CHƯƠNG II: CÁC VẦN ĐỀ CƠ BẢN TRONG MẠNG WCDMA
2.7. Các tiến trình xử lý cuộc gọi
Trong một hệ thống WCDMA thì một tiến trình xủ lý cuộc gọi bao gồm có các thành phần sau:
1. Thiết lập kết nối RRC.
2. Tiến trình bảo mật và nhận thực.
3. Thiết lập kết nối RAB.
4. Quá trình xử lý cuộc gọi.
2.7.1. Thiết lập kết nối RRC
Khi UE đang ở chế độ Idle và có nhu cầu kết nối báo hiệu, UE sẽ khởi tại thủ tục kết nối RRC.
Với mỗi UE chỉ có duy nhất 01 kết nối RRC.
Khi mà SRNC nhận được một bản tin RRC_CONNECTION_REQUEST từ UE gửi tới thì RRM (Radio Resource Management) của RNC sẽ xác định xem có nên chấp nhận hay từ chối yêu cầu kết nối này. Nếu đồng ý thì 1 lần nữa RRM sẽ xác định xem thiết lập kết nối RRC trên một kênh DCH hay kênh CCH dựa vào các thuật toán riêng của RRM.
Figure 18: RRC Connection.
Ta xét ví dụ cụ thể trong hình trên: Ban đầu UE gửi một bản tin
RRC_CONNECTION_REQUEST tới SRNC thông qua uplink của kênh CCCH để yêu cầu thiết lập một kết nối RRC.
Dựa trên mục đích của việc yêu cầu kết nối RRC cũng như tài nguyên của hệ thống, SRNC sẽ quyết định thiết lập kết nối trên kênh dùng chung CCCH.
SRNC sẽ gửi một bản tin RRC_CONNECTION_SETUP tới UE thông qua downlink của CCCH. Bản tin này sẽ chứa thông tin về CCH.
UE sẽ gửi bản tin RRC_CONNECTION_COMPLETE tới SRNC thông qua uplink của CCCH.
Đầu tiên UE sẽ gửi một bản tin RRC_CONNECTION_REQUEST thông qua uplink của kênh CCCH tới RNC để yêu cầu thiết lập kết nối RRC.
Dựa trên mục đích của việc yêu cầu kết nối RRC và tài nguyên của hệ thống, SRNC sẽ quyết định thiết lập kết nối dựa trên kênh DCH. Khi này SRNC sẽ gửi bản tin
RADIO_LINK_SETUP_REQUEST tới nodeB để yêu cầu nodeB cấp phát một kênh vô tuyến dành riêng cho kết nối RRC này.
Sau khi đã chuẩn bị đầy đủ các tài nguyên cần thiết NodeB sẽ gửi lại cho RNC các bản tin RADIO_LINK_SETUP_RESPONSE.
Khi nhận được bản bin này RNC liền khởi tạo các transport bearer cho user plane của giao diện Iub với giao thức ALCAP đồng thời hoàn thiện việc đồng bộ hóa giữa RNC và NodeB.
Sau đó SRNC sẽ gửi bản tin RRC_CONNECTION_SETUP đến UE thông qua downlink của kênh CCCH.
UE sau đó sẽ gửi lại bản tin RRC_CONNECTION_SETUP đến RNC thông qua uplink của DCCH.
2.7.2. Tiến trình bảo mật và nhận thực.
Authentication được dùng để đảm bảo tính hợp lệ giữa CN và UE.
Figure 19: Tiến trình bảo mật và nhận thực
Security flow dùng để thực hiện quá trình mã hóa và đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu.
1. Đầu tiên CN gửi bản tin DIRECT TRANSFER tới RNC thông qua giao diện Iu. RNC sẽ giữ nguyên nội dung của bản tin này và gửi tới UE thông qua bản tin DOWNLINK DIRECT TRANSFER (có nội dung là AUTHENTICATION REQUEST).
2. UE sau đó sẽ gửi lại bản tin UPLINK DIRECT TRANSFER tới RNC. RNC giữ nguyên nội dung của bản tin này và gửi tới CN thông qua bản tin DIRECT TRANSFER (nội dung là AUTHENTICATION RESPONSE).
3. Nếu USIM nhận thực thành công thì trong bản tin trả về sẽ có XRES INFORMATION ELEMENT.
4. CN sau đó gửi tới SRNC bản tin SECURITY MODE COMMAND để khởi tạo điều khiển chế độ bảo mật. Bản tin này sẽ chứa các thông tin về các thuật toán bảo mật mã hóa và toàn vẹn dữ liệu mà CN sẽ dùng.
