Tài liệu Phân tích các quy trình thiết lập cuộc gọi và cập nhật vị trí trong umts

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG CƠ SỞ TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VIỄN THÔNG II  BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI PHÂN TÍCH BÁO HIỆU KẾT NỐI CHUYỂN MẠCH KÊNH TRONG MẠNG UMTS LỚP: D11CQVT01-N GVHD: ThS. NGUYỄN XUÂN KHÁNH Ngày….tháng….năm…. HỌC VIÊN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG CƠ SỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VIỄN THÔNG 2  BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG HỆ CHÍNH QUY NIÊN KHÓA: 2011-2016 ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH BÁO HIỆU KẾT NỐI CHUYỂN MẠCH KÊNH TRONG MẠNG UMTS LỚP: D11CQVT01-N GVHD: ThS. NGUYỄN XUÂN KHÁNH Ngày….tháng….năm…. Nhận xét của giáo viên hướng dẫn Chương 3: Phân tích các quy trình thiết lập cuộc gọi và cập nhật vị trí trong UMTS MỤC LỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT......................................................................................5 LỜI MỞ ĐẦU.........................................................................................................7 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ TẬP ĐOÀN VIỄN THÔNG QUÂN ĐỘI VIETTEL........................................................................................................8 1.1Giới thiệu chung về Tồng Công ty Viễn Thông Quân Đội Viettel.......................8 1.2.Những mốc son lịch sử về sự ra đời....................................................................8 1.3. Những sự kiện nổi bật về phát triển dịch vụ......................................................9 CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ MẠNG UMTS...............................................11 2.1Cấu trúc mạng UMTS........................................................................................11 2.1.1.Sơ đồ tổng quát về mạng UMTS....................................................................11 2.1.2.Các giao diện vô tuyến:.................................................................................12 2.1.2.1.Giao diện Cu:.............................................................................................13 2.1.2.2.Giao diện Uu:.............................................................................................13 2.1.2.3.Giao diện Iu:...............................................................................................15 2.1.2.4.Giao diện Iur:.............................................................................................16 2.1.2.5.Giao diện Iub:.............................................................................................17 CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH CÁC QUY TRÌNH THIẾT LẬP CUỘC GỌI VÀ CẬP NHẬT VỊ TRÍ TRONG UMTS..................................................................19 3.1.Quá trình thiết lập cuộc gọi............................................................................19 3.2Thủ tục thiết lập cuộc gọi giữa UE đến UE trong cùng mạng UMTS..........24 3.3.Thiết lập cuộc gọi thoại từ mạng UMTS tới mạng GSM.............................31 3.4 Chu kỳ cập nhật vị trí bên trong MSC của mạng UMTS............................38 Tài liệu tham