WCDMA/UMTS 第三代無線通訊系統 核心網路 架構介紹﹝2﹞

Posted by Lawpig on 5月 30, 2017 | 2 comments
WCDMA/UMTS 第三代無線通訊系統 核心網路 架構介紹﹝2﹞
一,前言
在上期的文章中,筆者為各位介紹了WCDMA/UMTS系統核心網路的基本觀念,在這一期的文章中筆者將針對WCDMA/UMTS核心網路所包含的設備以及基本的行動管理機制進行介紹,希望可以讓各位了解核心網路運作所需的基本要素。
無線通訊相對於有線的通訊技術,最大的不同就是在有線的通訊系統中,業者很容易就可以根據兩端線路所在的位置,即可知道目前撥話與受話雙方所在的位置。不過在無線通訊的部分,使用者具有漫遊的能力,因此對於系統來說如何準確的掌握目前受話方所在的位置,就會成為一個極為重要的關鍵。因為每個使用者可能存在不同的區域,所以說如何辨認唯一的使用者身分,與繞送資料到正確的使用者位置,將是本期的文章將會介紹的重點。
接下來,就讓我們開始進入所要討論的主題。
二,核心網路﹝Core Network﹞主要的設備
在無線通訊的網路中,所有的使用者都會有一個專屬的HLR﹝Home Location Register﹞,這個HLR記載了該使用者基本的資料。而每個MSC所負責的網域範圍內,會有一個VLR﹝Visited Location Register﹞用來記錄目前有哪些屬於其它網域的使用者漫遊到這個MSC/VLR所負責的網域範圍。透過這樣的基本概念,一個無線行動通訊的網路世界即已成型,當我們漫遊到其它網域時,該網域會透過我們所提供的IMSI碼,得知我們所屬的HLR所在位置,進而向該HLR取得使用者通訊的基本資料,所以說HLR如同使用者的家,而每個VLR就是其它網域範圍的管理人,它會記錄了目前有哪些人到了他所管轄的範圍中,並且向該使用者的家﹝HLR﹞進行登記的動作,以便於在有資料要送給該名使用者時,可以透過向家﹝HLR﹞查詢,來得知目前使用者所在的外部網域位置﹝VLR﹞,再來把連線要求繞送到該VLR網域位置,完成整個連線過程。
因為有了這樣的機制在,所以使用者可以在不同的網域或是國家中漫遊,而我們也可以輕易與他建立通話的連線,如果這樣的機制不存在,那當我們要達成通話的行為時,將會無法掌握使用者目前所在的行蹤,以進行通話連線。
在此,我們將先針對WCDMA/UMTS核心網路主要的設備部分進行介紹,如下圖﹝一﹞所示,為一個WCDMA/UMTS網路基本的架構,它包含了Radio Access Network 與核心網路。Radio Access Network又包含了GSM與GPRS的 BSS﹝Base Station Subsystem﹞與UTRAN﹝UMTS Terrestrial Radio Access Network﹞,它們主要處理與Radio有關的工作。而核心網路部分,主要負責交換與繞送使用者通話或是資料的連線到外部網路。
圖﹝一﹞,WCDMA/UMTS 網路的基本架構
如圖﹝一﹞所示,其中包含了幾個重要的設備,例如: MSC﹝Mobile Switching Center﹞、GMSC﹝Gateway MSC﹞、SGSN﹝Serving GPRS Support Node﹞、GGSN﹝Gateway GPRS Support Node﹞、HLR﹝Home Location Register﹞、VLR﹝Visited Location Register﹞與AUC﹝Authentication Center﹞。
以下,我將為各位依序作一個介紹
  
1﹞Mobile Switching Center﹝MSC,行動交換中心﹞
MSC系統是一個無線行動通訊網路的核心,要了解一個無線通訊系統的架構,首先就需要了解MSC所負責的主要工作內容。
一個MSC所管轄的範圍會包含數個Radio Access Network,如下圖﹝二﹞所示
圖﹝二﹞,MSC在WCDMA/UMTS網路中的位置
當系統中的使用者撥號出去時,MSC可以根據使用者通話對象目前所在的位置,進而連接其它的MSC、GMSC或是公用電信網路﹝PSTN﹞。MSC的內部會建有一組IWF﹝Interworking Function﹞功能,用來把由Radio Access Network所傳來的資料轉換到其他的網路上﹝例如﹕PSTN、PSPDN或ISDN﹞。
MSC具有以下的功能
﹝1﹞ 無線通訊頻道的分配與管理e
無線通訊頻道的分配與管理,在GSM與GPRS系統是屬於MSC所負責的工作,而在WCDMA/UMTS的網路中則是屬於RNC所負責的工作。這部分的工作主要是用來分配基地台與使用者手機間的通訊頻道資源。

