Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA) is een mobiele communicatietechnologie van de derde generatie (3G) die gebruikmaakt van CDMA-principes voor draadloze communicatie. De WCDMA-protocolstack is georganiseerd in lagen, die elk verantwoordelijk zijn voor specifieke functies binnen het systeem. Laten we de verschillende lagen van de WCDMA-protocolstapel verkennen:
1. Fysieke laag (laag 1):
- Modulatie en codering:
- De fysieke laag is verantwoordelijk voor de verzending en ontvangst van radiosignalen. Het omvat modulatietechnieken (bijv. Quadrature Amplitude Modulation – QAM) en kanaalcoderingsschema’s om de betrouwbare en efficiënte overdracht van gegevens via de etherinterface te garanderen.
- Verspreiden en klauteren:
- WCDMA maakt gebruik van verspreidings- en scramblingtechnieken om onderscheid te maken tussen verschillende gebruikers en om de veiligheid en robuustheid van de verzonden signalen te vergroten. Bij spreiding worden de gegevens vermenigvuldigd met een spreidingscode, terwijl bij versleuteling het signaal wordt gemengd met een unieke versleutelingscode.
- Vermogensregeling:
- Vermogenscontrolemechanismen op de fysieke laag helpen bij het reguleren van het zendvermogen van mobiele apparaten en basisstations. Dit zorgt ervoor dat signalen bij de ontvanger aankomen met een geschikte signaal-ruisverhouding, waardoor de netwerkprestaties worden geoptimaliseerd en interferentie wordt geminimaliseerd.
- Multiplexen:
- Meerdere toegangsmethoden zoals Code Division Multiple Access (CDMA) worden gebruikt voor het multiplexen van meerdere gebruikers over dezelfde frequentieband. CDMA maakt gelijktijdige verzending en ontvangst van signalen mogelijk met behulp van verschillende codes, waardoor efficiënt spectrumgebruik mogelijk is.
2. Data Link Control (DLC)-laag (laag 2):
- Gemiddelde toegangscontrole (MAC):
- De MAC-sublaag is verantwoordelijk voor het beheer van de toegang tot het gedeelde communicatiemedium. Het behandelt procedures zoals kanaaltoegang, planning en prioritering van datatransmissies.
- Logische kanalen:
- Logische kanalen bepalen hoe gebruikersgegevens en besturingsinformatie worden georganiseerd en gemultiplext op de datalinklaag. Voorbeelden zijn onder meer Dedicated Traffic Channels (DTCH) voor gebruikersgegevens en Common Control Channels (CCCH) voor signalering.
3. Netwerklaag (laag 3):
- Radiobronbeheer (RRC):
- De laag Radio Resource Control (RRC) beheert het tot stand brengen, onderhouden en vrijgeven van radioverbindingen. Het verwerkt functies zoals mobiliteitsbeheer, het tot stand brengen van verbindingen, energiebeheer en overdracht tussen verschillende cellen.
- Verbindingsbeheer:
- RRC beheert het opzetten en vrijgeven van verbindingen tussen het mobiele apparaat en het netwerk. Het regelt procedures zoals het tot stand brengen, onderhouden en vrijgeven van verbindingen, waardoor een efficiënt gebruik van netwerkbronnen wordt gegarandeerd.
- Mobiliteitsbeheer:
- Mobiliteitsbeheerfuncties, zoals overdrachten tussen cellen en updates van volggebieden, worden uitgevoerd door de RRC-laag. Dit zorgt ervoor dat mobiele apparaten naadloos tussen verschillende delen van het netwerk kunnen bewegen terwijl een actieve verbinding behouden blijft.
- Uitzendinformatie:
- De RRC-laag is verantwoordelijk voor het ontvangen en verwerken van uitzendinformatie van het netwerk. Dit omvat systeeminformatie, informatie over buurcellen en andere essentiële gegevens die nodig zijn om mobiele apparaten binnen het netwerk te laten werken.
4. Transport laag:
- Gebruikersdatagramprotocol (UDP) en Transmission Control Protocol (TCP):
- De transportlaag verzorgt de end-to-end communicatie tussen applicaties. Het bevat protocollen zoals UDP en TCP voor het garanderen van betrouwbare gegevensoverdracht, foutherstel en stroomcontrole.
5. Applicatielaag:
- Netwerktoepassingen:
- De applicatielaag omvat verschillende netwerkapplicaties en -diensten. Dit omvat diensten zoals spraakoproepen, berichtenuitwisseling, surfen op internet en andere toepassingen die gebruik maken van de netwerkinfrastructuur.
6. Besturingsvlak en gebruikersvlak:
- Besturingsvlak:
- Het besturingsvlak is verantwoordelijk voor het beheren van signalerings- en besturingsinformatie. Het omvat protocollen en procedures die de signalering, het mobiliteitsbeheer en het tot stand brengen van verbindingen afhandelen.
- Gebruikersvlak:
- Het gebruikersvlak is bedoeld voor de overdracht van gebruikersgegevens. Het zorgt voor het transport van payload-gegevens tussen het mobiele apparaat en het netwerk, waardoor de efficiënte levering van gebruikersdiensten wordt gegarandeerd.
Samenvattend is de WCDMA-protocolstack georganiseerd in lagen die gezamenlijk de communicatie tussen mobiele apparaten en het netwerk mogelijk maken. Elke laag voert specifieke functies uit, van de fysieke overdracht van radiosignalen tot het beheer van verbindingen, signalering en transport van gebruikersgegevens. Deze gelaagde architectuur is essentieel voor de efficiënte en betrouwbare werking van WCDMA-netwerken.