khảo..................................................................................................41 Trang 4 LỚP: D11CQVT01-N Chương 3: Phân tích các quy trình thiết lập cuộc gọi và cập nhật vị trí trong UMTS THUẬT NGỮ VIẾT TẮT AAL AAL2 AAL5 ATM ALCAP AMR BSC BSS BSSMAP BTS CCCH CN CS DCCH DTAP FACCH FACH GMSC GSM HLC HLR IMEI IMSI ISDN ISUP LAI MAC MAP MGW MS MSC MSISDN MTP NBAP NDUB PCCH PDU QoS RACH RANAP ATM Adaptation Layer ATM Adaptation Layer type 2 ATM Adaptation Layer type 5 Asynchronous Transfer Mode Access Link Control Application Protocol Adaptive Multi Rate Base Station Controller Base Station Subsystem Base Station Subsystem Management Application Part Base Transceiver Station Common Control Channel Core Network Circuit Switched Dedicated Control Channel Direct Transfer Application Part Fast Associated Control CHannel Forward Access Channel Gateway MSC Global System for Mobile communications High Layer Compatibility Home Location Register International Mobile Equipment Identity International Mobile Subscriber Identity Integrated Services Digital Network ISDN User Part Location Area Identity Medium Access Control (protocol layering context) Mobile Application Part Media GateWay Mobile Station Mobile Switching Centre Mobile Subscriber ISDN Number Message Transfer Part Node B Application Part Network Determined User Busy Paging Control Channel Protocol Data Unit Quality of Service Random Access Channel Radio Access Network Application Part Trang 5 LỚP: D11CQVT01-N Chương 3: Phân tích các quy trình thiết lập cuộc gọi và cập nhật vị trí trong UMTS RANDs SCCH SGSN SIM SRNC SS7 TCH TCP TDD TDM TMSI U-RNTI UE UMTS URAN USIM UTRA UTRAN RNSAP RRC RANDom number (used for authentication) Synchronisation Control Channel Serving GPRS Support Node GSM Subscriber Identity Module Serving Radio Network Controller Signalling System No. 7 Traffic Channel Transmission Control Protocol Time Division Duplex Time Division Multiple Temporary Mobile Subscriber Identity UTRAN Radio Network Temporary Identity User Equipment Universal Mobile Telecommunications System UMTS Radio Access Network Universal Subscriber Identity Module Universal Terrestrial Radio Access Universal Terrestrial Radio Access Network Radio Network Subsystem Aplication Part Radio Resource Control LỜI MỞ ĐẦU Trang 6 LỚP: D11CQVT01-N Chương 3: Phân tích các quy trình thiết lập cuộc gọi và cập nhật vị trí trong UMTS CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ TẬP ĐOÀN VIỄN THÔNG QUÂN ĐỘI VIETTEL 1.1Giới thiệu chung về Tồng Công ty Viễn Thông Quân Đội Viettel Tổng Công ty Viễn Thông Quân đội (tên viết tắt là: Viettel), tiền thân là tổng công ty điện tử thiết bị thông tin được thành lập ngày 1 tháng 6 năm 1989 trực thuộc Bộ Trang 7 LỚP: D11CQVT01-N Chương 3: Phân tích các quy trình thiết lập cuộc gọi và cập nhật vị trí trong UMTS Quốc phòng. Tổng Công ty được ra đời với nhiệm vụ đảm bảo thông tin liên lạc nhằm củng cố quốc phòng – an ninh và đáp ứng yêu cầu nhiệm vụ phát triển kinh tế của đất nước với nhiều ngành nghề, lĩnh vực kinh doanh được triển khai trên toàn quốc và vươn ra cả thị trường quốc tế. Về kinh doanh các dịch vụ viễn thông, Tổng Công ty không phải đơn vị đầu tiên triển khai dịch vụ này, tuy nhiên với chủ trương “ Đi tắt đón