﹝2﹞呼叫﹝Paging﹞的處理和控制
e
當有人撥話給目前屬於MSC範圍內的移動設備時,MSC會負責處理這個Paging呼叫,並把它傳遞給使用者的通訊裝置。

﹝3﹞過區切換﹝HandOver﹞和漫游﹝Roaming﹞的控制
e
使用者在通話時持續在移動,一旦進入其它通話網域就會發生HandOver,MSC會負責處理這個HandOver的動作,維繫使用者原本的通話不斷線。在使用者漫游到不同的區域時,如果區域位置的識別碼﹝Location ID﹞改變了,MSC會負責使用者移動設備隨時更新最新的區域識別碼。

﹝4﹞使用者資訊的登記與管理
e
負責對HLR更新使用者目前的位置,並且負責登錄使用者的International Mobile Subscriber Identify﹝IMSI,國際移動用戶識別碼﹞
International Mobile Station Equipment Identify (IMEI,國際移動設備識別碼)識別碼資訊。

﹝5﹞服務類型的控制
e
使用者可以限定某些禁止的功能,而MSC會負責幫使用者確認這些禁止的功能。例如:只接不撥,或是禁止撥打國際電話….等。

﹝6﹞確認使用者身分
e
負責對使用者身分做認證。
2﹞GMSC﹝Gateway MSC﹞
如下圖﹝三﹞所示,如果我們想從公用交換電信網(PSTN)打電話給無線通訊網路的使用者,此時便需要GMSC擔任一個閘道的工作,將從PSTN打給無線通訊網路使用者的電話或將由無線通訊網路打給其它無線通訊系統業者使用者的電話都轉交給GMSC處理。GMSC通常都與MSC共同存在於相同的節點上,它可以是WCDMA/UMTS網路上任何一台MSC,而該MSC也就被稱為閘道用的交換中心(GMSC)。


圖﹝三﹞,GMSC在WCDMA/UMTS網路中的位置
GMSC主要是用來聯繫各個MSC的閘道,例如:現在我們要打電話給使用者A,系統會透過使用者的MSISDN﹝電話號碼﹞號碼來尋找使用者所屬的HLR位置。在找到使用者所屬的HLR之後,我們會得知目前這位使用者所存在的MSC網域位置,如果說使用者目前是在其它業者所屬的網域中,就會透過GMSC來聯繫兩個網域資源,把目前通話連線的要求繞送到使用者目前所在的MSC,再由該MSC來完成整個通話的後續動作。
3﹞Serving GPR Support Node﹝SGSN,GPRS服務節點﹞
SGSN主要的工作就是把使用者無線部分的資料,轉送到GPRS網路中,以及負責把外部網路送給GGSN的資料,再由GGSN交給SGSN來轉到無線網路介面傳送給使用者。例如:原本GPRS使用Gb介面的Frame Relay或是3GPP R99核心網路中透過ATM來傳送原本無線介面的資料到SGSN,SGSN都必須要把這些資料依不同格式轉換到GPRS的網路上。
如下圖﹝四﹞所示,SGSN如同MSC一樣,都可以連接許多的Radio Access Network,當使用者使用GPRS服務時,如果使用者正好移動到其他SGSN所管轄的範圍內,而發生Handover。這時新的SGSN會去跟舊的SGSN要這位使用者的IMSI,以利用IMSI去向該使用者的HLR索取該使用者的資料。如果說舊的SGSN並沒有那位使用者的IMSI資料,則新的SGSN才會跟使用者的行動設備索取IMSI,會這樣繞一圈的原因就是因為透過無線資源傳遞IMSI號碼是比較不安全的。

