Một hệ thống UMTS sau khi đƣợc nâng cấp và mở rộng từ hệ thống GSM hiện có thì cấu trúc hệ thống có thể đƣợc mô tả tổng quan nhƣ sau:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 45
Hình 2.15: Cấu trúc tổng thể hệ thống UMTS/GSM.
Trong đó UTRAN bao gồm một hay nhiều phân hệ mạng vô tuyến (RNS), một RNS là một mạng con trong UTRAN, một bộ điều khiển mạng vô tuyến (RNC) và một hay nhiều Node-B.
Các yêu cầu chính để thiết kế kiến trúc, giao thức và chức năng UTRAN:
- Tính hỗ trợ của UTRAN và các chức năng liên quan: Yêu cầu tác động đến thiết kế của UTRAN là các yêu cầu hỗ trợ chuyển giao mềm (một thiết bị đầu cuối kết nối tới mạng thông qua 2 hay nhiều cell đang hoạt động) và các thuật toán quản lý nguồn tài nguyên vô tuyến đặc biệt của WCDMA.
- Làm tăng sự tƣơng đồng trong việc điều khiển dữ liệu chuyển mạch gói và chuyển mạch kênh với một ngăn xếp giao thức giao diện vô tuyến duy nhất và với việc sử dụng cùng một giao diện cho các kết nối từ UTRAN đến miền chuyển mạch gói và chuyển mạch kênh của mạng lõi.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 46
- Làm tăng tính tƣơng đồng với GSM.
- Sử dụng kiểu chuyển vận trên cơ sở IP nhƣ là cơ cấu chuyển vận thay thế trong UTRAN kể từ Release 5 trở đi.
- Các thiết bị UTRAN với chi phí CAPEX và OPEX đƣợc tiết kiệm tối đa. Đồng thời các thiết bị UTRAN đƣợc thiết kế module hóa và có tính linh hoạt hợp lý cho việc mở rộng dung lƣợng trong tƣơng lai. Hệ thống UTRAN có khả năng nâng cấp lên phiên bản phần mềm cao hơn mà chỉ gây ra tác động rất nhỏ tới hoạt động thông thƣờng của hệ thống.
2.2.3.1. Node-B
Node-B là một thuật ngữ sử dụng trong UMTS để biểu thị BTS (trạm thu phát gốc) và sử dụng công nghệ WCDMA trên đƣờng vô tuyến. Cũng nhƣ trong tất cả các hệ thống tổ ong UMTS và GSM, Node B thực hiện việc thu phát tần số vô tuyến để liên lạc trực tiếp với các máy di động di chuyển tự do xung quanh nó.
Một cách truyền thống, các Node B có những chức năng tối thiểu về thu phát vô tuyến và đƣợc điều khiển bởi RNC (Radio Network Controller). Việc sử dụng công nghệ WCDMA cho phép một cell thuộc một Node B hoặc các Node B khác nhau cùng đƣợc quản lý bởi các RNC khác nhau để chồng lên nhau và vẫn sử dụng một tần số giống nhau (trên thực tế, toàn bộ mạng có thể dùng chỉ một cặp tần số).
Node B bao gồm các loại cấu hình: Macro Indoor, Macro Outdoor, Mini Indoor, Mini outdoor, Micro Indoor, Micro Outdoor, Pico,...
2.2.3.2. RNC (Radio Network Control)
RNC là một thành phần trong mạng truy nhập vô tuyến UTMS. RNC về cơ bản có những chức năng giống BSC trong hệ thống BSS GSM:
- Trung gian giữa trạm gốc (Node B trong UMTS) và hệ thống mạng lõi; - Điều khiển cuộc gọi vô tuyến (quản lý tài nguyên vô tuyến, điều khiển và quản lý chuyển giao cuộc gọi …);
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 47
RNC đƣợc kết nối đến: - Mạng lõi, qua giao tiếp Iu.
- Các Node B qua giao tiếp Iub. Một Node B thực hiện giao tiếp vô tuyến với một hoặc nhiều cell.
- Một số RNC lân cận qua giao tiếp Iur.
2.2.3.3. Các giao diện mở cơ bản của UMTS
- Giao diện Cu: Đây là giao diện giữa thẻ thông minh USIM và ME. Giao diện này tuân theo tiêu chuẩn cho các thẻ thông minh.
- Giao diện Uu: Đây là giao diện vô tuyến WCDMA. Uu là giao diện mà UE truy cập đƣợc với phần cố định của hệ thống và đây là phần giao diện mở quan trọng nhất trong UMTS.
- Giao diện Iu: Giao diện này kết nối UTRAN tới mạng lõi. Tƣơng tự nhƣ các giao diện tƣơng thích trong GSM nhƣ là giao diện A (đối với chuyển mạch kênh) và Gb (đối với chuyển mạch gói). Giao diện Iu đem lại cho các bộ điều khiển UMTS khả năng xây dựng đƣợc UTRAN và CN từ các nhà sản xuất khác nhau.
- Giao diện Iur: Giao diện mở Iur hỗ trợ chuyển giao mềm giữa các RNC từ các nhà sản xuất khác nhau và vì thế bổ sung cho giao diện mở Iu.
- Giao diện Iub: Iub kết nối một Node B và một RNC. UMTS là một hệ thống điện thoại di động mang tính thƣơng mại đầu tiên mà giao diện giữa bộ điều khiển và trạm gốc đƣợc chuẩn hoá nhƣ là một giao diện mở hoàn thiện. Giống nhƣ các giao diện mở khác, Iub thúc đẩy hơn nữa tính cạnh tranh giữa các nhà sản xuất trong lĩnh vực này.