đầu, tiến thẳng vào công nghệ hiện đại ” Viettel luôn chú trọng vào đổi mới công nghệ, đầu tư chất xám, toàn bộ máy tổ chức, mở rộng đầu tư… do đó hiện nay chúng ta đã có được hệ thống mạng lưới, cơ sở hạ tầng và thực hiện triển khai kinh doanh trên toàn quốc đảm bảo hoàn thành tốt nhiệm vụ quốc phòng – an ninh và sản xuất kinh doanh. Xác định rằng cạnh tranh là một vấn đề tất yếu trong nền kinh tế thị trường nhưng phải đảm bảo sự cạnh tranh lành mạnh và quyền lợi cho khách hang, do đó Viettel luôn có nhiều sánh tạo trong hoạt động kinh doanh vừa đảm bảo tính cạnh tranh và quyền lợi khách hang mà bằng chứng thể hiện rõ nhất là doanh thu của Tổng công ty năm sau tăng trưởng gấp đôi năm trước trong giai đoạn từ năm 2007 – 2009. Cùng với sự phát triển lớn mạnh của tổng công ty thì các hoạt động xã hội, nhân đạo, từ thiện giúp đỡ ủng hộ những người nghèo, những trường hợp khó khan luôn được Viettel quan tâm thực hiện. Toàn thể cán bộ công nhân viên của tổng công ty luôn phấn đấu để đưa Viettel trở thành nhà khai thác, cung cấp dịch vụ Bưu chính – Viễn thông hang đầu ở Việt Nam song song với việc mở rộng ra các nước trong khu vực và thế giới xứng đáng với danh hiệu Đơn vị Anh hùng lao động trong thời ký đổi mới do Đảng và Nhà nước đã trao tặng. 1.2.Những mốc son lịch sử về sự ra đời. 1.2.1.Ngày 01 tháng 06 năm 1989 Hội đồng Bộ trưởng ra nghị định số 58/HĐBT quyết định thành lập Tổng công ty điện tử thiết bị thông tin, trực thuộc BTL Thông tin liên lạc – BQP (Tiền thân của Tổng Công ty Viễn thông Quân đội Viettel). Ngành nghề kinh doanh: xuất nhập khẩu sản phẩm điện tử thông tin, xây lắp các công trình thiết bị thông tin, đường dây tải điện, trạm biến thế, lắp ráp các thiết bị điện, điện tử. .1.2.2Ngày 27 tháng 07 năm 1993 Bộ trưởng Bộ Quốc phòng ra quyết định số 336/QĐ-QP về thành lập lại doanh nghiệp nhà nước Công ty điện tử và thiết bị thông tin với tên giao dich quốc tế là SIGELCO, thuộc Bộ tư lệnh thông tin liên lạc- BQP. 1.2.3.Ngày 14 tháng 07 năm 1995 Bộ trưởng Bộ Quốc phòng ra Quyết định số 615/QĐ-QP quyết định đổi tên Công ty Điện tử thiết bị thông tin(SIGELCO) thành Công ty Điện tử Viễn thông Quân đội với tên giao dịch quốc tế là VIETTEL, trực thuộc BTL thông tin liên lạc – BQP. Được bổ sung ngành nghề kinh doanh, được phéo cung cấp các dịch vụ bưu chính viễn thông(BCVT), trở thành nhà khai thác dịch vụ viễn thông thứ hai tại Việt Nam. 1.2.4.Ngày 19 tháng 04 năm 1996 Sáp nhập 3 đơn vị là Công ty Điện tử Viễn thông Quân đội, Công ty điện tử và Thiết bị thông tin 1, Công ty Điện tử và Thiết bị thông tin 2 thành Công ty Điện tử Viễn thông Quân đội(VIETTEL) trực thuộc BTL thông tin liên lạc –BQP. Ngành nghề kinh doanh chính là: cung cấp các dich BCVT trong nước và quốc tế, sản xuất lắp ráp, sữa chữa và kinh doanh các thiết bị điện, điện tử thông tin, ăng ten thu phát viba số, xây lắp Trang 8 LỚP: D11CQVT01-N Chương 3: Phân tích các quy trình thiết lập cuộc gọi và cập nhật vị trí trong UMTS các công trình thiết bị thông tin, đường dây tải điện, trạm biến thế; khảo sát thiết kế lập dự án công trình BCVT, xuất nhập khẩu công trình thiết bị điện tử viễn thông. 