- Điều khiển tài nguyên quy
b.Cấu trúc của WCDMA
Hình 3-2. Cấu trúc hệ thống WCDMA. Cấu trúc WCDMA gồm các phần sau:
UE (User Equiment: thiết bị người dùng) bao gồm hai phần:
−Thiết bị di động (ME: Mobile Equipment) là đầu cuối vô tuyến được sử dụng cho thông tin vô tuyến trên giao diện Uu.
−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 hiện các thuật toán nhận thực và lưu giữ các khóa nhận thực và một số thông tin thuê bao cần thiết cho đầu cuối.
USIMME ME UE Nút B Nút B NútB RNC RNC Nút B Cu Iub Iur UTRAN CN MSC/ VLR SGSN Uu Iu HLR GMSC GGSN PLMN,PSTN, ISDN,... Interne t Các mạng ngoài
UTRAN (Universal Terrestrial Radio Access Network: mạng truy nhập vô tuyến mặt đất toàn cầu) thực hiện các chức năng liên quan đến vô tuyến, UTRAN có chứa hai phần tử:
−Nút B: để chuyển đổi dòng số liệu giữa các giao diện Iub và Uu. Nó cũng tham gia quản lý tài nguyên vô tuyến. Nút B đóng vai trò như các trạm gốc trong các mạng thông tin di động.
−Bộ điều khiển mạng vô tuyến (RNC: Radio Network Controller) sở hữu và điều khiển tài nguyên vô tuyến ở trong vùng của mình (các nút B được kết nối với nó). RNC là điểm truy nhập tất cả các dịch vụ do UTRAN cung cấp cho mạng lõi CN, chẳng hạn quản lý tất cả các kết nối đến UE. RNC đóng vai trò như các BSC ở các mạng thông tin di động.
Mạng lõi CN (Core Network): thực hiện các chức năng định tuyến cuộc gọi, chuyển mạch và kết nối số liệu, CN gồm các phần tử sau:
−HLR (Home Location Register: thanh ghi định vị thường trú) là một cơ sở dữ liệu lưu giữ thông tin chính về lý lịch dịch vụ của người sử dụng. −MSC/VLR (Mobile Services Switching Center/Visitor Location
Register: trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động/ Thanh ghi định vị tạm trú) là tổng đài (MSC) và cơ sở dữ liệu (VLR) để cung cấp các chuyển mạch kênh cho UE tại vị trí hiện thời của nó. Chức năng của MSC là sử dụng các giao dịch chuyển mạch kênh (CS: Circuit Switch) và chức năng của VLR là lưu giữ bản sao về lý lịch của người sử dụng khách hàng 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.
−GMSC (Gateway MSC) là chuyển mạch tại điểm kết nối UMTS với các mạng CS bên ngoài.
−SGSN (Serving GPRS (General Packet Radio Network Service: dịch vụ mạng vô tuyến gói chung) Node: nút GPRS dịch vụ) có chức năng giống như MSC/VLR nhưng được sử dụng cho các dịch vụ chuyển mạch gói PS (Packet switch: chuyển mạch gói). Phần mạng được truy nhập qua SGSN thường được gọi là vùng PS.
−GGSN (Gateway GPRS Support Node: nút hỗ trợ cổng GPRS) có chức năng giống như GMSC nhưng liên quan đến các dịch vụ PS.
Các mạng ngoài có thể được chia thành hai nhóm:
−Các mạng CS: các mạng này đảm bảo các kết nối chuyển mạch kênh giống như các dịch vụ điện thoại.
−Các mạng PS: các mạng này đảm bảo các kết nối cho các dịch vụ chuyển mạch gói.
Các giao diện trong WCDMA:
−Giao diện Cu: đây là giao diện giữa thẻ thông minh USIM và ME. Giao diện này tuân theo một khuân dạng tiêu chuẩn cho các thẻ thông minh. −Giao diện Uu: đây là giao diện vô tuyến của WCDMA. Uu là giao diện
mà qua đó UE truy nhập các phần tử cố định của hệ thống và vì thế nó là giao diện mở quan trọng nhất ở UMTS.
−Giao diện Iu: giao diện này kết nối UTRAN với CN, cung cấp cho các nhà khai thác khả năng trang bị UTRAN và CN từ các nhà sản xuất khác nhau.
−Giao diện Iub: Iub kết nối một nút B với một RNC, Iub mở cho phép hỗ trợ sự cạnh tranh giữa các nhà sản xuất trong lĩnh vực này.
−Giao diện Iur: giao diện mở Iur cho phép chuyển giao mềm giữa các RNC từ các nhà sản xuất khác nhau.
