TỔNG QUAN VỀ UMTS VÀ UTRAN
Hệ thống viễn thông di động toàn cầu UMTS
Thế hệ di động thứ 3 (3G) là công nghệ truyền thông tiên tiến cho phép truyền tải cả dữ liệu thoại và không thoại, bao gồm dữ liệu, email, tin nhắn và hình ảnh Mạng 3G nổi bật với tốc độ dữ liệu cao, cải thiện hiệu quả sử dụng phổ tần và nhiều cải tiến khác Các chuẩn công nghệ 3G, tất cả đều dựa trên CDMA, bao gồm UMTS (sử dụng cả FDD và TDD), CDMA2000 và TD-SCDMA.
UMTS (đôi khi còn được gọi là 3GSM) sử dụng kỹ thuật đa truy cập WCDMA
UMTS, được chuẩn hóa bởi 3GPP, là công nghệ 3G phổ biến mà hầu hết các nhà cung cấp dịch vụ GSM/GPRS lựa chọn để nâng cấp lên 3G Tốc độ dữ liệu tối đa của UMTS đạt 1920Kbps, gần 2Mbps.
Sự gia tăng nhanh chóng của các mạng thương mại trên toàn thế giới đòi hỏi các nhà điều hành mạng và nhà cung cấp thiết bị phải nắm vững quy trình xử lý và phân tích các thủ tục báo hiệu trong UMTS Điều này giúp họ quản lý mạng hiệu quả, phát hiện lỗi kịp thời và xử lý các sự cố phát sinh.
Giao diện vô tuyến của UMTS dựa trên công nghệ W-CDMA, tích hợp các đặc tính kỹ thuật của HSPA W-CDMA sử dụng các kênh rộng 5MHz, có thể là ghép cặp hoặc không ghép cặp, được xác định trong UMTS rel 99 và rel 4 HSPA đã được giới thiệu trong các phiên bản này.
5 (đường xuống) và rel 6 (đường lên) mang tới tốc độ bit lớn hơn đáng kể và cải thiện được các ứng dụng chuyển mạch gói.
Tính đến tháng 7/2014, 3GPP đã công bố 10 phiên bản của UMTS, từ rel 99 đến rel 13 Bài viết này sẽ tập trung vào kiến trúc đơn giản nhất của hệ thống UMTS.
Kiến trúc hệ thống UMTS
Mạng UMTS bao gồm 3 phần chính:
Phần trạm di động (Mobile Station-MS),
Phần truy nhập vô tuyến (UMTS - UTRAN)
phần mạng lõi (Core Network-CN)
1.2.1 Mobile Station-MS (Hay User Equipment –UE)
Thiết bị người dùng (UE) trong UMTS được thiết kế dưới dạng module, hoạt động như một trạm di động có nhiệm vụ giao tiếp giữa người sử dụng và hệ thống UE bao gồm hai phần chính.
Thiết bị di động (ME: Mobile Equipment): Là đầu cuối vô tuyến được sử dụng cho thông tin vô tuyến trên giao diện Uu
Module nhận dạng thuê bao UMTS (USIM) là thẻ thông minh lưu trữ thông tin nhận dạng của thuê bao, thực hiện các thuật toán xác thực và quản lý khóa nhận thực Điểm khác biệt chính giữa USIM và SIM trong GSM là USIM có khả năng tải xuống, truy cập qua môi trường vô tuyến và có thể được thay đổi bởi mạng USIM là mạch điện tích hợp toàn cầu với dung lượng lớn hơn so với SIM.
1.2.2 UTRAN (UMTS Terestrial Radio Access Network)
Mạng truy nhập vô tuyến có nhiệm vụ thực hiện các chức năng liên quan đến truy nhập vô tuyến.
Các đặc tính chính của UTRAN:
Hỗ trợ UTRAN và các chức năng liên quan là rất quan trọng, đặc biệt trong việc thiết kế hệ thống và yêu cầu chuyển giao mềm, cho phép một đầu cuối kết nối qua hai hoặc nhiều ô tích cực Ngoài ra, các thuật toán quản lý tài nguyên đặc thù của WCDMA cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình này.