5. SRNC sẽ gửi lại cho UE bản tin này để báo cho UE biết về các thuật toán mà CN sử dụng.
6. Nếu như các thuật toán về mã hóa và toàn vẹn dữ liệu được config đúng thì UE sẽ gửi bản tin SECURITY MODE COMMAND COMPLETE tới RNC và RNC sẽ gửi lại cho CN bản tin này.
7. Nếu như các thuật toán này không được UE hỗ trợ thì UE sẽ gửi bản tin SECURITY MODE COMMAND FAILURE tới RNC và trong bản tin này có chứa chi tiết về lỗi.
RNC sau đó sẽ gửi bản tin SECURITY MODE COMMAND REJECT tới CN.
2.7.3. Quá trình thiết lập cuộc gọi.
Ta có hình minh họa cho quá trình này như sau:
Figure 20: Call setup flow
Dựa vào hình vẽ ta nhân thấy quá trình này được thực hiện như sau:
• Đầu tiên UE gửi tới SRNC một bản tin UPLINK DIRECT TRANSFER trong đó bao gồm số điện thoại người được gọi và một số thông tin liên quan tới cuộc gọi.
• SRNC khi nhận được bản tin này liền gửi một bản tin DIRECT TRANSFER tới CN có nội dung của bản tin nó nhận được từ UE yêu cầu thiết lập cuộc gọi. Trong quá trình này SRNC như một lớp trong suốt.
• Khi CN nhận được bản tin của SRNC liền trả về một bản tin DIRECT TRANSFER tới SRNC với nội dung QUÁ TRÌNH Xử LÝ CUộC GọI. SRNC liền truyền nội dung của bản tin này tới UE thông qua bản tin DOWNLINK DIRECT TRANSFER.
• Tiếp theo là UE và mạng UTRAN, CN thực hiện quá trình RAB setup sẽ được đề cập đến trong phần sau.
• Khi quá trình thiết lập RAB thành công, CN gửi một bản tin với nội dung ALERTING chỉ ra rằng điện thoại của người cần gọi đang đổ chuông. Bản tin này được chuyển tới SRNC và UE.
• Khi người được gọi nhấc máy, CN sẽ gửi bản tin với nội dung CONNECT chỉ ra rằng thiết lập kết nối đã được hoàn thành và hai bên có thể thực hiện được cuộc gọi. Phía UE cũng gửi lại bản tin xác nhận kết nối CONNECT ACK cho CN.
2.7.4. Thiết lập kết nối RAB .
Định nghĩa RAB: là một dịch vụ mà lớp access cung cấp cho lớp non-access để truyền dữ liệu giữa UE & CN. Quá trình thiết lập RAB bao gồm 2 quá trình cơ bản là thiết lập AAL2 trên 2 giao diện IuCS và Iub. Bên cạnh đó cũng có các quá trình cấu hình lại các tài nguyên vô tuyến.
Figure 21: RAB setup flow.
Quá trình thiết lập RAB được bắt đầu bởi CN và được UTRAN thực thi. Các thủ tục chính trong quá trình này như sau:
Đầu tiên CN sẽ gửi một bản tin RAB ASSIGNMENT REQUEST đến SRNC để khởi tạo thủ tục thiết lập RAB.
SRNC sẽ dựa trên yêu cầu về chất lượng hệ thống để thiết lập các thông số cho AAL2 và các tài nguyên vô tuyến. Đối với giao diện IuCS thì thành phần ALCAP trong giao diện này chịu trách nhiệm khởi tạo các thủ tục thiết lập các transport bearer cho phần user plane dựa vào các tham số của AAL2. Đối với giao diện IuPS thì thủ tục này không tồn tại.
Tiếp đến SRNC gửi tới NodeB bản tin RADIO LINK RECONFIGURATION PREPARE dùng để yêu cầu NodeB chuẩn bị các tài nguyên vô tuyến để thêm một hay một vài kênh DCH dùng để truyền tải RAB mới thiết lập.
Sau khi chuẩn bị xong NodeB gửi lại bản tin RADIO LINK RECONFIGURATION READY tới SRNC để cho SRNC biết các tài nguyên đã được chuẩn bị xong.
Thành phần ALCAP của giao diện Iub khởi tạo thủ tục cài đặt cho transport bearer của user plane của giao diện IuB. Bên cạnh đó NodeB và RNC cũng thực hiện việc đồng bộ khung của uplink và downlink.
Sau đó SRNC gửi bản tin RADIO BEARER SETUP tới UE.
RNC cũng gửi bản tin RADIO LINK RECONFIGURATION COMMIT tới NodeB.
Sau khi thiết lập xong thành phần bearer vô tuyến, UE sẽ gửi bản tin RADIO BEARER SETUP COMPLETE tới RNC.
Cuối cùng SRNC gửi bản tin RAB ASSIGNMENT RESPONSE tới CN để thông báo quá trình thiết lập đã hoàn thành.