1.2.5.Ngày 28 tháng 10 năm 2003 Công ty Điện tử Viễn thông Quân đội được đổi tên thành Công ty Viễn thông Quân đội, tên giao dịch quốc tế là VIETTEL CORPORATION, tên viết tắt là VIETTEL, trực thuộc BTL Thông tin liên lạc – BQP. 1.2.6.Ngày 06 tháng 04 năm 2005 Theo quyết định số 45/2005/QĐ-BQP, Công ty Viễn thông Quân đội được đổi tên thành Tổng Công ty Viễn thông Quân đội trực thuộc BQP, tên giao dịch quốc tế là VIETTEL CORPORATION, tên viết tắt là VIETTEL. Ngành nghề kinh doanh là: cung cấp các dịch vụ BCVt trong nước, quốc tế; phát triển các sản phẩm phần mềm trong lĩnh vực điện tử viễn thông, CNTT, internet; sản xuất lắp ráp, sữa chữa và kinh doanh các thiết bị điện, điện tử viễn thông, CNTT và thiết bị thu phát vô tuyến điện; khảo sát và lập dự án công trình BCVT,CNTT, xây lắp các công trình thiết bị thông tin và đường dây tải điện, trạm biến thế; đầu tư xây dựng cơ sở hạ tầng địa ốc, khách sạn, du lịch; xuất nhập khẩu công trình thiết bị toàn bộ về điện tử thông tin và các sản phẩm điện tử, CNTT. 1.3. Những sự kiện nổi bật về phát triển dịch vụ. Năm 1989 đến năm 1994 Xây dựng tuyến truyền dẫn viba băng rộng lớn nhất (140 Mbps); xây dựng tháp ăng ten cao nhất Việt Nam lúc bấy giờ (cao 85m) Năm 1995 Là doanh nghiệp mới duy nhất được cấp giấy phép kinh doanh dịch vụ đầy đủ các dịch vụ viễn thông ở Việt Nam. Năm 1999 Hoàn thành đường trục truyền dẫn cáp quang Bắc – Nam với dung lượng 2,5 Mbps có công nghệ tiên tiến nhất Việt Nam nhờ áp dụng thành công sang kiến thu – phát trên một sợi quang. Năm 2000 Là doanh nghiệp đầu tiên ở Việt Nam cung cấp dịch vụ thoại đường dài sử dụng công nghệ IP (VoIP) trên toàn quốc. Năm 2001. Cung cấp dịch vụ điện thoại quốc tế công nghệ VoIP. Năm 2002 Cung cấp dịch vụ truy nhập Internet Năm 2003 Cung cấp dịch vụ điện thoại cố định PSTN; cổng kết nối vệ tinh quốc tế. Năm 2004 Cung cấp dịch vụ điện thoại di động, Cổng kết nối cáp quang quốc tế. Năm 2006 Đầu tư cung cấp dịch vụ viễn thông ra quốc tế (Lào và Campuchia) Năm 2007 Một trong 10 dianh nghiệp lớn nhất Việt Nam (theo đánh giá của UNDP) Doanh thu đạt 1 tỷ USD. Lũy kế có 12 triệu thuê bao di động đang hoạt động, thị phần lớn nhất Việt Nam. Hội tụ 3 dịch vụ viễn thông Cố định - Di động - Internet. Trang 9 LỚP: D11CQVT01-N Chương 3: Phân tích các quy trình thiết lập cuộc gọi và cập nhật vị trí trong UMTS Có thể nói , từ năm 2003 trở lại đây là khoảng thời gian khẳng định sự thành công của Viettel bằng việc xây dựng hình ảnh, thương hiệu ngày càng lớn mạnh. CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ MẠNG UMTS. 2.1Cấu trúc mạng UMTS. 2.1.1.Sơ đồ tổng quát về mạng UMTS Trang 10 LỚP: D11CQVT01-N Chương 3: Phân tích các quy trình thiết lập cuộc gọi và cập nhật vị trí trong UMTS Hình 2.1 : Mô hình mạng UMTS -Cấu trúc mạng UMTS: Hình 2.2: Cấu trúc mạng UMTS Mạng UMTS bao gồm 3 phần: phần người dùng ( User equipment ); phần truy nhập vô tuyến (UMTS Terrestrial Radio Access Network- UTRAN) và phần mạng lõi (core). UE (User Equipment): Thiết bị người sử dụng thực hiện chức năng giao tiếp người sử dụng với hệ thống. UE gồm hai phần: - 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 một thẻ thông minh chứa thông tin nhận dạng của thuê bao, nó thực hiện các thuật toán nhận thực, lưu giữ các khóa nhận Trang 11 LỚP: D11CQVT01-N Chương 3: Phân tích các quy trình thiết lập cuộc gọi và cập nhật vị trí trong UMTS thực và một số thông tin của thuê bao cần thiết. 