Để đảm bảo tính đồng nhất trong việc xử lý số liệu chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói, cần sử dụng một ngăn xếp giao thức giao diện vô tuyến duy nhất Điều này cho phép kết nối UTRAN với cả hai vùng PS và CS của mạng lõi thông qua cùng một giao diện.
Đảm bảo tính chung nhất với GSM khi cần thiết
Sử dụng truyền tải ATM là cơ chế truyền tải chính ở UTRAN.
Các thành phần chính trong mạng UTRAN:
Trong UTRAN, có hai thành phần mạng chính là RNC và Node B UTRAN được chia thành các miền RNS (Radio Network Subsystem), mỗi miền bao gồm một RNC và các node B mà nó quản lý Mỗi node B có khả năng quản lý một hoặc nhiều cell.
Trong hệ thống UMTS, các phần tử mạng như MSC, SGSN và HLR có khả năng mở rộng linh hoạt, trong khi RNC và Node B cần được thiết kế mới RNC thực hiện chức năng thay thế cho BSC, trong khi Node B thay thế cho BTS.
1.2.2.1 Bộ điều khiển mạng vô tuyến RNC
Thành phần biên trong UTRAN là RNC (Radio Network Controler) Một điều khác hơn trong BSS là các RNC có thể kết nối với nhau qua giao diện Iur.
Bộ điều khiển mạng vô tuyến RNC là phần tử chuyển mạch và điều khiển của
UTRAN RNC nằm giữa hai giao diên IuB và Iu.
RNC trong UMTS tương đương với BSC của GSM nhưng có nhiều tính năng vượt trội hơn Nó bao gồm giao diện Iur để kết nối giữa các RNC trong quá trình chuyển vùng mềm, điều mà BSC không hỗ trợ Một điểm khác biệt quan trọng là việc quản lý tính năng di động (MM) đã được chuyển từ mạng lõi sang RNC RNC chịu trách nhiệm điều khiển việc sử dụng và đảm bảo độ tin cậy của tài nguyên vô tuyến Các chức năng cơ bản của RNC bao gồm: chấp nhận cuộc gọi, quản trị kênh mang vô tuyến, điều khiển công suất, quản lý tắc nghẽn và O&M.
Cấu trúc RNC được thể hiện như hình vẽ:
RNC là thành phần mạng quan trọng, chịu trách nhiệm quản lý tài nguyên vô tuyến trong UTRAN Nó kết nối với CN và giao tiếp thông qua giao thức RRC, quy định các thông điệp và quy trình giữa MS và UTRAN, đồng thời đảm nhiệm vai trò tương tự như BSC.
Quản lý tài nguyên vô tuyến UTRAN bao gồm các thuật toán nhằm đảm bảo ổn định cho đường truyền vô tuyến và chất lượng dịch vụ (QoS) kết nối Việc chia sẻ và quản lý tài nguyên vô tuyến một cách hiệu quả là yếu tố then chốt để duy trì hiệu suất mạng.
Điều khiển UTRAN bao gồm tất cả các chức năng liên quan đến việc thiết lập, duy trì và giải phóng các kênh mạng vô tuyến, với sự hỗ trợ của thuật toán RRM.
Vai trò logic của RNC:
RNC điều khiển nút B, kết nối giao diện Iub về phía nút B, được xác định là RNC điều khiển của nút B Nó có trách nhiệm quản lý tải và tắc nghẽn cho các ô trong khu vực của mình.
Khi kết nối MS – UTRAN, nhiều tài nguyên từ các RNC được sử dụng, trong đó mỗi RNC tham gia sẽ đảm nhận một trong hai vai trò: RNC phục vụ và RNC trôi.
Controlling RNC (CRNC) là hệ thống điều khiển, cấu hình và quản lý RNS, đồng thời trao đổi thông tin với NBAP Nó cũng đảm nhiệm việc quản lý tất cả các tài nguyên vật lý của mọi node B kết nối thông qua giao diện Iub.
