Hình 1.8. SDOs thực hiện chuẩn hoá giao diện vô tuuyến
1.4.2. Cấu trúc hệ thống của W-CDMA
Phần này sẽ xét tổng quan cấu trúc hệ thống UMTS cơ sở cấu trúc hệ thống cho W- CDMA. Cấu trúc này bao gồm các phần tử mạng logic và các giao diện. Hệ thống UMTS
Khoutnanxay Khamsingsavath_Lớp D06VT1 AA
sử dụng cùng cấu trúc như hệ thống thế hệ hai thậm chí cả một phần cấu trúc của hệ thống thế hệ một thể hiện tính kế thừa và tận dụng cơ sở hạ tầng.
Hệ thống UMTS chứa nhiều phần tử mạng logic, mỗi phần tử có một chức năng cụ thể. Trong tiêu chuẩn các phần tử mạng được định nghĩa ở mức logic, tuy nhiên cũng thường được thực hiện ở dạng vật lý tương tự, nhất là có một số giao diện mở (để giao diện là mở, cần định nghĩa giao diện này sao cho ở mức chi tiết có thể sử dụng được thiết bị của hai nhà sản xuất khác nhau tại các điểm cuối). Có thể nhóm các phần tử mạng theo nhóm đồng chức năng hay theo mạng con mà chúng trực thuộc.
Về mặt chức năng, các phần tử mạng được nhóm thành: mạng truy nhập vô tuyến (RAN: Radio Access Network hay UTRAN: UMTS Terrestrial RAN) để thực hiện chức năng liên quan đến vô tuyến; và mạng lõi (CN = Core Network) để thực hiện chức năng chuyển mạch, định tuyến cuộc gọi và kết nối số liệu. Để hoàn thiện hệ thống còn có thiết bị người sử dụng (UE: User Equipment) thực hiện giao diện người sử dụng với hệ thống. Cấu trúc hệ thống mức cao được thể hiện trong hình 1.9.
Từ quan điểm chuẩn hoá, cả UE và UTRAN đều bao gồm các giao thức mới, việc thiết kế giao thức này dựa trên nhu cầu của công nghệ vô tuyến W-CDMA mới. Trái lại việc định nghĩa CN dựa trên GSM. Điều này cho phép hệ thống với công nghệ vô tuyến mới mang tính toàn cầu dựa trên công nghệ CN đã biết và đã triển khai.
Theo đó, một phương pháp phân loại khác cho mạng UMTS là: chia chúng thành các mạng con. Hệ thống UMTS được thiết kế theo mô đun, vì thế tồn tại nhiều phần tử mạng cho cùng một kiểu. Về nguyên tắc, yêu cầu tối thiểu cho một mạng hoạt động và có đầy đủ các tính năng là phải có ít nhất một phần tử logic cho mỗi kiểu. Khả năng có nhiều phần tử của cùng một kiểu cho phép phân chia UMTS thành các mạng con hoạt động hoặc độc lập hoặc cùng với các mạng con khác, các mạng con này được phân biệt bởi các nhận dạng duy nhất. Một mạng con như vậy được gọi là mạng di động mặt đất công cộng UMTS (UMTS PLMN: UMTS Public Land Mobile Network). Thông thường mỗi PLMN được khai thác bởi một nhà khai thác duy nhất và nó được nối đến các PLMN khác cũng như các kiểu mạng khác như ISDN, PSTN, Internet v.v... (hình 1.9).
UE bao gồm hai phần:
Thiết bị di động (ME: Mobile Equipment): là đầu cuối vô tuyến được dùng để
truyền thông không dây trên giao diện Uu
Khoutnanxay Khamsingsavath_Lớp D06VT1 BB
Mô đun nhận dạng thuê bao UMTS (USIM: UMTS Subscriber Identity Module):
là một thẻ thông minh chứa thông tin nhận dạng thuê bao, thực thi các thuật toán nhận thực và lưu giữ các khoá nhận thực, và một số thông tin thuê bao cần thiết khác cho đầu cuối
UTRAN còn chứa hai phần tử khác nhau như:
Nút B: để chuyển đổi luồng số liệu giữa các giao diện Iub và Uu. Nó cũng tham
gia quản lý tài nguyên vô tuyến. (Thuật ngữ nút B có cùng ý nghĩa như trạm gốc BS)
Bộ điều khiển mạng vô tuyến (RNC: Radio Network Controller): sở hữu và điều
khiển tài nguyên vô tuyến trong vùng của mình (các nút B được kết nối với nó). RNC là điểm truy nhập các dịch vụ do UTRAN cung cấp cho mạng lõi CN, chẳng hạn quản lý tất cả các kết nối đến UE
Các phần tử cơ bản của mạng lõi như sau:
HLR (Home Location Register: Bộ ghi định vị thường trú): là một cơ sở dữ liệu
được đặt tại hệ thống chủ nhà của người sử dụng để lưu giữ thông tin về hồ sơ dịch vụ của người sử dụng. Lý lịch dịch vụ này gồm: Thông tin về các dịch vụ được phép, các vùng không được chuyển mạng và thông tin về các dịch vụ bổ sung như: trạng thái chuyển hướng cuộc gọi, số lần chuyển hướng cuộc gọi.
Khoutnanxay Khamsingsavath_Lớp D06VT1 CC
Ký hiệu:
- USIM = User Sim Card: thẻ Sim của người sử dụng - MS = Mobile Station: Máy điện thoại di động
- RNC = Radio Node Controller: Bộ điều khiển trạm gốc
- MSC = Mobile Services Switching Center: Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động - VLR = Visitor Location Register: Bộ ghi định vị tạm trú
- SGSN = Servicing GPRS (General Packet Radio Service) Support Node: Điểm hộ trợ GPRS (Dịch vụ vô tuyến gói chung) đang phục vụ
- GMSC = Gateway Mobile Services Switching Center: Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động cổng
- GGSN = Gateway GPRS Support Node: Nút hỗ trợ GPRS cổng - HLR = Home Location Register: Bộ ghi định vị thường trú - UTRAN = UMTS Terestrial Radio Access Network
- CN = Core Network: Mạng lõi
- PLMN = Public Land Mobile Network: Mạng di động công cộng mặt đất
- PSTN = Public Switched Telephone Network: Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng
- ISDN = Integrated Services Digital Network: Mạng số liên kết đa dịch vụ