圖﹝四﹞,SGSN在WCDMA/UMTS網路中的位置
如果說,因為使用者正在使用GPRS服務傳遞資料,可是因為使用者移動到了其它區域,而脫離了原本SGSN所管轄的網路範圍,在產生Handover的過程中,原本與該使用者行動設備傳送封包資料的行為還是在持續著,不過那些封包會被傳到舊的SGSN,並且被丟棄。會這樣做是因為,使用者的封包資料可以透過TCP連線來傳送即可,所以說當使用者完成了Handover,之後重送的封包就會送到新的SGSN再透過Radio Network轉送給使用者,對於使用者在使用GPRS服務來說,是不會有影響的。
4﹞Gateway GPRS Support Node﹝GGSN,GPRS閘道節點﹞
如下圖﹝五﹞所示,如果由網際網路的角度來看GGSN的角色,他就如同是系統業者的閘道器﹝Gateway﹞。而且現在IPv4的網路位址數目並不足以配發到每個手機都擁有一個IP位址,所以說GGSN必須要肩負有NAT﹝Network Address Translation﹞的責任。手機的IP位址可以分為靜態配置,也就是手機固定使用的IP位址﹝存放在HLR﹞,或是動態配給,這就是由GGSN來負責配發﹝通常都會透過業者位於GGSN的DHCP伺服器﹞。


圖﹝五﹞,GGSN在WCDMA/UMTS網路中的位置
GGSN必須要把在系統業者內部網路的封包轉送到外部網路,也要負責把外部網路的封包轉送到系統業者的內部網路來,而這兩端可能所使用的線路會有所不同,此時GGSN還必須負責作資料切割、分封轉換的動作。
5﹞HLR﹝Home Location Register﹞
HLR是用來儲存使用者資料的設備,每一個使用者都會歸屬於專屬的HLR。在一個無線通訊系統的網路中,通常會有若干個HLR,通常HLR所紀錄的資料可以分為兩類,一類為永久性的資料,例如: International Mobile Subscriber Identify﹝IMSI,國際移動用戶識別碼﹞
International Mobile Station Equipment Identify (IMEI,國際移動設備識別碼)。一類為暫時性需要即時更新的資料,例如:該行動用戶目前所在的MSC/VLR位置,當使用者移動位置時,HLR就必須要作資料的同步更新,以隨時掌握使用者目前的位置。

   
6﹞VLR﹝Visitor Location Register﹞
同常一個行動通訊網路會有多個MSC,而每個MSC都會有一個VLR。每個MSC的VLR都會存放著目前所有在這個MSC管理區域內的所有手機資料,而一個VLR也可以同時被多個MSC所使用。每當使用者進入一個新的LA﹝Location Area﹞就要對新區域MSC所擁有的VLR做一個註冊的動作,並且要更新原本HLR中的目前位置資訊。以便於在有使用者的電話接入時,可以透過HLR找出使用者目前所在的MSC位置,再把電話連線轉到目前使用者所在的MSC,以進行後續的動作。
VLR需負責提供MSRN號碼(Mobile Station Roaming Number,行動設備漫游號碼)供其它的MSC處理行動設備通話。並提供TMSI號碼(Temporary Mobile Station Number,行動設備臨時使用號碼),因此在空中傳遞用戶識別碼時,就可以用TMSI來代替IMSI,因為TMSI是臨時配發的,會隨著使用者移到不同區域時而有所不同,所以可以避免IMSI被竊取的危險。
7﹞Equipment Identity Register(EIR,設備識別記錄器)
  每一個無線通訊系統設備都擁有唯一的International Mobile Station Equipment Identify (IMEI,國際移動設備識別碼)識別碼,並記錄在EIR內。因此電信業者可透過EIR防止手機被偷竊後盜打的問題,例如:可以透過比對IMSI與IMEI是否配對,來確認每位使用者目前所使用的行動設備是否合法。
8﹞Authentication Center(AUC,認證中心)
AUC主要的工作在於對行動通訊網路中的使用者進行身分認證,例如;當VLR要對目前在它所管轄網路中的行動設備進行認證,就會透過HLR要求AUC提供相關的認證資料。當VLR對行動設備完成認證後,就會分派一個新的TMSI給使用者,並且會記錄在使用者行動設備的SIM卡中,而行動設備之後的通訊,就會透過這個暫時的TMSI號碼。
三,行動管理﹝Mobility Management﹞
在過去使用傳統電話的環境中,所有的線路都是預先裝設好的,以我們目前使用的公用交換電信網PSTN﹞來說,家家戶戶幾乎都會裝設有PSTN的電話機,在台北的用戶如果要跨區撥電話到台北以外的地區,就必須要加上對方的地區碼,以供電信局的局端設備辨認。在這樣的通訊網路環境中,撥電話的一方很清楚的知道目前所要通話的對象,現在所在的位置。正因為如此,這類固定線路的通話設備,可以輕易的透過指定的電話號碼把各地的用戶連接起來。
不過,在無線通訊的網絡中,這一切變的不在單純。使用無線通訊設備的使用者,隨時都可能在各地漫遊移動,因此如何掌握使用者現在所在的位置與辨認使用者的身分,便成為了在無線通訊領域中一個極為重要的關鍵點。
在這一個段落中,我將為各位介紹在WCDMA/UMTS無線通訊的領域中,系統是如何辨認使用者身分,並且是透過怎樣的機制讓在無線通訊網絡中的使用者可以順利的與另一端使用者進行通話。要了解這些流程,首先我們將介紹系統是如何辨認與定址使用者與他的行動設備。這裡面會牽涉到一些系統用來識別使用者身分以及目前所在位置的識別碼,所以接下來我們將介紹在行動管理機制中,所會用到的識別碼:
1﹞International Mobile Subscriber Identify﹝IMSI,國際移動用戶識別碼﹞
IMSI號碼是唯一的。當我們向手機系統業者申請服務時,在業者所給予我們的SIM卡﹝USIM,Universal Subscriber Identity Module﹞中就會包含IMSI號碼。所以囉,系統業者可以透過唯一的IMEI號碼與唯一的IMSI號碼,來確定目前使用者所使用的手機與所使用的SIM卡是否是有效的。
當使用者漫遊到其他業者的網路時,目前使用者所在的網域可以透過要求使用者的IMSI號碼,來辨認出使用者所屬的HLR。因為IMSI是唯一的,所以HLR可以透過搜尋IMSI號碼,來傳回使用者的基本資料與其他相關資訊。
IMSI主要由以下幾個部分所組成:

MCC + MNC + MSIN

MCC﹝Mobile Country Code﹞e行動電話國碼,共310進位數字。如中國的MCC為460、德國的MCC為262而台灣MCC為466。
MNC﹝Mobile Network Code﹞e行動電話網路碼,共2-310進位數字。用來識別使用者所歸屬的無線通訊網路。例如:中華電信(Chunghwa)為92 、台灣大哥大(TWN GSM 1800) 為97、遠傳電信(Far Eas Tone) 為01、泛亞電信(TransAsia) 為99、和信電訊(KGT-ON LINE)為88 。
MSN﹝Mobile Subscriber Number﹞e移動用戶識別碼,最多不超過1010進位數字。用來識別無線通訊網錄中的使用者。

  
2﹞Mobile Subscriber ISDN Number﹝MSISDN,行動設備PSTN/ISDN號碼﹞
MSISDN也就是我們目前在使用的手機電話號碼,用來讓公用交換電信網〔PSTN〕或綜合業務數字網〔ISDN〕的使用者可以撥出無線行動通訊系統的號碼。MSISDN主要是儲存在各系統業者所屬的HLR﹝Home Location Register﹞。
之所以在IMSI之外又獨立出一個MSISDN作為使用者的電話號碼,是因為IMSI可以用來辨認唯一的使用者身分,而MSISDN可以讓同一個使用者擁有一個以上的手機電話號碼。不同的電話號碼,可以用來進行不同的系統服務,例如:一個號碼專門用來通話,一個用來使用其他電信服務。
MSISDN 主要由以下幾個部分所組成:

CC + NDC + SN

CC﹝Country Code﹞e國家碼,最多不超過310進位數字。例如:美國為1、英國為44、芬蘭為358、中國為86而台灣為886。
NDC﹝National Destination Code﹞e國內地區碼,通常為2或310進位數字。由國家級的主管機關分發給各個系統業者,例如中華電信擁有0932、0933、0937…….等,國內地區碼,以便分發給申請行動電話的用戶。
SN﹝Subscriber Number﹞e用戶號碼,最多不超過1010進位數字。例如筆者電話為xxxx145576。其中,145576共6個bytes,就是台灣目前使用者所使用的Subscriber Number。
3﹞Packet Data Protocol Context ﹝PDP Context ﹞
核心網路傳遞封包資料時,所提供的PDP﹝Packet Data Protocol﹞可以基於不同的底層協定,例如透過IP或是X.25的技術。而所謂的PDP Context指的就是使用者行動設備根據目前所要使用的網路服務,來要求不同的頻寬品質,每一個不同等級的頻寬要求就會配置一個PDP Context,而每一個PDP Context都會包含一個屬於系統業者內部所使用的私有IP位址。
基本的運作流程如下
﹝1﹞ 由使用者行動設備對SGSN發出PDP Context 的要求。
﹝2﹞ SGSN確認該PDP Context要求的內容,例如所要求的QoS參數,並可根據服務品質來決定收費。由SGSN把相關的資訊轉送到GGSN,並且在SGSN與GGSN之間建立一條網路連結﹝tunnel﹞,以便在日後用來傳送使用者資料。
﹝3﹞ GGSN與ISP業者的RADIUS﹝Remote Authentication Dial-In User Service﹞伺服器連結,通過認證並取得配置給目前使用者行動設備的IP位址。
4﹞使用者行動設備取得IP位址,並且可以開始收送網路封包資料了。
透過RADIUS伺服器取得IP位址,是取得IP的方法之一,目前共有三種可以取得IP位址的途徑
﹝1﹞ 靜態IPe使用者行動設備有專屬的IP位址,儲存在HLR。每次當使用者啟動GPRS服務,就透過SGSN向HLR取得相關資料來進行設定。
﹝2﹞ 動態IPe透過系統業者GGSN的DHCP伺服器,動態的配置IP位址給使用者行動設備。
﹝3﹞ 動態IPe由系統業者的GGSN向外部的ISP業者取得IP,該ISP可以為行動系統業者或是其他合作廠商。
4﹞Mobile Station Roaming Number﹝MSRN,行動設備漫游號碼﹞
當使用者由一個MSC的網路通訊範圍內移動到另一個MSC的網路通訊範圍時,新的MSC將會發給使用者手機一個臨時漫游號碼,用於路由選擇。
漫游號碼格式與新的MSC使用的MSISDN號碼格式相同。一旦使用者手機離開該MSC所負責的區域後,被訪位置的VLR和該手機原本的HLR都要刪除該MSRN﹐以便可再分配給其他的使用者手機。

  如下圖﹝六﹞,使用者透過公用交換電信網﹝PSTN﹞撥出MSISDN號碼到GMSC,由GMSC找到該MSISDN所屬的HLR。HLR請求目前使用者行動設備所在的MSC/VLR分配一個臨時性漫游號碼MSRN,在系統分配後將該號碼送回HLR。並由HLR把該行動設備漫游號碼傳送給GMSC,GMSC即可選擇建立通話路由。
圖﹝六﹞,MSRN分配的流程
如下圖﹝七﹞,為所建立好的通話路由示意圖

圖﹝七﹞,透過MSRN所建立的通話路由
當然囉,MSRN除了可以在手機被要求建立連線時立即給予以外,另外一個給予MSRN的方式則是在每當使用者手機進入一個新的Location Area﹝LA﹞時,在註冊新的LAID的過程中,也同時發出新的MSRN。
透過這樣的方式,每當在其它行動通訊業者或是PSTN網路使用者想要與使用者手機通話時,GMSC會把要求傳給該使用者手機所屬的HLR,而該HLR就可以直接把目前的MSRN傳回給GMSC,由GMSC立刻建立通話的路由。不過這種方式的缺點就是,每當使用者移動時,只要一更新LA,我們同時也會發出新的MSRN,並對HLR進行更新的動作,這樣會讓系統的更新動作比較頻繁,不過當要建立使用者的通話連線時,可以比較快速有效率。
MSRN 主要由以下幾個部分所組成:

CC + NDC + SN

﹝細節請參考MSISDN的介紹﹞
5﹞Temporary Mobile Subscriber Identity﹝TMSI﹞與Packet TMSI﹝P-TMSI﹞
為了安全上的考量,在空中傳送用戶識別碼時用TMSI來代替IMSI, TMSI只在目前位置的MSC/VLR區域內有效,而且只會記憶在使用者手機的SIM卡與目前的VLR上,並不會傳回HLR。
TMSI的組成結構由系統業者自行訂定,不過總長度不超過32 bites。如同IMSI號碼在全世界是唯一的,TMSI號碼在所屬的MSC/VLR業務範圍內必須是唯一的。
如同TMSI,P-TMSI是屬於SGSN所管轄的範圍,並且紀錄在SGSN當中。當我們離開目前的SGSN所負責的網路範圍,並且進入下一個新的SGSN網路範圍時,P-TMSI就會由新的SGSN來重新指定,且只限在目前新的SGSN通訊範圍內有效。
6﹞International Mobile Station Equipment Identify (IMEI,國際移動設備識別碼)
IMEI號碼是唯一的,用來識別移動設備的號碼。IMEI主要是由設備製造商所配給的,並且被行動電話系統業者儲存在EIR﹝Equipment Identify Rqgister﹞。可以用來監控被竊取的手機﹝例如:被竊的手機就算換了SIM卡,可是IMEI號碼仍然不變,系統業者可以辨認被竊的手機是透過哪一個SIM卡所撥出的,而找出目前是誰在使用被偷竊的手機﹞,或是透過IMEI號碼拒絕對特定的手機提供服務。
IMEI主要由以下幾個部分所組成:

TAC + FAC + SNR + SP

TAC﹝Type Approval Code﹞e型號批准碼,共610進位數字,由歐洲型號批准中心分配。像是Nokia、Ericsson與Motorola就會被分配到不同的批准碼,同一家公司所生產的不同型手機也會有不同的型號批准碼,所以如果同型的手機卻有不同的型號批准碼,很可能是仿冒品。
FAC﹝Final Assembly Code﹞e最後裝配碼,共610進位數字,表示手機最後的生產工廠或是安裝完成的地點,由各廠商負責編碼。
SNR ﹝Serial Number﹞e序號碼,共610進位數字。由各手機製造商負責分配編碼,具有唯一性。例如同一個廠牌的同一型號的手機,每一隻手機的SNR號碼不可能重複。
SP ﹝Spare﹞e備用碼,共110進位數字,通常為0。
7﹞Location Area Identity﹝位置區識別碼﹞

  LAI﹝Location Area ID﹞用於使用者手機的位置更新。 一個基地台的Broadcast Channel﹝BCH,廣播頻道﹞會不斷的廣播該基地台所屬的LAI。每一個Location Area都會擁有一個唯一個LAI,當使用者從原本的LAI跨越到另一個LAI時,就會對VLR發出位置更新﹝Location Update﹞的要求。
LAI﹝Location Area ID﹞ 主要由以下幾個部分所組成:

MCC + MNC + LA Code

MCC﹝Mobile Country Code﹞e行動電話國碼,共310進位數字。與IMSI中的MNC相同,其餘資料可參閱IMSI中的MCC介紹。
MNC﹝Mobile Network Code﹞e行動電話網路碼,共2-3個bytes。與IMSI中的MNC相同,用來識別使用者所歸屬的無線通訊網路。其餘資料可參閱IMSI中的MNC介紹。
LA Code﹝Location Area Code﹞e位置區號碼,用來定義無線通訊網路中不同的位置區。
如下圖﹝八﹞所示,通常一個Location Area﹝LA﹞所指的是一個MSC/VLR底下所有Cells包含的範圍。而Routing Area﹝RA﹞所指的是一個SGSN所包含的範圍,一個LA底下可以包含數個RA,也就是說MSC/VLR所包含的Cells範圍中,可以包含有一個以上的SGSN。UTRAN Registration Rrea﹝URA﹞所指的範圍就是每個UTRAN所包含的區域,這裡面也會含有數個由RNC所控制的Cell。


圖﹝八﹞,每個無線通訊網路所涵蓋的範圍示意圖
8﹞ Cell Global Identity﹝CGI,小區全球識別碼﹞
在每一個LA﹝Location Area﹞中,個別的Cell都會有一個唯一的識別碼CI﹝Cell Identifier﹞,其長度最多為16 bits。主要用來識別在同一個LA中各個不同的Cell。
同理,把CI加上之前介紹過的LAI就成了全球唯一的地位識別碼,其組成方式如下