Drift RNC (DRNC) tiếp nhận các UE thông qua thủ tục handover từ SRNC của RNS khác, tuy nhiên RRC (Radio Resource Control protocol) vẫn duy trì kết nối cuối cùng trên SRNC DRNC chỉ thực hiện việc trao đổi thông tin định tuyến giữa SRNC và UE Để giao tiếp với SRNC qua giao diện Iur, DRNC sử dụng RNSAP, trong khi CRNC sử dụng NBAP để trao đổi với các tế bào qua Iub.
RNC dịch vụ (Serving RNC - SRNC) là thành phần quan trọng trong việc điều khiển tính năng di động của người dùng trong miền UTRAN, đồng thời là điểm kết nối đến CN Khi RNC thiết lập kết nối RRC với một UE, nó sẽ trở thành SRNC của UE đó SRNC sử dụng giao thức RRC để trao đổi thông tin với UE qua Iub và Uu, và nếu cần thiết, còn có thể sử dụng cả Iur và Iub ngoại, được điều khiển bởi DRNC.
Mỗi node B có thể quản lý một hoặc nhiều cell.
Kiến trúc giao thức UTRAN
1.3.1 Các khối giao thức cơ bản:
Các giao diện UTRAN gồm tập các lớp theo chiều nằm ngang và chiều thẳng đứng Có 5 khối giao thức cơ bản được thể hiện:
Các kênh mang báo hiệu: truyền tải báo hiệu lớp cao và các thông tin điều khiển Chúng được thiết lập bởi các hoạt động O&M.
Các kênh mang dữ liệu là các giao thức khung thiết yếu cho việc truyền tải dữ liệu người dùng, được thiết lập bởi mặt bằng điều khiển của mạng truyền tải.
Các giao thức ứng dụng được dùng để thực hiện điều khiển và báo hiệu trong UTRAN như thiết lập kênh mang trong lớp mạng vô tuyến.
Chuỗi dữ liệu là quá trình truyền tải dữ liệu người dùng một cách mạch lạc giữa các phần tử mạng Dữ liệu này bao gồm thông tin cá nhân của thuê bao và các thông tin quản lý tính năng di động được trao đổi trực tiếp giữa MSC và UE.
Phần ứng dụng điều khiển đường truy nhập (ALCAP - Access Link Control Application Part) là một thành phần quan trọng trong mặt bằng điều khiển mạng truyền tải, có nhiệm vụ thiết lập, duy trì và giải phóng kênh mang dữ liệu ALCAP được sử dụng trong các giao diện Iu-CS, Iur và Iub, trong khi các giao diện không hỗ trợ báo hiệu ALCAP sẽ có kênh mang dữ liệu được cấu hình sẵn.
1.3.2.Kiến trúc giao thức mạng UMTS
Hình 1.4: Kiến trúc giao thức mạng UMTS
Cấu trúc này dựa trên nguyên tắc: Các lớp giao thức và các mặt phẳng (mặt điều khiển và mặt dịch vụ) độc lập với nhau về mặt logic.
Kiến trúc mạng UMTS được chia thành 3 lớp:
Lớp truyền tải (Transport Network Layer) bao gồm các chức năng của giao thức năng, cũng như các giao thức thuộc lớp vật lý và lớp truyền tải Những giao thức này đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp tài nguyên cho AAL2, cho phép thực hiện truyền thông hiệu quả giữa UTRAN và CN.
Lớp mạng vô tuyến (Radio Network Layer) bao gồm các chức năng và giao thức cần thiết để quản lý giao diện vô tuyến, cũng như đảm bảo truyền thông hiệu quả giữa hai thành phần UTRAN và UE.
Lớp mạng hệ thống (System Network Layer): Các giao thức NAS cho phép truyền thông giữa CN và UE.
Mỗi lớp lại được chia thành các mặt bằng điều khiển và mặt bằng người dùng:
Mặt bằng điều khiển (control plane): Truyền tải thông tin báo hiệu điều khiển
Mặt điều khiển trong UMTS đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý các báo hiệu điều khiển đặc thù, bao gồm giao thức ứng dụng và lớp mạng báo hiệu Nó đảm bảo việc truyền tải các bản tin giao thức ứng dụng, thiết lập các kênh mang tới thiết bị người dùng (UE) thông qua kênh mang truy nhập vô tuyến trên IU và kết nối vô tuyến trên Iur và Iub.
