. MS: trạm di động.
. RNC: bộ điều khiển mạng vơ tuyến.
. MSC: trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động. . VLR: bộ ghi định vị tạm trú.
. SGSN: điểm hổ trợ GPRS (dịch vụ vơ tuyến gĩi chung) đang phục vụ.
. GMSC: trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động cổng.
. GGSN: điểm hổ trợ GPRS cổng. . HLR: bộ ghi định vị thường trú.
. UTRAN: mạng truy nhập vơ tuyến mặt đất UMTS. . CN: mạng lõi.
. PLMN: mạng di động cơng cộng mặt đất.
. PSTN: mạng điện thoại chuyển mạch cơng cộng. . ISDN: mạng số liệu liên kết đa dịch vụ.
. ME: thiết bị di động.
. MSC/VLR: trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động/bộ ghi định vị tạm trú.
Từ quan điểm chuẩn hĩa, cả UE và UTRAN đều bao gồm các giao thức mới, việc thiết kế các giao thức này dựa trên các nhu cầu của cơng nghệ vơ tuyến W- CDMA mới. Trái lại việc định nghĩa mạng lõi dựa trên GSM. Điều này cho phép hệ thống với cơng nghệ vơ tuyến mới mang tính tồn cầu dựa trên cơng nghệ CN đã biết và phát triển.
Một phương pháp chia nhĩm khác cho mạng UMTS là chia chúng thành các mạng con. Ở khía cạnh này, hệ thống UMTS được thiết kế theo mơđun, vì thế cĩ nhiều phần tử mạng cho cùng một kiểu. Về nguyên tắc, yêu cầu tối thiểu cho một mạng hoạt động và cĩ đầy đủ các tính năng là phải cĩ ít nhất một phần tử logic cho mỗi kiểu (lưu ý một số tính năng và vì thế một số phần tử mạng là tùy chọn). Khả năng cĩ nhiều phần tử của cùng một kiểu cho phép chia hệ thống UMTS thành các mạng con hoạt động hoặc độc lập hoặc cùng với các mạng con khác và các mạng con này được phân biệt bởi các nhận dạng duy nhất. Một mạng con như vậy gọi là mạng mặt đất cơng cộng UMTS (UMTS PLMN: UMTS Public Land Mobile Network). Thơng thường mỗi PLMN được khai thác bởi một nhà khai thác duy nhất và nĩ được nối đến các PLMN khác cũng như các dạng mạng khác như ISDN, PSTN, Internet… (hình 4.1).
UE bao gồm hai phần:
- Thiết biï di động ME (mobile equipment) là đầu cuối vơ tuyến được sử dụng cho thơng tin vơ tuyến trên giao diện Uu.
- Mođun nhận dạng thuê bao UMTS (USIM: UMTS Subscriber Identity Module) là một thẻ thơng minh chứa nhận dạng thuê bao, thực hiện các thuật tốn nhận thực và lưu giữ các khĩa nhận thực và một số thơng tin thuê bao cần thiết cho đầu cuối.
UTRAN chứa hai phần tử khác nhau như:
- Nút B để chuyển đổi dịng số liệu giữa các giao diện IuB và Uu. Nĩ cũng tham gia quản lý tài nguyên vơ tuyến. (Nút B cĩ ý nghĩa tương tự như trạm gốc BTS).
- Bộ điều khiển mạng vơ tuyến (RNC) sở hữu và điều khiển các tài nguyên vơ tuyến ở trong vùng của mình ( các nút B được nối với nĩ). RNC là điểm truy
nhập tất cả các dịch vụ do UTRAN cung cấp cho mạng lõi CN, chẳng hạn như quản lý tất cá các kết nối đến UE. RNC giống như BSC trong GSM.
