Giao diện vụ tuyến được phõn thành 3 lớp giao thức: Lớp vật lý (L1)
Lớp kết nối số liệu (L2) Lớp mạng (L3)
Lớp 2 được chia thành cỏc lớp con:
MAC: Medium Access Control: Điều khiển truy nhập mụi trường RLC: Radio Link Control: Điều khiển kết nối vụ tuyến
PDCP: Packet Data Convergence Protocol: Giao thức hội tụ số liệu gúi
BMC: Broadcast/Multicast Control: Điều khiển quảng bỏ/Đa phương. Lớp 3 và RLC được chia thành hai phần: Phần điều khiển (C) và phần người sử dụng (U). PDCP và BMC chỉ cú ở phần (U).
Trong mặt phẳng (C) lớp 3 được chia thành cỏc lớp con: “Trỏnh lặp” (TBD) nằm ở tầng truy nhập nhưng kết cuối ở mạng lừi CN và lớp RRC. Bỏo hiệu của cỏc lớp cao hơn MM (Mobility Management) và CM (Connection Management) được coi là ở tầng truy nhập.
Tiếp theo chỳng ta sẽ tỡm hiểu về lớp vật lý và lớp liờn kết số liệu
2.2.1. Lớp vật lý trong WCDMA
Lớp vật lý ảnh hưởng lớn đến sự phức tạp của thiết bị về mặt đảm bảo khả năng xử lý băng tần cơ sở cần thiết ở trạm gốc và trạm đầu cuối. Trờn quan điểm dịch vụ cỏc hệ thống thế hệ 3 là cỏc hệ thống băng rộng, vỡ thế khụng thể thiết kế lớp vật lý chỉ cho một dịch vụ thoại duy nhất mà cần đảm bảo tớnh linh hoạt cho cỏc dịch vụ tương lai.
2.2.1.1. Cỏc kờnh truyền tải và sắp xếp chỳng lờn cỏc kờnh vật lý
Kờnh truyền tải kờnh riờng DCH - Dedicated Channel (Uplink/Downlink) Mạng thụng tin từ cỏc lớp trờn lớp vật lý riờng cho một người sử dụng bao gồm số liệu cho dịch vụ hiện thời (như là cỏc khung tiếng) và thụng tin điều khiển lớp cao (cỏc lệnh chuyển giao và cỏc bỏo cỏo đo đạc từ UE). Lớp vật lý khụng thể phõn biệt hai loại thụng tin này nờn xử lý như nhau. Nhờ việc hỗ trợ tốc độ bớt thay đổi và ghộp kờnh nờn ở WCDMA khụng cần kờnh truyền tải tỏch biệt cho số liệu và điều khiển như GSM.
Kờnh truyền tải riờng được đặc trưng bởi cỏc tớnh năng như: Điều khiển cụng suất nhanh, thay đổi tốc độ số liệu nhanh theo từng khung và khả năng phỏt đến
một phần ụ hay đoạn ụ bằng cỏch thay đổi hướng anten của hệ thống anten thớch nghi. Cỏc kờnh riờng hỗ trợ chuyển giao mềm.
Kờnh truyền tải chung
UTRA định nghĩa 6 kiểu kờnh truyền tải chung. Cỏc kờnh này cú một số điểm khỏc với cỏc kờnh trong GSM, chẳng hạn như truyền dẫn gúi ở cỏc kờnh chung và một kờnh dựng chung đường xuống để phỏt số liệu gúi. Cỏc kờnh chung khụng cú chuyển giao mềm, nhưng một số kờnh cú điều khiển cụng suất nhanh.
Kờnh quảng bỏ BCH (Broadcast Channel)
Được sử dụng để phỏt cỏc thụng tin đặc thự UTRAN hoặc ụ. Trong một mạng, số liệu quan trong nhất là cỏc mó truy nhập ngẫu nhiờn và cỏc khe thời gian cú thể cấp phỏt hay cỏc kiểu phõn tập phỏt được sử dụng cho cỏc kờnh khỏc ở một ụ cho trước. Vỡ UE chỉ cú thể đăng ký đến một ụ nếu nú cú thể giải mó kờnh quảng bỏ nờn cần phỏt kờnh này ở cụng suất khỏ cao để phủ súng đến toàn bộ mọi người trong ụ. Tốc độ thụng tin trờn kờnh bị giới hạn bởi khả năng giải mó của cỏc UE tốc độ thấp cho nờn tốc độ kờnh quảng bỏ UTRA là thấp và cố định.
Kờnh truy nhập đường xuống FACH (Forward Access Channel)
Mạng thụng tin truyền tải đến cỏc UE nằm trong một ụ cho trước. Cỏc số liệu gúi cũng cú thể được phỏt trờn kờnh FACH. Trong một ụ cú thể cú nhiều FACH. Một FACH cần cú tốc độ bớt đủ thấp để tất cả cỏc UE thu được. FACH khụng sử dụng điều khiển cụng suất nhanh và để thu đỳng cỏc bản tin được phỏt nú cú chứa thụng tin nhận dạng trong dải.
Kờnh tỡm gọi PCH (Paging Channel)
Mạng số liệu liờn quan đến thủ tục tỡm gọi khi mạng muốn khởi đầu thụng tin với UE. Tựy theo cấu hỡnh hệ thống bản tin tỡm gọi cú thể được phỏt trong một ụ hoặc trong hàng trăm ụ. Việc thiết kế kờnh tỡm gọi ảnh hưởng đến cụng suất tiờu thụ của UE ở chế độ chờ. UE càng ớt điều chỉnh mỏy thu của mỡnh để thu bản tin tỡm gọi thỡ pin của nú ở chế độ chờ càng lõu.
Kờnh truy nhập ngẫu nhiờn RACH (Random Access Channel)
Được sử dụng để mang thụng tin điều khiển từ UE như yờu cầu thiết lập một kết nối. Kờnh này cũng được dựng để phỏt đi cỏc cụm nhỏ số liệu gúi từ UE. Để hoạt động đỳng, hệ thống phải thu được kờnh này từ toàn bộ vựng phủ của ụ. Cho nờn tốc độ số liệu thực tế phải đủ thấp.
Kờnh gúi chung đường lờn CPCH (Common Packet Channel)
CPCH là mở rộng của kờnh RACH để mang số liệu của người dựng phỏt theo gúi. FACH ở đường xuống cựng với kờnh này tạo nờn cặp kờnh để truyền số liệu. Khỏc với RACH, kờnh này sử dụng điều khiển cụng suất nhanh, cơ chế phỏt hiện tranh chấp và thủ tục giỏm sỏt trạng thỏi CPCH. So với một hoặc hai khung của bản tin RACH, truyền dẫn đường lờn cú thể kộo dài nhiều khung.
Kờnh chia sẻ dựng chung DSCH (Dedicated Shared Channel)
Mang thụng tin của người dựng và/hoặc thụng tin điều khiển chung cho nhiều người. Nú gần giống kờnh FACH nhưng hỗ trợ sử dụng điều khiển cụng suất nhanh cũng như tốc độ bớt thay đổi theo khung. Khụng cần thiết phải thu được kờnh này trong toàn bộ vựng phủ của ụ và cú thể sử dụng cỏc chế độ khỏc nhau của cỏc phương phỏp phõn tập phỏt được sử dụng cho kờnh DCH đường xuống. Kờnh này luụn liờn kết với DCH đường xuống.
Cỏc kờnh truyền tải cần thiết
Cỏc kờnh truyền tải chung cần thiết cho việc hoạt động cơ bản của mạng là RACH, FACH, và PCH, cũn việc sử dụng DSCH và CPCH là lựa chọn và cú thể được quyết định bởi mạng.
Sắp xếp cỏc kờnh truyền tải lờn cỏc kờnh vật lý
Ở giao diện vụ tuyến, để truyền tải số liệu được tạo ra ở cỏc lớp cao, trước hết cỏc số liệu này được đặt lờn cỏc kờnh truyền tải, sau đú cỏc kờnh truyền tải này lại được sắp xếp lờn cỏc kờnh vật lý khỏc nhau. Lớp vật lý được yờu cầu để hỗ trợ cỏc kờnh truyền tải với cỏc tốc độ bớt thay đổi nhằm cung cấp cỏc dịch vụ với độ rộng băng tần theo yờu cầu và để ghộp nhiều dịch vụ trờn cựng một kết nối. Cỏc kiểu kờnh truyền tải và sắp xếp của chỳng lờn kờnh vật lý như sau hỡnh (2.6):
Kênh vậtl lý điều khiển chung sơ cấp (PCCPCH) Kênh vật lý điều khiển chung thứ cấp (SCCPCH) BCH
FACH PCH
Kênh vật lý truy nhập ngẫu nhiên (PRACH) Kênh vật lý số liệu riêng (DPDCH ) RACH
Kênh vật lý điều khiển riêng (DPCCH) DCH
DSCH Kênh vật lý chia sẻ đuờng xuống (PDSCH)
Kênh vật lý gói chung (PCPCH ) Kênh đồng bộ (SCH)
Kênh hoa tiêu chung (CPICH) CPCH
Kênh chỉ thị bắt (ACIH ) Kênh chỉ thị tìm gọi (PICH)
Kênh chỉ thị trạng thái CPCH (CSICH)
Kênh chỉ thị phát hiện xung đột/ ấn định kênh (CD/CA-ICH)