Cấu trúc phân lớp của WCDMA được xây dựng trên cơ sở các tiêu chuẩn của UMTS được thể hiện ở hình 3.3.
Các giao thức giữa các phần tử trong mạng WCDMA được chia thành 2 tầng chính: tầng không truy nhập và tầng truy nhập.
Hình 3-3. Cấu trúc phân lớp của WCDMA. GC: General control: điều khiển chung
Nt: Notification: thông báo
DC: Dedicated Control: Điều khiển riêng
UTRAN: UMTS Terrestrial Radio Access Network: Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất theo tiêu chuẩn UMTS. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
UE: User Equipement: Thiết bị của người sử dụng
Cấu trúc giao thức ở giao diện vô tuyến được cho ở hình 3-4.
UE Radio UTRAN Mạng lõi
(Uu) Iu Tầng không truy nhập UE UE Tầng truy nhập UE UE UE GC Nt DC UE UE GC Nt DC UE UE
Hình 3-4. Cấu trúc giao thức ở giao diện vô tuyến. Giao diện vô tuyến được phân thành 3 lớp:
Lớp vật lý (L1). Lớp vật lý cung cấp các dịch vụ cho lớp MAC qua các kênh truyền tải. Các kênh truyền tải được đặc trưng bởi cách thức và các đặc tính truyền số liệu
Lớp kết nối số liệu (L2) được chia thành các lớp con:
• MAC (Medium Access Control): điều khiển truy nhập môi trường. Lớp MAC cung cấp các dịch vụ cho lớp RLC thông qua các kênh logic. Các kênh logic được đặc trưng bởi kiểu số liệu được truyền.
• RLC (Radio Link Control): điều khiển kết nối vô tuyến. Lớp RLC cung cấp các dịch vụ cho các lớp cao hơn qua các điểm truy nhập dịch vụ
Biên giới
Báo hiệu mặt phẳng C GC Nt DC Thông tin mặt phẳng U
Tr¸nh lÆp GC Nt DC
Tránh lặp
L2/PDCP
(giao thức hội tụ số liệu gói)
L2/BMC
(điều khiển quảng bá đa phương)
L2/RLC
( (điều khiển đoạn Vô tuyến)
Các kênh logic
L2/MAC
Các kênh truyền tải L1 Đ iề u kh iể n Đ iề u kh iể n §i Ò u kh iÓ n §i Ò u kh iÓ n PHY MAC RLC RLC RLC RLC RLC RLC RLC DCP PDCP RRC
(§iÒu khiÓn tµi nguyªn v« tuyÕn)
RLCRLC RLC RLC RLC DCP PDCP Điều khiển Đ iề u kh iể n Đ iề u kh iể n DCP PDCP RRC
Điều khiển tài nguyên vô tuyến
PDCPPDCP PDCP
BMC
RLC
xử lý các gói số liệu và chức năng phát lại tự động (ARQ: Automatic Retransmission Request) có được sử dụng hay không. Trong phần điều khiển, Lớp RRC sử dụng các dịch vụ của RLC để truyền tải báo hiệu. Trong phần người sử dụng các dịch vụ của RLC được sử dụng bởi các lớp PDCP, BMC hay các chức năng cao trên lớp cao hơn của người sử dụng. Giao thức RLC có thể hoạt động ở cả ba chế độ: trong suốt, không công nhận và có công nhận. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
• PDCP (Packet Data Convergence Protocol): giao thức hội tụ số liệu gói chỉ tồn tại các dịch vụ thuộc lĩnh vực chuyển mạch gói. Chức năng chính của nó là nén đầu đề. Các dịch vụ do PDCP cung cấp được gọi là vật mang vô tuyến.
• BMC (Broadcast/Multicast Control): điều khiển quảng bá/ đa phương. Giao thức này được sử dụng để truyền giao diện vô tuyến các bản tin từ trung tâm quảng bá ô.
Lớp 3 và RLC được chia thành hai phần: phần điều khiển (C) và phần người sử dụng (U). PDCP và BMC chỉ có phần U.
Trong mặt phẳng C, lớp 3 được chia thành các lớp con: “tránh lặp” (TBD) nằm ở tầng truy nhập nhưng kết cuối ở mạng lõi và lớp RRC (Radio Resource Control: điều khiển tài nguyên vô tuyến). Báo hiệu ở các lớp cao hơn: MM (Mobility Managment: quản lý di động) và CC (Connection Managment: quản lý kết nối) được coi là ở tầng không truy nhập.
3.1.3 Các kênh trong WCDMA