Mặt bằng người dùng (User plane): Truyền tải lưu lượng dữ liệu người dùng
Tất cả thông tin do người sử dụng gửi và nhận, bao gồm thoại được mã hóa trong cuộc gọi hoặc gói dữ liệu qua kết nối Internet, được truyền tải qua mặt dịch vụ Mặt dịch vụ này bao gồm các luồng dữ liệu và các kênh mang dữ liệu Mỗi luồng dữ liệu được mô tả bởi một hoặc nhiều giao thức khung đặc thù cho giao diện tương ứng.
Trong hệ thống ATM, lớp thích ứng ATM (AAL) đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý dữ liệu từ các lớp cao hơn trong quá trình truyền tải.
Tại đầu phát, dữ liệu được chia thành các gói 48-byte bởi AAL, và tại đầu thu, dữ liệu sẽ được ráp lại để tái tạo khung dữ liệu ban đầu Có năm loại AAL khác nhau: 0, 1, 2, 3/4 và 5, trong đó AAL0 không yêu cầu thích ứng Các lớp thích ứng khác nhau có các đặc tính riêng biệt dựa trên ba loại tham số.
- Yêu cầu về thời gian thực
- Tốc độ bit khong đổi hoặc thay đổi.
- Truyền tải dữ liệu hướng kết nối hoặc không hướng kết nối.
Các Giao diện của UTRAN
Các giao diện của mạng truy nhập UMTS-UTRAN được trình bày ở hình sau:
Giao diện Uu là giao diện quan trọng nhất của UMTS, cho phép người dùng (UE) truy cập các phần tử cố định của hệ thống.
Giao diện Iu kết nối UTRAN với CN, cho phép các nhà khai thác có khả năng trang bị UTRAN và CN từ nhiều nhà sản xuất khác nhau.
Giao diện Iur: Cho phép chuyển giao mềm từ các RNC của các nhà sản xuất khác nhau
Giao diện Iub: Giao diện cho phep kết nối tới một nút B tới một RNC
Hình 1.4: Các giao diện UTRAN
Các chồng giao thức của giao diện Uu và Iub trên mặt bằng điều khiển được trình bày ở hình sau:
Giao thức sử dụng giữa RNC và nút B cho phép cấu hình, quản lý và thiết lập các kênh trên các giao thức Iub và Uu
Báo hiệu giao diện Iub NBAP gồm hai phần tử chính:
- Thiết lập đoạn nối vô tuyến RL (Radio Link) đầu tiên của một UE và chọn điểm kết cuối lưu lượng
- Xử lý các kênh RACH/FACH và PCH
- Khởi xượng và báo cáo đo đạc đạc thù ô hoạc nút B
- Bổ sung, giải phóng và lập cấu hình lại các đoạn nối vô tuyến
- Xử lý các kênh riêng và dung chung
- Xử lý kết hợ chuyển giao
Chế độ truyền dẫn dị bộ trong UMTS được áp dụng cho tất cả các giao diện Iu, sử dụng lớp vật lý SDH qua sợi quang Đơn vị truyền tải nhỏ nhất là cell của ATM, và các cell này được truyền trên một kênh ảo Nhiều kênh ảo có thể hoạt động trên cùng một đường truyền ảo.
Lớp thích ứng ATM là cần thiết để truyền dẫn các giao thức cao hơn qua ATM, bao gồm các phân lớp thích ứng chung và phần thích ứng cho dịch vụ cụ thể.
UPFP (User Plane Framing Protocol)
Giao thức đóng khung mặt bằng người dùng được áp dụng trên các giao diện Iur và Iub nhằm mục đích frame hóa các kênh hỗ trợ giữa các SRNC và các nút B.
SSCOP (Service Specific Connection Oriented Protocol Provides)
Cơ chế thiết lập và giải phóng các kết nối, trao đổi thông tin báo hiệu tin cậy giữa các thực thể báo hiệu
MAC (Medium Access Control Protocol)
Giao thức điều khiển truy cập đường truyền đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý truy cập vào lớp vật lý Các kênh logic và các lớp cao hơn được ánh xạ một cách hiệu quả vào các kênh truyền tải và các lớp thấp hơn, đảm bảo sự tương tác và truyền tải dữ liệu mượt mà.
