Wybór kanału

Standard WCDMA definiuje różne rodzaje kanałów komunikacyjnych, które w zależności od typu transmitowanych danych pozwalają osiągnąć różne parametry transmisji. Dwa podstawowe to kanały typu common oraz dedicated. Sieć WCDMA może przełączać sesje użytkownika między kanałami w zależności od tego, jak dużo informacji jest przesyłanych.

Kanały dedykowane są używane wtedy, gdy użytkownik ma do przesłania dużą ilość informacji, np. podczas rozmowy telefonicznej lub pobierania strony WWW. Kanał ten obsługuje mechanizmy, takie jak power control oraz soft handover, dzięki czemu efektywnie jest wykorzystywane dostępne pasmo radiowe. Kanał typu common jest stosowany wtedy, gdy przesyłanych jest niewiele informacji. Dzielony jest między wielu użytkowników, nie gwarantuje więc jakości połączenia.

Kontrola dostępu

Ze względu na fakt, że w technologii WCDMA istnieje bezpośrednie powiązanie między zasięgiem komórek a ich pojemnością, standard ten wyposażono w specjalne mechanizmy kontroli dostępu do sieci. Zanim nowy terminal uzyska dostęp do sieci UMTS, każdorazowo weryfikowane jest aktualne obciążenie sieci (w ramach danej komórki) i prognozowane obciążenie po dołączeniu terminalu. Jeśli prognozowane obciążenie jest zbyt wysokie, terminal nie zostanie włączony do sieci. Funkcja ta może być świadomie wykorzystywana przez operatora, np. tam gdzie zagwarantował on określone parametry transmisyjne sieci.

Oczywiście, mimo stosowania mechanizmu kontroli dostępu pojawia się ryzyko przeciążenia sieci, co może być spowodowane np. przemieszczaniem użytkowników między komórkami. W takim przypadku możliwe są cztery scenariusze. Najpierw jest uaktywniany tryb kontroli przeciążenia, w którym jest zmniejszana przepustowość dla wszystkich aplikacji nie komunikujących się w czasie rzeczywistym. Jeśli zwykłe zmniejszenie przepustowości nie wystarcza, abonenci są przełączani na mniej zatłoczone częstotliwości z wykorzystaniem funkcji inter-frequency handover. Następnym działaniem zaradczym jest przełączenie użytkowników do sieci GSM. A jeśli to nie wystarczy, sieć WCDMA będzie rozłączać kolejnych użytkowników.

Praca sieci WCDMA

Podstawowym zadaniem podsystemu stacji bazowej WCDMA RAN jest zapewnienie komunikacji terminalu UMTS ze szkieletem sieci operatorskiej, a jednocześnie izolacja wszelkiej komunikacji radiowej od sieci szkieletowej. Korzyścią wynikającą z izolowania jest fakt, że szkielet sieci może w takim przypadku służyć do obsługi różnych technologii dostępu - nie tylko telefonii UMTS.

Na podsystem WCDMA RAN składa się stacja bazowa RBS, nazywana również Node B i bezpośrednio obsługująca połączenia z/do terminali UMTS za pośrednictwem interfejsu "Uu", oraz kontroler RNC komunikujący się z jednej strony ze stacjami RBS z wykorzystaniem interfejsu "lub" i z drugiej - z siecią szkieletową - poprzez interfejs "lu".

Sieć WCDMA rozróżnia dwa rodzaje RNC: obsługujące połączenie (Serving RNC) oraz kontrolujące połączenie (Controlling RNC). Za pośrednictwem pierwszego odbywa się komunikacja między terminalem UMTS a szkieletem sieci (poprzez interfejs "lu" RNC). Serving RNC obsługuje na potrzeby terminalu wszystkie niezbędne do komunikacji protokoły.

Controlling RNC sprawuje kontrolę nad określoną liczbą komórek i obsługujących je stacji bazowych. Jeśli terminal UMTS musi skorzystać z komórek nie obsługiwanych bezpośrednio przez "swój" Serving RNC, ten ostatni żąda dostępu do zasobów Controlling RNC za pośrednictwem specjalnego interfejsu "lur". Operacja taka jest potrzebna m.in. do zapewnienia obsługi funkcji soft handover.

Powiedz, o co prosisz

Podstawową usługą świadczoną przez WCDMA RAN jest tzw. Radio Access Bearer (RAB) - prawo do nawiązania połączenia między telefonem a stacją bazową oraz transmisji danych do sieci szkieletowej. W zależności od potrzeb może być otwartych kilka połączeń RAB między terminalem UMTS a RNC i zawsze jedno połączenie pomiędzy Serving RNC a siecią szkieletową.

Organizacja standaryzacyjna 3GPP zdefiniowała cztery poziomy jakości RAB:

Konwersacyjny (Conversational) - wykorzystywany do telefonii głosowej i posiadający duże wymagania co do opóźnień i kolejności przesyłania pakietów.

Strumieniowy (Streaming) - stosowany np. do oglądania wideo, mający mniejsze wymagania odnośnie do opóźnień, a za to większe wymagania dotyczące kolejności przesyłania pakietów.

Interaktywny (Interactive) - używany np. do przeglądania stron WWW i mający małe wymagania odnośnie do opóźnień.

Pracujący w tle (Background) - wykorzystywany np. do transmisji plików i nie mający żadnych wymagań co do opóźnień.

RAB-y konwersacyjne i strumieniowe wymagają rezerwacji określonego pasma na potrzeby połączenia i są wykorzystywane przede wszystkim do obsługi usług czasu rzeczywistego. RAB strumieniowy nie ma tak ścisłych wymagań wobec opóźnień, gdyż komunikacja przebiega jednokierunkowo.

RAB-y interaktywny oraz "pracujący w tle" nie rezerwują żadnych zasobów w sieci, a ich wydajność zależy od aktualnego obciążenia komórki. Jedyna różnica między nimi polega na tym, że RAB interaktywny jest wzbogacony w mechanizm prioretyzacji transmisji.

Każdy z RAB-ów jest charakteryzowany dwoma parametrami QoS: maksymalną wartością opóźnienia i minimalną wartością przepustowości. Sieć szkieletowa wybiera określony RAB w zależności od tego, z jakiej usługi próbuje skorzystać abonent, i prosi RNC o udostępnie-nie takiego RAB-a na potrzeby terminalu.

Przy przygotowywaniu artykułu wykorzystano dokumenty techniczne firm Erricson, Nokia, Siemens.