CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG THƠNG TIN DI ĐỘNG
2.2. KIẾN TRÚC HỆ THỐNG UMTS
2.2.1. Tổng quan kiến trúc hệ thống UMTS R3 (Phiên bản thứ 3)
Kiến trúc hệ thống UMTS R3
WCDMA UMTS R3 hỗ trợ cả kết nối chuyển mạch kênh lẫn chuyển mạch gĩi: đến 384 Mbps trong miền CS (Circuit Switch, chuyển mạch kênh) và 2Mbps trong miền PS (Packet Switch, chuyển mạch gĩi). Các kết nối tốc độ cao này đảm bảo cung cấp một tập các dich vụ mới cho người sử dụng di động giống như trong các mạng điện thoại cố định và Internet. Các dịch vụ này gồm: điện thoại cĩ hình (Hội nghị video), âm thanh chất lượng cao (CD) và tốc độ truyền cao tại đầu cuối. Một tính năng khác cũng được đưa ra cùng với GPRS là kết nối đến Internet. UMTS cũng cung cấp thơng tin vị trí tốt hơn và vì thế hỗ trợ tốt hơn các dịch vụ dựa trên vị trí.
Hệ thống UMTS bao gồm một số các phần tử mạng logic, mỗi phần tử cĩ một chức năng xác định. Theo tiêu chuẩn, các phần tử mạng được định nghĩa tại
mức logic, nhưng cĩ thể lại liên quan đến việc thực thi ở mức vật lý. Đặc biệt là khi cĩ một số các giao diện mở (đối với một giao diện được coi là “mở”, thì yêu cầu giao diện đĩ phải được định nghĩa một cách chi tiết về các thiết bị tại các điểm đầu cuối mà cĩ thể cung cấp bởi 2 nhà sản xuất khác nhau). Các phần tử mạng cĩ thể được nhĩm lại nếu cĩ các chức năng giống nhau, hay dựa vào các mạng con chứa chúng.
Theo chức năng thì các phần tử mạng được nhĩm thành các nhĩm:
3G UMTS cĩ thể sử dụng hai kiểu RAN. Kiểu thứ nhất sử dụng cơng nghệ đa truy nhập WCDMA được gọi là UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Network: mạng truy nhập vơ tuyến mặt đất của UMTS). Kiểu thứ hai sử dụng cơng nghệ đa truy nhập TDMA được gọi là GERAN (GSM EDGE Radio Access Network: mạng truy nhập vơ tuyến dưa trên cơng nghệ EDGE của GSM). Ở đây ta chỉ xét mạng truy nhập vơ tuyến mặt đất UMTS là UTRAN. Mạng này thiết lập tất cả các chức năng liên quan đến vơ tuyến.
Mạng lõi (CN): Thực hiện chức năng chuyển mạch và định tuyến cuộc gọi và kết nối dữ liệu đến các mạng ngồi.
Thiết bị người sử dụng (UE) giao tiếp với người sử dụng và giao diện vơ tuyến.
Kiến trúc hệ thống ở mức cao được chỉ ra như trong hình vẽ:
UE UTRAN CN
UU IU
Theo các đặc tả chỉ ra trong quan điểm chuẩn hĩa, cả UE và UTRAN đều bao gồm các giao thức hồn tồn mới, việc thiết kế chúng dựa trên nhu cầu của cơng nghệ vơ tuyến WCDMA mới. Ngược lại, việc định nghĩa mạng lõi (CN) được kế thừa từ GSM. Điều này đem lại cho hệ thống cĩ cơng nghệ truy nhập vơ tuyến mới một nền tảng mang tính tồn cầu là cơng nghệ mạng lõi đã cĩ sẵn, như vậy sẽ thúc đẩy sự quảng bá của nĩ, mang lại ưu thế cạnh tranh chẳng hạn như khả năng roaming tồn cầu.
Hệ thống UMTS cĩ thể chia thành các mạng con cĩ thể hoạt động độc lập hoặc hoạt động liên kết các mạng con khác và nĩ phân biệt với nhau bởi số nhận dạng duy nhất. Mạng con như vậy gọi là mạng di động mặt đất UMTS (PLMN), các thành phần của PLMN được chỉ ra như sau:
Hình 2.2 Các thành phần của mạng trong PLMN ở phiên bản R3
Thiết bị người sử dụng (UE) gồm:
Thiết bị di động (ME)
Modul nhận dạng thuê bao UMTS (USIM)
Nút B: chuyển đổi dữ liệu truyền giữa giao diện Iub và Uu. Nĩ cũng tham gia vào quản lý tài nguyên vơ tuyến.
Bộ điều khiển mạng vơ tuyến (RNC) sở hữu và điều khiển nguồn tài nguyên vơ tuyến trong vùng của nĩ (gồm các Nút B nối với nĩ). RNC là điểm truy cập dịch vụ cho tất cả các dịch vụ mà UTRAN cung cấp cho mạng lõi.
Các phần tử chính của mạng lõi GSM
HLR: Bộ đăng ký thường trú
MSC/VLR: Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động/Bộ đăng ký tạm trú
GMSC: MSC cổng
SGSN (Nút hỗ trợ GPRS phục vụ)
GGSN (Node cổng hỗ trợ GPRS) Mạng ngồi cĩ thể chia thành 2 nhĩm:
Các mạng chuyển mạch kênh: Các mạng này cung cấp các kết nối chuyển mạch kênh, giống như dịch vụ điện thoại đang tồn tại Ví dụ như ISDN và PSTN.
Các mạng chuyển mạch gĩi: Các mạng này cung cấp các kết nối cho các dịch vụ dữ liệu gĩi, chẳng hạn như mạng Internet.