RLC (Radio Link Control Protocol)
Giao thức điều khiển liên kết vô tuyến cung cấp dịch vụ vận chuyển cho các lớp cao hơn, được gọi là dịch vụ tải vô tuyến Nó hoạt động dựa trên ba chế độ chính: transparent, acknowledged và unacknowledged.
SSCF (Service Specific Coordination Function)
Chức năng phối hợp các dịch vụ cụ thể không phải là một giao thức, mà là một chức năng nội bộ giúp điều chỉnh thông tin đến và đi giữa các lớp cao hơn.
Giao thức chuyển đổi truyền tải báo hiệu không sử dụng các bản tin riêng biệt, mà thay vào đó, nó chuyển đổi các bản tin từ nút thấp lên lớp cao hơn với các tham số được yêu cầu.
RCR (Radio Resource Control Protocol)
Giao thức điều khiển tài nguyên vô tuyến là một phần của lớp 3 trong giao diện vô tuyến UMTS, hoạt động chủ yếu trong mặt bằng điều khiển Nó cung cấp dịch vụ truyền tải thông tin tới NAS và chịu trách nhiệm điều khiển cấu hình cho giao diện vô tuyến UMTS ở lớp 1 và 2.
Giao thức AAL2 lớp 3 là tên gọi chung cho giao thức báo hiệu lớp truyền tải để cài đặt và giải phóng các kênh mang
Quản lý di động là thuật ngữ chỉ các chức năng di động do PLMN cung cấp, giúp theo dõi thiết bị di động khi di chuyển trong mạng và đảm bảo kết nối luôn được duy trì.
Quản lý phiên là giao thức giữa UE và SGSN, cho phép tạo, sửa đổi, theo dõi và kết thúc các phiên có nhiều thành phần tham gia, bao gồm cả đa phương tiện và cuộc gọi internet.
CC (Call Control) Điều khiển cuộc gọi bao gồm một số thủ tục cơ bản cho điều khiển di động
PDCP (Packet Data Convergence Protocol
Giao thức hội tụ dữ liệu gói được sử dụng để định dạng dữ liệu thành cấu trúc phù hợp trước khi truyền qua giao diện vô tuyến, đồng thời cung cấp dịch vụ cho NAS hoặc các trạm chuyển tiếp RNC.
BMC (Broadcast/Multicast Protocol) là giao thức điều chỉnh các dịch vụ phát sóng và đa phát trên giao diện vô tuyến, thuộc phân lớp của lớp 2 và chỉ tồn tại ở mặt bằng người dùng.
Các giao thức gói dựa trên IP
Giao thức Iur giữa các RNC cung cấp hai giải pháp cho mạng truyền tải: SSCP và các bản tin RNSAP Các giải pháp này có thể hoạt động trên nền tảng SSCOP hoặc SSCP, và trong trường hợp lớp truyền tải là lớp IP, chúng có thể chạy trên nền M3UA.
Chức năng giao diện Iur:
1 Hỗ trợ tính di động cơ sở giữa các RNC
2 Hỗ trợ kênh lưu lượng riêng
3 Hỗ trợ kênh lưu lượng chung
4 Hỗ trợ quản lý tài nguyên toàn cục
Các giao thức sử dụng trong Iur-User/Comtrol Plane đảm nhiệm các chức năng sau:
RNSAP (Radio Network Subsystem Application Part)
Phần ứng dụng phân hệ mạng vô tuyến gồm các giao thức truyền thông, sử dụng trên giao diện Iur và luật mã hóa gói PER
THỦ TỤC BÁO HIỆU TRONG MẠNG TRUY NHẬP UMTS UTRAN
I Xử lý cuộc gọi tại giao diện Iub
Giao diện Iub kết nối giữa RNC và node B, cho phép RNC điều khiển node B thông qua các tác vụ quan trọng Những tác vụ này bao gồm thỏa thuận tài nguyên vô tuyến, bổ sung hoặc loại bỏ các tế bào khỏi node B, cũng như hỗ trợ các kiểu truyền thông khác nhau và các liên kết điều khiển.