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. UTRAN gồm hai phần tử: - Nút B: Thực hiện chuyển đổi dòng số liệu giữa các giao diện Iub và Uu. Nó cũng tham gia quản lý tài nguyên vô tuyến. - Bộ điều khiển mạng vô tuyến RNC: Có chức năng sở hữu và điều khiển các tài nguyên vô tuyến ở trong vùng (các nút B đƣợc kết nối với nó). RNC còn là điểm truy cập tất cả các dịch vụ do UTRAN cung cấp cho mạng lõi CN. CN (Core Network): Mạng lõi gồm các thành phần sau. - HLR (Home Location Register): Là thanh ghi định vị thường trú lưu giữ thông tin chính về lý lịch dịch vụ của người sử dụng. Các thông tin này bao gồm: Thông tin về các dịch vụ được phép, các vùng không được chuyển mạng và các thông tin về dịch vụ bổ sung như: trạng thái chuyển hướng cuộc gọi, số lần chuyển hướng cuộc gọi. - MSC/VLR (Mobile Services Switching Center/Visitor Location Register): Là tổng đài (MSC) và cơ sở dữ liệu (VLR) để cung cấp các dịch vụ chuyển mạch kênh cho UE tại vị trí của nó. MSC có chức năng sử dụng các giao dịch chuyển mạch kênh. VLR có chức năng lưu giữ bản sao về lý lịch người sử dụng cũng như vị trí chính xác của UE trong hệ thống đang phục vụ. - GMSC (Gateway MSC): Chuyển mạch kết nối với mạng ngoài. - SGSN (Serving GPRS): Có chức năng như MSC/VLR nhưng được sử dụng cho các dịch vụ chuyển mạch gói (PS). - GGSN (Gateway GPRS Support Node): Có chức năng như GMSC nhưng chỉ phục vụ cho các dịch vụ chuyển mạch gói. Các mạng ngoài: Bao gồm mạng chuyển mạch kênh và mạng chuyển mạch gói. - Mạng CS : Mạng kết nối cho các dịch vụ chuyển mạch kênh. - Mạng PS : Mạng kết nối cho các dịch vụ chuyển mch gói. 2.1.2.Các giao diện vô tuyến: . Trang 12 LỚP: D11CQVT01-N Chương 3: Phân tích các quy trình thiết lập cuộc gọi và cập nhật vị trí trong UMTS Hình 2.3: Các giao diện giữa UTRAN và CN 2.1.2.1.Giao diện Cu: Là giao diện giữa thẻ thông minh USIM và ME. Giao diện này tuân theo một khuôn dạng chung cho các thẻ thông minh. 2.1.2.2.Giao diện Uu: Là giao diện mà qua đó UE truy cập các phần tử cố định của hệ thống và vì thế mà nó là giao diện mở quan trọng nhất của UMTS. Trang 13 LỚP: D11CQVT01-N Chương 3: Phân tích các quy trình thiết lập cuộc gọi và cập nhật vị trí trong UMTS Hình 2.4: Cấu trúc giao diện Uu Cấu trúc này dựa trên nguyên tắc: Hình 2.5: Nguyên tắc hoạt động giao diện Uu -Control Plane: Được sử dụng cho tất cả báo hiệu điều khiển đặc thù của UMTS, bao gồm: Giao thức ứng dụng và lớp mang báo hiệu để truyền tải các bản tin giao thức ứng Trang 14 LỚP: D11CQVT01-N Chương 3: Phân tích các quy trình thiết lập cuộc gọi và cập nhật vị trí trong UMTS dụng. Giao thức ứng dụng được sử dụng để thiết lập các kênh mang tới UE( kênh mang truy nhập vô tuyến trên Iu, kết nối vô tuyến trên Iur và Iub) -User Plane: Tất cả các thông tin gửi đi và nhận được bởi người sử dụng như thư thoại hoặc các gói dữ liệu trong một kết nối internet được truyền tải thông qua User Plane. User Plane bao gồm các luồng dữ liệu và kênh mang dữ liệu cho các luồng dứ liệu. Mỗi luồng dữ liệu được mô tả bởi một hoặc nhiều khung giao thức đặc thù cho giao diện đó. 2.1.2.3.Giao diện Iu: Hình 2.6: Cấu trúc giao diện Iu Giao diện này nối UTRAN với CN, nó cung cấp cho các nhà khai thác khả năng trang bị UTRAN và CN từ các nhà sản xuất khác nhau. -AAL2 và AAL5: Trên lớp ATM, chúng ta