Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA) to technologia komunikacji mobilnej trzeciej generacji (3G), która wykorzystuje zasady CDMA do komunikacji bezprzewodowej. Stos protokołów WCDMA jest zorganizowany w warstwy, z których każda odpowiada za określone funkcje w systemie. Przyjrzyjmy się różnym warstwom stosu protokołu WCDMA:
1. Warstwa fizyczna (warstwa 1):
- Modulacja i kodowanie:
- Warstwa fizyczna odpowiedzialna jest za transmisję i odbiór sygnałów radiowych. Obejmuje techniki modulacji (np. Kwadraturowa modulacja amplitudy – QAM) i schematy kodowania kanałów, aby zapewnić niezawodną i wydajną transmisję danych przez interfejs radiowy.
- Rozkładanie i mieszanie:
- WCDMA wykorzystuje techniki rozpraszania i szyfrowania, aby rozróżnić różnych użytkowników oraz zwiększyć bezpieczeństwo i niezawodność przesyłanych sygnałów. Rozpraszanie polega na mnożeniu danych za pomocą kodu rozpraszającego, podczas gdy szyfrowanie polega na mieszaniu sygnału za pomocą unikalnego kodu szyfrującego.
- Regulacja mocy:
- Mechanizmy kontroli mocy w warstwie fizycznej pomagają regulować moc nadawczą urządzeń mobilnych i stacji bazowych. Zapewnia to, że sygnały docierają do odbiornika z odpowiednim stosunkiem sygnału do szumu, optymalizując wydajność sieci i minimalizując zakłócenia.
- Multipleksowanie:
- Metody dostępu wielokrotnego, takie jak wielokrotny dostęp z podziałem kodowym (CDMA), są wykorzystywane do multipleksowania wielu użytkowników w tym samym paśmie częstotliwości. CDMA umożliwia jednoczesną transmisję i odbiór sygnałów przy użyciu różnych kodów, umożliwiając efektywne wykorzystanie widma.
2. Warstwa kontroli łącza danych (DLC) (warstwa 2):
- Kontrola dostępu do nośnika (MAC):
- Podwarstwa MAC jest odpowiedzialna za zarządzanie dostępem do współdzielonego medium komunikacyjnego. Obsługuje takie procedury, jak dostęp do kanału, planowanie i ustalanie priorytetów transmisji danych.
- Kanały logiczne:
- Kanały logiczne definiują sposób organizacji i multipleksowania danych użytkownika i informacji kontrolnych w warstwie łącza danych. Przykłady obejmują dedykowane kanały ruchu (DTCH) dla danych użytkownika i wspólne kanały sterujące (CCCH) dla sygnalizacji.
3. Warstwa sieciowa (warstwa 3):
- Kontrola zasobów radiowych (RRC):
- Warstwa kontroli zasobów radiowych (RRC) zarządza ustanawianiem, utrzymywaniem i zwalnianiem połączeń radiowych. Obsługuje takie funkcje, jak zarządzanie mobilnością, ustanawianie połączeń, kontrola mocy i przekazywanie między różnymi komórkami.
- Zarządzanie połączeniami:
- RRC zarządza konfiguracją i zwalnianiem połączeń pomiędzy urządzeniem mobilnym a siecią. Obsługuje procedury takie jak ustanawianie, konserwacja i zwalnianie połączenia, zapewniając efektywne wykorzystanie zasobów sieciowych.
- Zarządzanie mobilnością:
- Funkcje zarządzania mobilnością, takie jak przełączenia między komórkami i aktualizacje obszarów śledzenia, są realizowane przez warstwę RRC. Dzięki temu urządzenia mobilne mogą płynnie przemieszczać się pomiędzy różnymi częściami sieci, zachowując jednocześnie aktywne połączenie.
- Informacje o transmisji:
- Warstwa RRC jest odpowiedzialna za odbieranie i przetwarzanie informacji rozgłoszeniowych z sieci. Obejmuje to informacje o systemie, informacje o sąsiednich komórkach i inne istotne dane potrzebne urządzeniom mobilnym do działania w sieci.
4. Warstwa transportowa:
- Protokół datagramów użytkownika (UDP) i protokół kontroli transmisji (TCP):
- Warstwa transportowa obsługuje kompleksową komunikację pomiędzy aplikacjami. Zawiera protokoły takie jak UDP i TCP, które zapewniają niezawodny transfer danych, usuwanie błędów i kontrolę przepływu.
5. Warstwa aplikacji:
- Aplikacje sieciowe:
- Warstwa aplikacji obejmuje różne aplikacje i usługi sieciowe. Obejmuje to usługi takie jak połączenia głosowe, przesyłanie wiadomości, przeglądanie Internetu i inne aplikacje korzystające z infrastruktury sieciowej.
6. Płaszczyzna sterowania i płaszczyzna użytkownika:
- Sterowanie samolotem:
- Płaszczyzna sterowania jest odpowiedzialna za zarządzanie informacjami sygnalizacyjnymi i sterującymi. Zawiera protokoły i procedury obsługujące sygnalizację, zarządzanie mobilnością i ustanawianie połączeń.
- Płaszczyzna użytkownika:
- Płaszczyzna użytkownika jest przeznaczona do przesyłania danych użytkownika. Obsługuje transport danych użytkowych pomiędzy urządzeniem mobilnym a siecią, zapewniając sprawną realizację usług użytkownika.
Podsumowując, stos protokołów WCDMA jest zorganizowany w warstwy, które wspólnie umożliwiają komunikację pomiędzy urządzeniami mobilnymi a siecią. Każda warstwa spełnia określone funkcje, od fizycznej transmisji sygnałów radiowych po zarządzanie połączeniami, sygnalizację i transport danych użytkowników. Ta warstwowa architektura jest niezbędna do wydajnego i niezawodnego działania sieci WCDMA.