Giao diện Iub hỗ trợ truyền dẫn liên tục giữa giao diện Abis/GMS và giao diện Iub, giảm thiểu số lượng tùy chọn trong chức năng giữa RNC và node B Nó không chỉ điều khiển các ô và quản lý liên kết vô tuyến mà còn hỗ trợ các chức năng O&M của node B Iub cho phép chuyển mạch giữa các kiểu kênh khác nhau để duy trì kết nối ổn định.
Tái định vị bộ điều khiển mạng dịch vụ vô tuyến SRNC (Serving Radio Network Controller) là quá trình chuyển giao chức năng SRNC cùng với các nguồn tài nguyên liên quan tới Iu từ một RNC này sang một RNC khác.
Quản lý kênh mang truy nhập vô tuyến RAB (Radio Access Bearer): Bao gồm thiết lập, quản lý và giải phóng kênh mang truy nhập vô tuyến.
Yêu cầu giải phóng RAB: gửi yêu cầu giải pháp kênh mang truy nhập vô tuyến tới mạng lõi CN.
Giải phóng tài nguyên kết nối Iu là quá trình gửi yêu cầu tới mạng lõi CN để giải phóng toàn bộ tài nguyên liên quan đến kết nối Iu, đảm bảo hiệu quả trong việc quản lý tài nguyên mạng.
Quản lý tài nguyên truyền tải Iub bao gồm các hoạt động như quản lý liên kết Iub, cấu hình ô, và đo hiệu năng mạng vô tuyến Ngoài ra, việc quản lý sự kiện tài nguyên, kênh truyền tải chung và tài nguyên vô tuyến cũng rất quan trọng, cùng với việc sắp xếp cấu hình mạng vô tuyến để đảm bảo hiệu suất tối ưu.
Quản lý thông tin hệ thống và lưu lượng các kênh chung: Điều khiển chấp nhận, quản lý công suất, truyền dữ liệu.
Quản lý lưu lượng của các kênh cố định bao gồm việc giám sát và quản lý liên kết vô tuyến, đồng thời thực hiện việc chỉ định và giải tỏa kênh Ngoài ra, cần báo cáo thông tin đo kiểm và quản lý kênh truyền tải dành riêng để đảm bảo việc truyền dữ liệu hiệu quả.
Quản lý lưu lượng các kênh chia sẻ: Chỉ định và giải tỏa kênh, quản lý công suất, quản lý kênh truyền tải, truyền dữ liệu.
Quản lý đồng bộ và định thời là yếu tố quan trọng trong việc đồng bộ hóa kênh truyền tải, khung thời gian, cũng như giữa các node B và RNC Để hiểu rõ hơn về chức năng xử lý cuộc gọi tại giao diện Iub, chúng ta cần xem xét tiến trình thực hiện cuộc gọi qua các bước cụ thể.
Bước 1: Một yêu cầu kết nối điều khiển tài nguyên vô tuyến RRC (Radio
Resource Controller) được gửi từ UE tới RNC
Để thiết lập một kênh truyền tải cố định DCH (Dedicated Channel), cần phải cung cấp nguồn tài nguyên vô tuyến, nhằm mang các kênh điều khiển logic DCCH (Dedicated Control Channel) Các DCCH này được sử dụng để truyền tải các bản tin của RRC và NAS (Non-Access Stratum).
Khi DCH và DCCH không khả dụng, việc thiết lập kết nối cho RRC được thực hiện thông qua các bản tin báo hiệu được truyền qua RACH (Random Access Channel) theo hướng đi và FACH (Forward Access Channel) theo hướng về.
Bước 4: Thủ tục mã hóa và nhận thực là yêu cầu từ mạng để thực hiện kiểm tra lần hai nhận dạng của UE, đồng thời chuyển mã giữa RNC và UE nếu cần thiết.
Bước 5: Thiết lập cuộc gọi thoại bắt đầu bởi bản tin SETUP trong lớp
MM/SM/CC Bản tin Setup gồm con số thiết bị bị gọi và chuyển tới RNC tới miền mạng chuyển mạch kênh
Bước 6: Vùng mạng chuyển mạch kênh định nghĩa QoS cho cuộc gọi thoại.