Các phần tử chính của mạng lõi :
- Bộ ghi định vị thường trú (HLR) là một cơ sở dữ liệu được đặt tại hệ thống chủ nhà của người sử dụng để lưu giữ bản sao chính về lý lịch dịch vụ của người sử dụng. Lý lịch dịch vụ này gồm: thơng tin về các dịch vụ được phép, các vùng khơng được chuyển mạng và thơng tin về các dịch vụ bổ sung như: trạng thái chuyển hướng cuộc gọi, số lần chuyển hướng cuộc gọi.
- Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động/Bộ ghi định vị tạm trú (MSC/VLR) là tổng đài (MSC) và cơ sở dữ liệu (VLR) để cung cấp các dịch vụ chuyển mạch kênh cho UE tại vị trí hiện thời của nĩ. Chức năng của MSC là sử dụng các giao dịch chuyển mạch kênh (CS: Circuit Swith) và chức năng của VLR là lưu giữ bản sao về lý lịch của người sử dụng khách cũng như vị trí chính xác hơn của UE trong hệ thống đang phục vụ. Phần mạng được truy nhập qua MSC/VLR thường được gọi là vùng CS.
- Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động cổng (GMSC) là chuyển mạch tại điểm kết nối UMTS PLMN với mạng CS bên ngồi.
- Điểm hỗ trợ GPRS đang phuc vụ (SGSN) cĩ chức năng giống như MSC/VLR nhưng được sử dụng cho các dịch vụ chuyển mạch gĩi PS (Packet Switch: chuyển mạch gĩi). Phần mạng được truy nhập qua SGSN thường được gọi là vùng PS.
- Điểm hổ trợ GPRS cổng (GGSN) cĩ chức năng giống GMSC nhưng liên quan đến các dịch vụ PS.
Các mạng ngồi cĩ thể được chia làm hai nhĩm:- Các mạng CS: các mạng này đảm bảo các kết nối - Các mạng CS: các mạng này đảm bảo các kết nối chuyển mạch kênh giống như các dịch vụ điện thoại. ISDN và PSTN là các thí dụ về các mạng CS.
- Các mạng PS: các mạng này đảm bảo các kết nối cho các dịch vụ chuyển mạch gĩi. Internet là một thí dụ về mạng PS.
Các tiêu chuẩn UMTS định nghĩa các giao diện giữa các phần tử mạng logic. Các giao diện mở sau đây được định nghĩa:
- Giao diện Cu: đây là giao diện giữa thẻ thơng minh USIM và ME. Giao diện này tuân theo một khuơân dạng tiêu chuẩn cho các thẻ thơng minh.
- Giao diện Uu: đây là giao diện vơ tuyến của W-CDMA. Uu là giao diện mà qua đĩ UE truy nhập các phần tử cố định của hệ thống và vì thế nĩ là giao diện mở quan trọng nhất trong UMTS. Chắc là sẽ cĩ nhiều nhà sản xuất UE hơn là nhà sản xuất các phần tử mạng cố định.
- Giao diện Iu: giao diện này nối UTRAN với CN. Giống như các giao diện tương ứng ở GSM: A (chuyển mạch kênh) và Gb (chuyển mạch gĩi), giao diện Iu cung cấp cho các nhà khai thác khả năng trang bị UTRAN và CN từ các nhà sản xuất khác nhau.
- Giao diện Iur: giao diện mở Iur cho phép chuyển giao mềm giữa các RNC từ các nhà sản xuất khác nhau.
- Giao diện IuB: IuB kết nối một nút B với một RNC. UMTS là hệ thống điện thoại di động đầu tiên trong đĩ giao diện giữa bộ điều khiển và trạm gốc được tiêu chuẩn hĩa như là một giao diện mở hồn tồn. Giống như các giao diện mở khác, IuB mở cho phép động viên sự cạnh tranh giữa các nhà sản xuất trong lĩnh vực này.
2.2. Cấu trúc phân tầng của UMTS
UE UTRAN Mạng lõi Tầng truy nhập (AS) Tầng khơng truy nhập (NAS) GC Nt DC GC Nt DC Vơ tuyến (Uu) Iu
Hình 4.2: Cấu trúc phân tầng của mạng W- CDMA.
Trong đĩ: