõi cho UE định hủy kích hoạt dấu vết thiết lập trước ➢ Vận chuyển thông tin NAS UE CN với hai lớp con: Vận chuyển thông điệp báo hiệu NAS ban đầu từ UE đến CN Chức chuyển cách minh bạch Thơng tin NAS Do đó, tín hiệu Iu kết nối thiết lập ➢ Vận chuyển tin báo hiệu NAS UE CN: Chức chuyển tín hiệu NAS cách minh bạch tin nhắn kết nối tín hiệu Iu có Nó bao gồm dịch vụ cụ thể để xử lý tín hiệu tin nhắn khác ➢ Kiểm soát chế độ bảo mật UTRAN: Gửi khóa bảo mật (mật mã tính tồn vẹn bảo vệ) UTRAN đặt chế độ hoạt động cho chức bảo mật ➢ Kiểm soát báo cáo vị trí: Vận hành chế độ mà UTRAN báo cáo vị trí UE ➢ Báo cáo vị trí: Chuyển thơng tin vị trí thực tế từ RNC đến CN ➢ Chức báo cáo khối lượng liệu: Báo cáo không thành công khối lượng liệu DL truyền qua UTRAN cho RAB cụ thể ➢ Báo cáo tình lỗi chung: Báo cáo tình lỗi chung, thơng báo lỗi chức cụ thể chưa xác định 2.3.Thủ tục thiết lập gọi UMTS Bước 1: Thiết lập kết nối RRC thiết bị người dùng RNC 24 BÁO HIỆU TRONG MẠNG TRUY NHẬP UMTS Nhóm Hình 2.7 : Quá trình kết nối RRC Kết nối RRC UE RNC thiết lập thơng qua q trình UE gửi yêu cầu kết nối RRC qua CCCH (Common Control Channel-Kênh điều khiển chung) mà cụ thể RACH-Radom Acess Channel (Kênh truy cập ngẫu nhiên) hướng lên Bản tin có chứa số thơng tin bao gồm: IMSI TMSI, LAI, RAI and lý yêu cầu kết nối RRC RNC xác thực lý cho yêu cầu nhằm mục đích chuẩn bị tài nguyên cho kênh kết nối kênh chung hay riêng Sau đó, RNC tiếp tục q trình thành lập sóng mang Iub cách gửi tin thiết lập đường kết nối vô tuyến NBAP đến Node B Bản tin chứa thông tin ID giao dịch, ID trao đổi,mã xáo trộn mã số kênh FDD-DL Node B xác thực qua tin phản hồi NBAP radio link setup response Bản tin phản hồi chứa thông tin liên quan đến địa lớp giao vận địa AAL2 SRNC thiết lập sóng mang Iub thơng qua ALCAP tầng giao vận mạng thơng tin nhận từ Node B đường AAL số ID kênh Sóng mang Iub ràng buộc gắn với giao dịch với DCH SRNC sau tiến hành đồng hóa giao thức kết nối frame (Frame Protocol) cách gửi tin đồng FP với đường xuống RNC trả lời với UE hoàn thành kết nối RRC cách gửi tin RRC connection setup message Bản tin chứa thông tin định dạng kiểu vận chuyển, điều khiển công suất 25 BÁO HIỆU TRONG MẠNG TRUY NHẬP UMTS Nhóm mã xáo trộn UE gửi tin phản hồi- RRC connection setup complete để xác thực kết nối RRC Bước 2: Xác thực bảo vệ Hình 2.8 : Quá trình xác thực bảo vệ Sau bước kết nối với RNC hoàn thành,UE gửi tin RRC initial direct transfer ( bắt đầu chuyển giao trực tiếp) Bản tin gửi với đích đến mạng core Nhưng tới RNC thêm số thông tin cần thiết để thiết lập gọi đặt lại tin RANAP UE initial Sau gửi tới 3G MSC Những thông tin mà tin mang bao gồm số xác thực UE, địa điểm, thiết lập cần thiết cho kết nối Trong nhận yêu cầu dịch vụ từ UE, MSC bắt đầu thủ tục bảo vệ Nó bao gồm q trình xác thực UE thay đổi khóa mã hóa MSC gửi yêu cầu xác thực tin RANAP direct transfer ( giao dịch trực tiếp RANAP) RNC ánh xạ chuyển tin yêu cầu xác thực cho UE tin RRC direct transfer( giao dịch trực tiếp RRC) UE thực thuật toán xác thực gửi kết trở lại tin trả lời xác thực tới MSC RNC lúc đóng vai trị đơn vị vận chuyển Giả sử trình xác thực UE thành công, MSC gửi đến RNC chế độ điều khiển bảo vệ tức 26 BÁO HIỆU