thường thấy một lớp thích ứng ATM gọi là AAL. Chức năng của nó là để xử lý dữ liệu từ các lớp cao hơn của truyền tải ATM. Tại đầu phát, dữ liệu được AAL chia thành các gói 48-byte và tại đầu thu, dữ liệu sẽ được ráp lại để tái tạo khung dữ liệu ban đầu. Có 5 loại AAL khác nhau( 0, 1, 2, ¾, 5). AAL0 nghĩa là không cần thích ứng. Các lớp thích ứng khác có các đắc tính khác nhau dựa vào ba loại tham số: +Yêu cầu về thời gian thực +Tốc độ bit không đổi hoặc thay đổi +Truyền dữ liệu hướng kết nối hoặc hướng không kết nối. -Giao diện Iu sử dung AAL2 và AAL5. AAL2 được thiết kế cho truyền tải các luồng dức kiệu hướng kết nối, có thời gian thực và tốc độ bit thay đổi. Trang 15 LỚP: D11CQVT01-N Chương 3: Phân tích các quy trình thiết lập cuộc gọi và cập nhật vị trí trong UMTS - - AAL5 được thiết kế cho truyền tải cá luồng dữ liệu hướng không kết nối và tốc độ bit thay đổi. Control Plane: bao gồm RANAP nằm ngay trên các giao thức SS7. Các lớp ứng dụng bao gồm Signalling Connection Control Part (SCCP), Message Tranfer Part (MTP3-b) và Signalling ATM Adaptation Layer for Network to Network Interface (SAAL – NNI). SAAL – NNI được chia nhỏ thành các lớp Service Specific Coordination Function (SSCF), Service Specific Connection Oriented (SSCOP) và ATM Adaptation Layer 5(AAL5). Các lớp SSCF và SSCOP được thiết kế đặc thù cho truyền tải báo hiệu trong mạng ATM, và thực hiện các chức năng như quản lý kết nối báo hiệu. AAL5 được sử dụng để phan mảnh dữ liệu thành các tế bào ATM. Transport Network Control Plane:bao gồm giao thức báo hiệu để thiết lập kết nối AAL2 (Q.2630.1 và lớp thích ứng Q.2150.1), nằm trên đỉnh của các giao thức báo hiệu SS7. User Plane: Một kết nối AAL2 dành riêng được cấp phát cho mỗi dịch vụ CS. 2.1.2.4.Giao diện Iur: Cho phép chuyển giao mềm giữa các RNC từ các nhà sản xuất khác nhau. Hình 2.7: Cấu trúc giao diện Iur Các giao thức sử dụng trong Control Plane đảm nhiệm các chức năng sau: IP: cung cấp các dịch vụ phi kết nối giữa các mạng và gồm các tính năng đánh địa chỉ, xác lập kiểu dịch vụ, phân mảnh và ghép gói tin và hỗ trợ bảo mật. SCTP: giao thức truyền dẫn điều khiển luồng SCTP (Sream Control Transmission Protocol) cung cấp chức năng xác nhận lỗi cho luồng dữ liệu. Các vấn đề ngắt dữ liệu, tổn thất dữ liệu hay trùng lặp được xác định bởi số thứ tự và trường kiểm tra tổng. SCTP cho phép truyền lại nếu phát hiện ra lỗi gây ngắt luồng dữ liệu. MTP3-B: Phần chuyển bản tin mức 3 dùng cho mạng băng rộng cung cấp nhận dạng và chuyển các bản tin mức cao, đồng thời cung cấp chức năng định tuyến và chia tải. Trang 16 LỚP: D11CQVT01-N Chương 3: Phân tích các quy trình thiết lập cuộc gọi và cập nhật vị trí trong UMTS M3UA: Lớp tương thích ngƣời dùng MTP mức 3 tương đương các chức năng của MTP3. M3UA được mở rộng để truy nhập tới các dịch vụ MTP3 cho các ứng dụng điều khiển từ xa dựa trên IPSCCP: Cung cấp dịch vụ truyền bản tin giữa hai điểm báo hiệu bất kỳ trong cùng một mạng. RNSAP: Phần ứng dụng phân hệ mạng vô tuyến RNSAP (Radio Network Subsystem Application Part) gồm các giao thức truyền thông sử dụng trên giao diện Iur và sử dụng luật mã hóa gói PER (Packet Encoding Rule). 