Архитектура сети радиодоступа

Система UMTS использует ту же хорошо известную архитектуру, которая применяет -

ся во всех основных системах второго поколения и даже в некоторых системах первого поколения.

Система UMTS состоит из ряда логических элементов сети, каждый из которых вы - полняет определенные функции. В стандартах элементы сети определяются на логическом уровне, и это очень часто приводит к похожей физической реализации, особенно в силу того, что имеется несколько открытых интерфейсов (чтобы интерфейс был " открытым ", существует требование, чтобы он был определен на уровне такой детализации, что обору - дование в конечных точках может быть поставлено разными изготовителями). Элементы сети могут группироваться на основе близости выполняемых функций или на основе под - сети, к которой они принадлежат.

Рисунок11.6 –Архитектура системыUMTSвысокого уровня.

По своим функциям элементы сети группируются в сеть радиодоступа (RAN, UMTS территориального уровня = UTRAN), которая оперирует всеми функциями, относящимися к радиосвязи, и в базовую сеть (CN), которая обеспечивает коммутацию и маршрутизацию вызовов и каналы передачи данных во внешние сети. Чтобы завершить систему, опреде - ляются оборудование пользователя (UE), которое взаимодействует с ним, и радиоинтер - фейс (Uu). Архитектура системы высокого уровня показана на рисунке 11.6.

Другим способом группирования элементов сети UMTS служит деле - ние их на подсети. Система UMTS является модульной в том смысле, что возможно иметь несколько эле - ментов сети одного и того же типа. В принципе, минимальным требовани - ем для того, чтобы сеть работала и обеспечивала все свои функциональ - ные возможности, является наличие, по крайней мере, одного логического элемента сети каждого типа (отме - тим, что некоторые функции и, сле -

довательно, некоторые элементы сети являются необязательными). Возможность иметь несколько объектов одного и того же типа позволяет делить систему UMTS на подсети, работающие либо самостоятельно, либо вместе с другими подсетями, и которые являются тождественными друг другу. Такая сеть называется UMTS PLMN (наземная мобильная сеть общего пользования). Обычно одна PLMN эксплуатируется одним оператором и со - единяется с другими PLMNs также, как и с другими типами сетей, например, ISDN, PSTN, Интернет и т. д. На рис. 5.2 показаны элементы PLMN и для того, чтобы проиллюстриро - вать внутренние соединения, - также и внешние сети.

Краткие сведения о всех элементах приводятся ниже. UE состоит из двух частей:

ü Подвижное оборудование (ME) - радиотерминал, используемый для радиосвязи че - рез интерфейс Uu.

ü Модуль идентификации абонента UMTS (USIM), представляющий собой интел - лектуальную плату, которая служит идентификатором абонента, выполняет алгоритм ау - тентификации и шифрования и некоторые данные об услугах, которыми имеет право пользоваться абонент, необходимые при пользовании терминалом.

UTRAN также состоит из двух элементов:

Узел B преобразует поток данных между интерфейсами Iub и Uu. Он также участвует

в управлении радиоресурсами. (Отметим, что термин " Узел B" из соответствующих спе - цификаций 3GPP используется только в Главе 5. Более общий термин " Базовая станция " используется во всех остальных главах и означает то же самое)

Контроллер радиосети (RNC) владеет и управляет радиоресурсами в своей области (к ней подключены узлы B). RN С представляет собой точку доступа к сервису для всех ус - луг, которые UTRAN предоставляет CN, например, управление соединениями с UE.

Основными элементами базовой сети GSM (есть другие элементы, не показанные на рис. 5.2, например, те, которые используются для обеспечения услуг IN) являются сле - дующие:

HLR (регистр домашнего местонахождения, по месту регистрации) - это база данных, помещаемая в домашнюю систему абонента, которая хранит в памяти основной экземпляр профиля обслуживания абонента. Профиль обслуживания содержит, например, информа - цию о предоставляемых ему услугах, запрещенных районов роуминга и дополнительную сервисную информацию, например, о возможности переключения телефонного вызова и номера телефона, на который производится переадресация. Профиль обслуживания созда -

ется, когда новый абонент прописывается в системе, и остается в памяти до тех пор, пока сохраняется эта прописка. Для маршрутизации входящих сообщений к UE (т. е. вызовов или коротких сообщений) HLR также записывает данные о местоположении UE на уровне MSC/VLR (узла по обеспечению услуг и / или SGSN), т. е. на уровне системы обслужива - ния.

MSC/VLR - это коммутатор (MSC) и база данных (VLR), которые предоставляют услу - ги по текущему местоположению UE по коммутации каналов (CS). Функция MSC исполь - зуется для коммутации сообщений CS, и функция VLR сохраняет экземпляр профиля об - служивания гостевого пользователя, а также более точную информацию о местоположе - нии UE в системе обслуживания. Часть сети, к которой обеспечивается доступ через MSC/VLR, часто называют областью обслуживания CS.

GMSC (шлюзовой MSC) - это коммутатор в точке, где UMTS PLMN соединяются с внешними сетями CS. Все входящие и исходящие соединения CS проходят через GMSC.

Функции SGSN (узла по обеспечению услуг GPRS) подобны функциям MSC/VLR, но обычно используются для услуг с коммутацией пакетов (PS). Часть сети, к которой обес - печивается доступ через MSC/VLR, часто называют областью обслуживания CS.

GGSN (узел по обеспечению межсетевого перехода GPRS) функционально близок к GMSC, но связан с предоставлением услуг PS.

Внешние сети можно разделить на две группы:

ü Сети CS. Они обеспечивают соединения с коммутацией каналов, как это имеет ме - сто в существующей в настоящее время телефонной связи.

ü Сети PS. Они обеспечивают соединения с коммутацией пакетов данных. Одним из примеров сети PS служит Интернет.

Стандарты UMTS построены таким образом, что функции внутри элементов сети под - робно не определяются. Вместо этого определены интерфейсы между логическими эле - ментами сети. Определены следующие основные открытые интерфейсы:

ü Интерфейс Cu. Это электрический интерфейс между интеллектуальной платой (смарт - карточкой) USIM (модуля идентификации абонента сети UMTS) и ME. Интерфейс удовлетворяет формату стандарта для смарт - карточек.

ü Интерфейс Uu. Это радиоинтерфейс WCDMA, который служит предметом рас - смотрения в данной книге. Интерфейс Uu - это интерфейс, через который UE получает доступ к стационарной части системы, и поэтому, возможно самый важный интерфейс в UMTS. Представляется, что изготовителей UE будет гораздо больше, чем изготовителей элементов стационарной сети.

ü Интерфейс Iu. Он соединяет UTRAN с CN. Подобно соответствующим интерфей - сам в GSM, A (для коммутации каналов) и Gb (для коммутации пакетов), открытый ин - терфейс Iu дает операторам UMTS возможность производить закупку UTRAN и CN у раз - ных производителей. Создание конкуренции в этой области явилось одним из факторов, обусловивших успех GSM.

ü Интерфейс Iur. Открытый интерфейс Iur позволяет осуществлять мягкий хэндовер между RNCs от различных производителей, и поэтому он дополняет открытый интерфейс

Iu.

ü Интерфейс Iub. Iub соединяет узел B и RNC. UMTS является первой коммерческой системой подвижной телефонной связи, где интерфейс контроллер - базовая станция стан - дартизован как полностью открытый интерфейс. Ожидается, что подобно другим откры - тым интерфейсам, открытый интерфейс Iub будет стимулировать конкуренцию между производителями оборудования в этой области. Вероятно, что на рынке появятся новые производители, сосредоточивающие усилия исключительно на изготовлении узлов B.

Дата добавления: 2014-01-15