資料介紹
UMTS架構(gòu):為盡量減少網(wǎng)路架構(gòu)變動,網(wǎng)路端被分為前端存取網(wǎng)路(Access Network)和后端核心網(wǎng)路(Core Network)。其中WCDMA繼承GSM/GPRS核心網(wǎng)路,但新增自己的存取網(wǎng)路:UTRAN(Universal Terrestrial Radio Access Network)。實際上,WCDMA網(wǎng)路需要新增哪些設(shè)備呢?WCDMA網(wǎng)路設(shè)備圖,描繪其網(wǎng)路設(shè)備及其間的連結(jié)。
WCDMA網(wǎng)路設(shè)備
WCDMA存取網(wǎng)路主要包含2種設(shè)備:
? Node B-負(fù)責(zé)對1個或多個手機間的無線電傳送與接收,相當(dāng)于GERAN中BTS(Base Transceiver Station)。
? RNC(Radio Network Controller)-負(fù)責(zé)控制無線電資源使用,相當(dāng)于GERAN中的BSC(Based Station Controller)。
而在核心網(wǎng)路中則有以下幾項設(shè)備:
? MSC(Mobile Switching Center)/VLR(Visitor Location Register)-MSC為負(fù)責(zé)手機與PTSN溝通的交換機,它可服務(wù)在其涵蓋范圍內(nèi)向其註冊的手機,并將這些手機的資料儲存在VLR資料庫中。
? GMSC(Gateway Mobile Switching Center)-每個使用者(或是說每張SIM卡)都有1個GMSC,就像它的家一樣。當(dāng)屬于它的使用者不在家時,GMSC要能知道這些使用者跑到誰家去,也就是說這些使用者目前在哪個MSC下,最后跟哪個MSC註冊。
? HLR(Home Location Register)/AuC(Authentication Center)-記錄所有該網(wǎng)路下使用者的所有資料,并提供相關(guān)資訊驗證使用者。
? SGSN(Serving GPRS Support Node)-相當(dāng)于Packet Switched Domain的MSC,做為PS通話的路由器。
? GGSN(Gateway GPRS Support Node)-相當(dāng)于Packet Switched Domain的GMSC,并為對外界網(wǎng)際網(wǎng)路的窗口。
通訊協(xié)定層
在我們了解網(wǎng)路架構(gòu)后,可能會開始好奇,網(wǎng)路端這么多元件,是如何與手機溝通完成包括註冊、通話、上網(wǎng)…等各式任務(wù)。事實上,透過通訊協(xié)定層交換訊息,手機與網(wǎng)路端得以相互溝通;其中NAS(Non-Access Stratum)為手機與核心網(wǎng)路間的協(xié)定層,而AS(Access Stratum),則是手機與存取網(wǎng)路間的協(xié)定層。
我們知道在核心網(wǎng)路可分為Circuit Switched Domain(MSC、GMSC)和Packet Switched Domain(SGSN、GGSN),所以NAS可分CS Domain和PS Domain 2個部分;另一方面,存取網(wǎng)路并沒有這樣的分別,所以兩者共用相同的AS。接下來我們將分別介紹CS Domain和PS Domain的協(xié)定層。
CS Domain
檢視CS Domain協(xié)定層
首先,在共用的AS協(xié)定包括:
Physical Layer-為手機與Node B間的協(xié)定,利用前面介紹到CDMA雞尾酒會概念,透過無線電頻道傳送與接收資料,同時也負(fù)責(zé)與基地臺同步,調(diào)整傳送與接收時間點。另外,它還要量測訊號強度。Physical Layer即一般所指的Layer 1。
MAC(Medium Access Control)-為手機與RNC間的協(xié)定,負(fù)責(zé)上層的Logical Channel、與下層的Transport Channel間的對應(yīng),可透過多工找到適當(dāng)?shù)念l道,傳送上層所要送出去的資料,并給予不同優(yōu)先順序。當(dāng)使用共用頻道時,MAC要能分辨在共用頻道上的封包是送給自己或他人。此外,MAC也負(fù)責(zé)量測使用者資料(即非控制用訊號的傳輸)的流量。
RLC(Radio Link Control)-為手機與RNC間的協(xié)定,主要負(fù)責(zé)切割(segmentation)、重組(reassembly)、串接(concatenation)、錯誤偵測(error detection)、流量控制(flow control),甚至于錯誤更正(error correction)…等一般傳統(tǒng)Layer 2的功能。另外,RLC提供了3種資料傳輸模式:
Transparent Mode-RLC只負(fù)責(zé)將收到的資料送出,不加上任何標(biāo)頭檔(header)并且只能支援固定大小的封包,因此無法做任何的偵測或控制。由于沒有標(biāo)頭檔,所以無法加上序號(sequence number),因此如需加解密的話,將會由MAC加解密此模式下傳送接收的封包。
WCDMA網(wǎng)路設(shè)備
WCDMA存取網(wǎng)路主要包含2種設(shè)備:
? Node B-負(fù)責(zé)對1個或多個手機間的無線電傳送與接收,相當(dāng)于GERAN中BTS(Base Transceiver Station)。
? RNC(Radio Network Controller)-負(fù)責(zé)控制無線電資源使用,相當(dāng)于GERAN中的BSC(Based Station Controller)。
而在核心網(wǎng)路中則有以下幾項設(shè)備:
? MSC(Mobile Switching Center)/VLR(Visitor Location Register)-MSC為負(fù)責(zé)手機與PTSN溝通的交換機,它可服務(wù)在其涵蓋范圍內(nèi)向其註冊的手機,并將這些手機的資料儲存在VLR資料庫中。
? GMSC(Gateway Mobile Switching Center)-每個使用者(或是說每張SIM卡)都有1個GMSC,就像它的家一樣。當(dāng)屬于它的使用者不在家時,GMSC要能知道這些使用者跑到誰家去,也就是說這些使用者目前在哪個MSC下,最后跟哪個MSC註冊。
? HLR(Home Location Register)/AuC(Authentication Center)-記錄所有該網(wǎng)路下使用者的所有資料,并提供相關(guān)資訊驗證使用者。
? SGSN(Serving GPRS Support Node)-相當(dāng)于Packet Switched Domain的MSC,做為PS通話的路由器。
? GGSN(Gateway GPRS Support Node)-相當(dāng)于Packet Switched Domain的GMSC,并為對外界網(wǎng)際網(wǎng)路的窗口。
通訊協(xié)定層
在我們了解網(wǎng)路架構(gòu)后,可能會開始好奇,網(wǎng)路端這么多元件,是如何與手機溝通完成包括註冊、通話、上網(wǎng)…等各式任務(wù)。事實上,透過通訊協(xié)定層交換訊息,手機與網(wǎng)路端得以相互溝通;其中NAS(Non-Access Stratum)為手機與核心網(wǎng)路間的協(xié)定層,而AS(Access Stratum),則是手機與存取網(wǎng)路間的協(xié)定層。
我們知道在核心網(wǎng)路可分為Circuit Switched Domain(MSC、GMSC)和Packet Switched Domain(SGSN、GGSN),所以NAS可分CS Domain和PS Domain 2個部分;另一方面,存取網(wǎng)路并沒有這樣的分別,所以兩者共用相同的AS。接下來我們將分別介紹CS Domain和PS Domain的協(xié)定層。
CS Domain
檢視CS Domain協(xié)定層
首先,在共用的AS協(xié)定包括:
Physical Layer-為手機與Node B間的協(xié)定,利用前面介紹到CDMA雞尾酒會概念,透過無線電頻道傳送與接收資料,同時也負(fù)責(zé)與基地臺同步,調(diào)整傳送與接收時間點。另外,它還要量測訊號強度。Physical Layer即一般所指的Layer 1。
MAC(Medium Access Control)-為手機與RNC間的協(xié)定,負(fù)責(zé)上層的Logical Channel、與下層的Transport Channel間的對應(yīng),可透過多工找到適當(dāng)?shù)念l道,傳送上層所要送出去的資料,并給予不同優(yōu)先順序。當(dāng)使用共用頻道時,MAC要能分辨在共用頻道上的封包是送給自己或他人。此外,MAC也負(fù)責(zé)量測使用者資料(即非控制用訊號的傳輸)的流量。
RLC(Radio Link Control)-為手機與RNC間的協(xié)定,主要負(fù)責(zé)切割(segmentation)、重組(reassembly)、串接(concatenation)、錯誤偵測(error detection)、流量控制(flow control),甚至于錯誤更正(error correction)…等一般傳統(tǒng)Layer 2的功能。另外,RLC提供了3種資料傳輸模式:
Transparent Mode-RLC只負(fù)責(zé)將收到的資料送出,不加上任何標(biāo)頭檔(header)并且只能支援固定大小的封包,因此無法做任何的偵測或控制。由于沒有標(biāo)頭檔,所以無法加上序號(sequence number),因此如需加解密的話,將會由MAC加解密此模式下傳送接收的封包。
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