2.1.2.5.Giao diện Iub: Giao diện cho phép kết nối một nút B với một RNC. Hình 2.8: Cấu trúc giao diện Iub Chức năng của giao diện Iub. - Tái định vị bộ điều khiển mạng dịch vụ vô tuyến SRNC (Serving Radio Network Controller): Chuyển chức năng SRNC cũng như các nguồn tài nguyên liên quan tới Iu từ một RNC này tới 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 các tài nguyên kết nối Iu: giải phóng toàn bộ tài nguyên liên quan tới một kết nối Iu. Gửi yêu cầu giải phóng toàn bộ kết nối Iu tới mạng lõi CN. - Quản lý các tài nguyên truyền tải Iub: quản lý liên kết Iub, quản lý cấu hình ô, đo hiệu năng mạng vô tuyến, quản lý sự kiện tài nguyên, quản lý kênh truyền tải chung, quản lý tài nguyên vô tuyến, sắp xếp cấu hình mạng vô tuyến. - Quản lý thông tin hệ thống và lưu lượng các kênh chung: Điều khiển chấp nhận, quản Trang 17 LỚP: D11CQVT01-N Chương 3: Phân tích các quy trình thiết lập cuộc gọi và cập nhật vị trí trong UMTS lý công suất, truyền dữ liệu. - Quản lý lưu lượng của các kênh cố định: Quản lý và giám sát liên kết vô tuyến, chỉ định và giải tỏa kênh, báo cáo thông tin đo kiểm, quản lý kênh truyền tải dành riêng, truyền dữ liệu. - 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. CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH CÁC QUY TRÌNH THIẾT LẬP CUỘC GỌI VÀ CẬP NHẬT VỊ TRÍ TRONG UMTS 3.1.Quá trình thiết lập cuộc gọi. Trang 18 LỚP: D11CQVT01-N Chương 3: Phân tích các quy trình thiết lập cuộc gọi và cập nhật vị trí trong UMTS UE RNC MSC/ HLR VLR MGW1 GMSC/ MGW2 ISDN TSC 1. RRC: RACH/CCCH: RRC yêu c?u kêt n?i 2. RRC: FACH/CCCH: RRC Connection Setup 3. RRC: DCH/DCCH: RRC Connection Setup Complete 4. RRC: DCCH: Initial Direct Transfer(CM Service Request) 5. SCCP: Connection Request(CR) / RANAP: Initial UE Message(CM Service Request) 6. SCCP: Connection Conf (CC) 7. MAP(Send Authentication Info) 8. MAP(Send Authentication Info Ack) 9. RANAP: Direct Transfer (Authentication and Ciphering Request) 10. RRC: DCCH/DCH(AM): Downlink Direct Transfer (Authentication and Ciphering Request) 11. RRC: DCCH/DCH(AM): Uplink Direct Transfer (Authentication and Ciphering Response) 12. RANAP: Direct Transfer (Authentication and Ciphering Response) 13. RANAP: Security Mode Command 14. RRC: DCCH/DCH: Security Mode Command 15. RRC: DCCH/DCH: Security Mode Complete 16. RANAP: Security Mode Complete 17. RANAP: Common Id (IMSI) 18. RRC: DCCH: Direct Transfer(Setup) 19. RANAP: Direct Transfer (Setup) 20. RANAP: Direct Transfer(Call proceeding) 21. RRC: DCCH: Direct Transfer Call Proceeding 22. GCP: ADD Termination T1, AMR 23. GCP: Accept T1 24. RANAP: RAB Assignment Request 25. ALCAP: Establishment Request (AAL2) 26. ALCAP: Establishment Confirm (AAL2) 27. RRC: DCCH: Radio Bearer Setup 28. RRC: Radio Bearer Setup Complete 29. RANAP: RAB Assignment Response 30. GCP: ADD Termination T2 31. GCP: Accept T2 32. BICC: Initiate Address Massage(CIC1) 33. GCP: ADD Termination T3 34. Q.AAL2: Establishment Request (AAL2) 35. QAAL2: Establishment Confirm (AAL2) 36. GCP: Accept T3 37. GCP: ADD Termination T4, TDM 38. GCP: Accept T4 39. ISUP: Initiate Address Massage(CIC2) 40. ISUP: Address Complete Massage(CIC2) 41. BICC: Address Complete Massage(CIC1) 42. RANAP: Direct Transfer (Alerting) 43. RRC: DCCH: Direct Transfer(Alerting) 44. ISUP: Answer(CIC2) 45. BICC: Answer (CIC1) 46. RANAP: Direct Transfer(Connect) 47. RRC: DCCH: Direct Transfer(Connect) 