CGI=LAI + CI =MCC + MNC + LA Code+ CI

因為LAI是全球唯一不重複的LA識別碼,配合上CI識別每個LA中不同的Cell,就可以透過CGI給予每個Cell一個全球唯一的識別碼。
  
四,通訊管理﹝Communication Management﹞
在這章節中,我將為各位介紹在WCDMA/UMTS當中屬於Circuit-Switch部分的Connection Management與屬於Packet-Switch部分的Session Management的功能與機制。
Circute-Switched部分的Connection Management,主要用來負責把使用者的通話建立起來,這其中包含了分析電話號碼、通話的繞送、循徑以及收費的機制。在電話號碼的分析時,系統會判斷目前的電話號碼是國際電話或是國內線的電話,並決定目前這通電話所需要的繞送規則。其中還包括了在繞送電話時,是否需要語音資料轉換的動作,並且判斷有哪些部分的需求是需要計費的。

因此,我們可以把一個通話的流程透過圖﹝九﹞來表示,每通電話至少包含以下兩個流程


圖﹝九﹞, 在Connection Management中,建立通話的流程
例如,使用者由手機端打電話到PSTN,就會透過MOC經由MSC/VLR,再由PTC經由GMSC到使用者的PSTN電話端。同理,由PSTN打電話給手機的使用者,就透過POC經由GMSC,再透過MTC經由MSC/VLR來完成與手機使用者的通話連線。
完整的Connection Management還包括了,解決MSC/VLR經由4線的迴路傳送語音資料到現在使用者家用電話的2線迴路,所產生的回音問題,所以通常都必須再加上Echo Cancalling ﹝EC,回音消除﹞的機制。其它還包括了,收費機制的問題,在建立使用者的通話連線時,有哪些部分是需要收費,以及收費的標準和明細。
在Packet-Switched部分的Session Management,主要用來建立與管理每一個使用者的網路連線,在建立Session後用來傳送封包資料的協定稱為Packet Data Protocol﹝PDP﹞。每一個所建立Session的屬性都會紀錄在PDP Context中,PDP Context所紀錄的資料包含了所建立的Session兩端的位址與所使用的QoS參數,例如:使用者所被分配到的IP位址和連線屬性。一個PDP Context會屬於特定的封包交換服務與QoS參數。如果使用者希望同時使用較低QoS需求的網頁瀏覽和接收信件的服務,與較高QoS需求的串流影音服務,那就需要建立兩個PDP Context。
五,結語
其實電信的產業,是很獨特的一塊領域,在過去電腦通訊產業的業者並不容易跨足到電信產業中。以CISCO﹝思科﹞來說,他們是過去在電腦產業中,網路設備的代表性廠商,原本在2G之前的通訊環境中,他們能著墨的部分非常有限,原因便是在於電信產業中甚少使用電腦網路產業中的IP通訊協定。
IP為基礎從事電腦通訊設備的相關廠商,可以說與上一波的電信革命失之交臂。不過這一次不同了,在3GPP R5之後,整個核心網路都會走向全IP化的時代。也就是說,這將讓電腦通訊產業的業者再一次有機會跨足到全新的電信市場中,與過去的電信業者平起平坐競爭。
相對於台灣的廠商,我們過去在電腦產業中擁有非常優越的表現,在許多電腦產品製造領域中,我們都能夠領先世界群雄,不過對於電信設備的領域,我們一值都是仰賴國外大廠的設備進口。在新一代的無線通訊網絡中,因為引進了IP通訊協定,而這也正是台灣產業過去所熟悉的領域,我們可以預見,只要廠商業者掌握市場契機,以我們過去在電腦產業的優勢,相信在日後電信業中,我們也能夠找到許多可以發揮的領域。
如果各位有任何問題與指教,歡迎隨時寫信與我聯繫。


















2 則留言:

  1. 通常,蜂窩連通性是數百年來最常見的技術。 移動通信方面的革新促進了互聯網連接與移動電話的整合,而WCDMA手機是當今行業新發展的一部分。 我找到一個非常好的網站為代写英国作业,如果你想幫助你訪問這個網站。

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