- Các giá trị QoS là các tham số trong kênh mang truy nhập vô tuyến RAB.
- RAB gán thủ tục tương thích với thiết lập kênh mang trong mạng SS7
- RAB cung cấp một kênh cho thoại gói giữa thiết bị đầu cuối và thiết bị chuyển mạch trong vùng mạng chuyển mạch kênh.
Bước 7: Tái cấu hình liên kết vô tuyến cung cấp nguồn tài nguyên để thiết lập kênh mang vô tuyến trong bước tiếp theo.
Bước 8 trong quy trình gán RAB không chỉ bao gồm việc thỏa thuận các tham số mà còn thiết lập một kênh vô tuyến mới để truyền tải các kênh lưu lượng DTCH Khi sử dụng mã AMR để mã hóa thoại, sẽ có ba kênh DTCH được thiết lập, bao gồm Lớp A, Lớp B và Lớp C.
Bước 9 trong quy trình giải phóng cuộc gọi thoại diễn ra ngay sau khi RRC được giải phóng, nếu không còn dịch vụ nào đang hoạt động Cả hai kênh điều khiển và lưu lượng đều được giải phóng, và cuối cùng, RNC sẽ giải phóng tài nguyên vô tuyến đã bị khóa cho cả hai kênh để dành cho các cuộc gọi khác.
Hình 2.1: Thủ tục trao đổi thông tin báo hiệu qua Iub
Ví dụ thủ tục cuộc gọi UMTS
Chuyển mạch kênh cuộc gọi di động có nguồn gốc.
Bước 1: Thiết lập kết nối RRC giữa UE và SRNC
Bước 2: Xác thực và mật mã
Bước 3: Thành lập truy nhập vô tuyến và thiết lập cuộc gọi
Bước 4; Gọi điện và Iu release
Chi tiết các bước thực hiện như sau:
Bước 1: Thiết lập kết nối RRC giữa UE và SRNC
Hình 2.1 minh họa quá trình tương tác trong UTRAN nhằm thiết lập kết nối RRC giữa UE và RNC Thông báo này chứa các thông tin quan trọng như IMSI hoặc TMSI, LAI, RAI và lý do kết nối RRC.
Hình 2.2: Thiết lập kết nối RRC
RRC phân tích lý do để quyết định phương thức kết nối, như dành riêng hay chung, và sau đó khởi đầu thiết lập mạng Iub bằng cách gửi thông báo NBAP tới node B Thông báo này bao gồm các yếu tố như ID giao dịch, ID truyền thông, mã xáo trộn, cài đặt định dạng vận chuyển và số mã kênh FDDDL Node B chấp nhận bằng cách gửi phản ứng thiết lập NBAP RL, chứa thông tin địa chỉ lớp giao vận như địa chỉ AAL2 Các SRNC sử dụng ALCAP trong lớp mạng giao vận để thiết lập mang Iub, dựa trên thông tin từ node B Các Iub mang được liên kết qua quy định DCH cho giao dịch, và SRNC đồng bộ hóa kết nối giao thức khung (FP) bằng thông điệp đồng bộ FP RNC đáp ứng các UE và xác nhận kết nối RRC thành công bằng thông báo thiết lập kết nối RRC, chứa thông tin về định dạng giao vận, kiểm soát năng lượng và mã xáo trộn UE sau đó xác nhận kết nối RRC đầy đủ.
Bước 2: Xác thực và mật mã
Khi thiết lập kết nối thành công với RRC, UE gửi tin nhắn chuyển giao ban đầu RRC tới mạng lõi Khi nhận yêu cầu dịch vụ từ UE, MSC khởi động thủ tục an ninh, bao gồm chứng thực và trao đổi mã hóa MSC gửi yêu cầu xác thực qua thông điệp chuyển giao trực tiếp RANAP, và RNC thực hiện việc chuyển tiếp các tin nhắn yêu cầu xác thực đến UE thông qua RRC UE thực hiện các thuật toán xác thực và gửi kết quả trở lại MSC trong tin nhắn trả lời xác thực, tất cả diễn ra trong quá trình chuyển giao trực tiếp RRC.