48. RRC: DCCH: Direct Transfer(ConnectAck) 49. RANAP: Direct Transfer(ConnectAck) Hình 3.1: Quá trình thiết lập cuộc gọi Bước 1: RRC:RACH/CCCH RRC connect setup request. UE gửi bản tin yêu cầu kết nối RRC qua kênh CCCH(trên kênh RACH hướng lên) yêu cầu một kênh điều khiển dành riêng dung để thiết lập cuộc gọi. Trang 19 LỚP: D11CQVT01-N Chương 3: Phân tích các quy trình thiết lập cuộc gọi và cập nhật vị trí trong UMTS Bản tin RRC chứa một số thông tin bao gồm: IMSI, LAI, RAI và lí do yêu cầu kết nối RRC. Bước 2: RRC: FACH/CCCH: RRC Connect setup. RNC phân tích lý do yêu cầu kết nối được đưa tới để quyết định nguồn thích hợp là chung hay riêng. RNC bắt đầu thiết lập một kênh mang Iub gửi đi bản tin NBAP thiết lập đường vô tuyến tới Node B. Bản tin NBAP bao gồm các thông tin transaction ID, communication ID, mã mã hóa, bộ khuôn vận chuyển (cấu trúc khung vận chuyển) ; số mã hóa kênh FDD-DL. Node B yêu cầu một bản tin trả lời bản tin này bao gồm các thông tin liên quan tới thông tin địa chỉ lớp vận chuyển, địa chỉ AAL2. Sau khi hoàn tất các thủ tục, RNC trả lời UE bằng bản tin RRC thông báo cho UE biết kết nối đã được thiết lập. Bản tin này bao gồm các thông tin như kiểu vận chuyển, nguốn điều khiển, mã mã hóa. Bước 3: RRC:DCH/DCCH: RRC Connection Setup Complete. UE trả lời RNC với bản tin RRC connection complete để xác nhận đã thiết lập kết nối RRC, các thông tin và khả năng của UE sẽ được gửi tới RNC. Bước 4: RRC: DCCH Initial Direct Transfer Khi kết nối thiết lập với RNC thành công, UE gửi bản tin bắt đầu chuyển hướng RRC tới RNC. Bản tin này có đích đến là lớp mạng lõi (MSC/VLR). Cùng với đó bản tin NAS sẽ được UE gửi đi biểu thị rằng UE bắt buộc tạo một cuộc gọi thoại. Nhận dạng UE băng thiết bị nhận dạng tạm thời(TMSI) sẽ được gửi đi trong bản tin này. Bước 5: SCCP: Connect Request. Bản tin NAS được chuyển tiếp tới vùng CS thích hợp và yêu cầu thiết lập kết nối và dịch vụ. Bản tin bao gồm các thông tin UE Identify, vị trí và điều kiện kết nối sẽ được gửi tới MSC/VLR và RNC thiết lập mối quan hệ báo hiệu mới giữa UE và CN. Bước 6: SCCP: Connection Conf (CC) Hồi đáp đã thiết lập kết nối và chuyển tới vùng chuyển mạch kênh thích hợp Bước 7: MAP(Send Authentication Info) MSC bắt đầu thực hiện biện pháp bảo mật bao gồm xác thực UE và thay đổi khóa bí mật và gửi tới HLR. Bước 8: Map (Send Authentication InfoAck ) HLR nhận thực UE và gửi về MSC bản tin xác nhận đã nhận thực UE. Bước 9: RANAP: Direct transfer MSC/VLR cần thực hiện nhận thực và mật mã để chắc chắn rằng UE là xác thực và được bảo mật. Gửi bản tin yêu cầu UE gửi một khóa bảo mật và một số ngẫu nhiên để nhận thực và mật mã. MSC gửi bản tin này tới RNC. Bước 10: RRC: DCCH/DCH RNC chuyển tiếp bản tin yêu cầu UE gửi một khóa bảo mật và một số ngẫu nhiên (RAND) tới UE trên kênh DCCH theo hướng xuống. Bước 11: RRC : DCCH/DCH [ AM UE gửi lên MSC bản tin RRC trên kênh DCCH hướng lên trả lời yêu cầu xác thực và mật mã. Bản tin này bao gồm thông tin UE, khóa bảo mật vầ một số ngẫu nhiên. Bước 12: RANAP: Direct transfer Mã xác thực và số ngẫu nhiên của UE được RNC chuyển tiếp tới MSC. MSC sẽ so sánh với kết quả nó tính trước đó. Nếu giống nhau thì UE được xác thực là đúng và tiếp tục quá trình. Bước 13: RANAP: Security mode command. Trang 20 LỚP: D11CQVT01-N