TRONG MẠNG TRUY NHẬP UMTS Nhóm nghĩa giao dịch UE UTRAN cần mã hóa RNC lúc gửi tin chế độ điều khiển bảo vệ tới UE Bản tin truyền lại thuật toán mã hóa, q trình mã hóa khóa tồn vẹn UE bắt đầu mã hóa giao dịch tới UTRAN thông báo cho RNC tin RRC chế độ bảo vệ hoàn thành RNC tiếp tục gửi cho MSC để báo q trình mã hóa hoàn tất Bước 3: Thiết lập kênh mạng truy nhập vơ tuyến thiết lập gọi Hình 2.9 : Q trình thiết lập kênh mang truy nhập vơ tuyến Sau q trình mã hóa bảo vệ hoàn thành, UE gửi tin thiết lập điều khiển gọi tới MSC MSC xác nhận UE chấp nhận cho yêu cầu dịch vụ, MSC bắt đầu trình thiết lập kênh mang cho lưu lượng người sử dụng ( lưu lượng thoại trường hợp này) Điều đạt cách MSC gửi yêu cầu RAB assignment (phân công) tới RNC Yêu cầu bao gồm số hiệu RAB thông số QoS để thiết 27 BÁO HIỆU TRONG MẠNG TRUY NHẬP UMTS Nhóm lập RNC sau nhận tin kiểm tra tài nguyên thiết lập kênh mang Iu Kênh mang thực thiết lập cách sử dụng ALCAP tầng giao vận mạng RNC tiếp tục thiết lập kênh mang vô tuyến RNC UE cách sử dụng tin thiết lập kênh mang vô tuyến Bản tin có thơng tin định kênh mang định danh kênh mang vô tuyến UE phản hồi tin hoàn thành thiết lập kênh mang vô tuyến RNC gửi tin phản hồi RAB assignment (phân công) cho MSC Với việc thủ tục hoàn thành xuất kênh mang cho việc truyền tải liệu từ UE tới MSC Từ lúc trình gọi bình thường Bản tin điều khiển gọi sử dụng việc thiết lập gọi GSM Bước 4: Giải phóng gọi RAB Hình 2.10: Q trình giải phóng gọi 28 BÁO HIỆU TRONG MẠNG TRUY NHẬP UMTS Nhóm Hình 2.11 Q trình giải phóng kênh mang Iu Ngay gọi giải phóng bên nào, liệu cần giải phóng Khi nhận UE UE xác nhận lại tin giải phóng kết nối hồn thành Việc cuối cho RNC giải phóng tài nguyên giao diện Iub Quá trình nói tới hingh 2.10 tin kết nối từ UE tin giải phóng gọi trao đổi MSC phát điều khiển giải phóng Iu tới RNC RNC nhận tin RNC giải phóng kênh mang vô tuyến qua giao diện Iub thông báo với MSC cách gửi tin hoàn thành việc giải phóng Lúc RNC phải giải phóng kết nối RRC cách gửi tin giải phóng kết nối RRC tới, MSC gửi tin xóa đường dẫn vô tuyến NBAP tới Node B Node B phản hồi tin xóa đường dẫn vơ tuyến hồn thành để báo tài nguyên giao diện Iub hồn tồn giải phóng 29 BÁO HIỆU TRONG MẠNG TRUY NHẬP UMTS Nhóm TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] BG Báo hiệu Điều khiển kết nối, BS TS Hoàng Trọng Minh, 2018 [2] Bài giảng khoa công nghệ 3G WCDMA UMTS TS.Nguyễn Phạm Anh Dũng [3] UMTS Signaling - UMTS Interfaces, Protocols,Message Flows and Procedures Analyzed and Explained - Second Edition ca Ralf Kreher v Torsten Ră udebusch 30 ... vấn đề mạng truy nhập vô tuyến từ cấu trúc, giao diện, kỹ thuật truy nhập dùng mạng Theo báo cáo nhóm em tiến hành nghiên cứu nội dung báo hiệu mạng truy nhập UMTS sau: PHẦN I: Kiến trúc mạng truy. .. Kiến trúc mạng truy nhập UMTS PHẦN II: Báo hiệu mạng truy nhập UMTS BÁO HIỆU TRONG MẠNG TRUY NHẬP UMTS Nhóm THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ALCAP Access Link Control Application Protocol Truy cập giao thức... mang Iu Nhóm BÁO HIỆU TRONG MẠNG TRUY NHẬP UMTS Nhóm I Kiến trúc mạng truy nhập UMTS 1.1 Kiến trúc mạng truy nhập vơ tuyến UMTS UMTS trì tách biệt nghiêm ngặt hệ thống vô tuyến hệ thống mạng, cho