ΜΕΣΟΛΟΓΓΙΟΥ. ΣΧΟΛΗ ΙΟΙΚΗΣΗΣ ΚΑΙ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΤΜΗΜΑ Εφαρµογών Πληροφορικής στη ιοικηση & στην Οικονοµία

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ ΜΕΣΟΛΟΓΓΙΟΥ ΣΧΟΛΗ ΙΟΙΚΗΣΗΣ ΚΑΙ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΤΜΗΜΑ Εφαρµογών Πληροφορικής στη ιοικηση & στην Οικονοµία ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Ασύρµατα δίκτυα 3 ης γενιάς ( 3G ) Σπουδαστής: Τριανταφυλλοπούλου Χριστίνα Α.Μ. 8290 Εισηγητής Καθηγητής: Συρµακέσης Σπυρίδων

Εισαγωγή...Σελ.5 Γιατί χρειαζόµαστε τα πακέτα δεδοµένων και τι είναι τα πακέτα δεδοµένων πραγµατικά;...σελ.6 Κύρια χαρακτηριστικά των GPRS δικτύων δεδοµένων και των πακέτων δικτύων δεδοµένων...σελ.9 3G ίκτυα...σελ.15 Κύρια χαρακτηριστικά όλων 3G των συστηµάτων...σελ.20 ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ...Σελ.22 Περιγραφή συστηµάτων: 3G CDMA συστήµατα...σελ.24 Χαρακτηριστικά γνωρίσµατα που είναι κοινά για όλα τα 3G συστήµατα CDMA...Σελ.27 WCDMA -συγκεκριµένα χαρακτηριστικά γνωρίσµατα...σελ.31 Χαρακτηριστικά γνωρίσµατα που είναι συγκεκριµένα για cdma2000...σελ.37 Η κινητή IP/Το απλό κεντρικό δίκτυο IP cdma2000...σελ.39 Ποιο 3G σύστηµα είναι το καλύτερο;...σελ.41 Μελλοντικές και βελτιωµένες εφαρµογές για 3G;...Σελ.42 ΙΚΤΥΑΚΗ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ UMTS...Σελ.44 Σταθµός βάσεων WCDMA (WBTS)...Σελ.51 Ασύρµατος ελεγκτής δικτύων (RNC)...Σελ.52 3G mobile switching centre (3G Msc)...Σελ.52 2

ΕΞΕΛΙΞΗ ΙΚΤΥΩΝ...Σελ.53 UMTS FDD AND TDD...Σελ.55 UMTS ΠΡΟΤΥΠΟ ΦΟΡΕΩΝ...Σελ.57 ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ UMTS QOS...Σελ.61 ΚΑΝΑΛΙΑ UTRAN...Σελ.65 ΛΟΓΙΚΑ ΚΑΝΑΛΙΑ...Σελ.66 Μεταφορά downlink και φυσικά κανάλια...σελ.68 UMTS TERRESTRIAL RADIO ACCESS NETWORK (UTRAN)...Σελ.69 RADIO RESOURCE MANAGEMENT (RRM)...Σελ.71 Έλεγχος αποδοχής...σελ.71 Χρονοπρογραµµατιστής πακέτων...σελ.74 Έλεγχος φορτίων...σελ.75 Έλεγχος παράδοσης...σελ.76 ΕΛΕΓΧΟΣ ΙΣΧΥΟΣ...Σελ.82 ιεπαφή Iub...Σελ.83 ΕΓΚΑΘΙ ΡΥΣΗ ΑΣΥΡΜΑΤΗΣ ΣΥΝ ΕΣΗΣ...Σελ.85 Radio network subsystem application part (RNSAP)...Σελ.88 ιεπαφή LU...Σελ.89 3

Radio access network application part (RANAP)...Σελ.91 ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ UMTS...Σελ.94 Εµπιστευτικότητα ταυτότητας χρηστών...σελ.96 Επικύρωση...Σελ.97 Καθιέρωση τρόπου ασφάλειας...σελ.100 Εµπιστευτικότητα...Σελ.103 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ...Σελ.108 4

Εισαγωγή Το πλέον αναµφισβήτητο γεγονός στην ιστορία του πλανήτη µας είναι η ανάγκη όλων των πλασµάτων να επικοινωνήσουν. Παρόλα αυτά, µόνο τα ανθρώπινα όντα έχουν αδιαφιλονίκητα αναπτύξει τους καταλληλότερους και πιο προηγµένους τρόπους επικοινωνίας. Μελετώντας την ιστορία, βρίσκουµε µια από τις πρώτες προσεγγίσεις της επικοινωνίας δεδοµένων στα σήµατα καπνού και τους ήχους των τυµπάνων. Είναι προφανές ότι όλοι αυτοί οι τρόποι επικοινωνίας δεδοµένων δεν ήταν ούτε ακριβείς, ούτε ασφαλείς. Στην πραγµατικότητα, τα ορόσηµα στην καθιέρωση των "επικοινωνιών από απόσταση" ήταν οι εφευρέσεις του Samuel Morse (τηλέγραφος- 1854) και του Graham Bell (τηλέφωνο- 1876). Εντούτοις, οι interactive επικοινωνίες δεν αναπτύχθηκαν έως το 1950 και δεν άρχισαν να επεκτείνονται ευρέως µέχρι τη δεκαετία του '70, οπότε και υλοποιούνταν µε τη χρήση τηλεφωνικών (PSTN) γραµµών. Κατά τη διάρκεια της προηγούµενης δεκαετίας, τα PCs χρησιµοποιήθηκαν ευρέως από τις πλατιές µάζες και υιοθετήθηκαν νέες τεχνολογίες για τις τηλεπικοινωνίες. Εκτός αυτού, νέες υπηρεσίες, όπως το ηλεκτρονικό ταχυδροµείο (e-mail), οι on-line real-time συνοµιλίες (chat), η κινητή (mobile) επικοινωνία, αλλά προ πάντων η διάδοση του ιαδικτύου (Internet), καθώς επίσης και η ολοκλήρωση φωνής και δεδοµένων αναπτύχθηκαν και οδήγησαν πραγµατικά στην επανάσταση της επόµενης γενιάς. 5

Γιατί χρειαζόµαστε τα πακέτα δεδοµένων και τι είναι τα πακέτα δεδοµένων πραγµατικά; Ενώ το ασύρµατο πρωτόκολλο εφαρµογής (WAP) άρχισε να εξαπλώνεται σε όλο τον κόσµο κατά τη διάρκεια του 2000, µερικοί χρήστες παραπονέθηκαν ότι ήταν αργό, ακριβό, και δύσχρηστο. Το γεγονός είναι ότι τα περισσότερα από τα χαρακτηριστικά του WAP έναντι του GSM για το οποίο οι χρήστες παραπονέθηκαν οφείλονταν σε κακή απόδοση του WAP, αυτά τα προβλήµατα είναι χαρακτηριστικά για τα circuit-switched δίκτυα. Μία circuit-switched σύνδεση λειτουργεί σε µερικά site ακριβώς όπως ένα κανονικό τηλεφώνηµα. Καλείτε µέσα στο φορέα παροχής υπηρεσιών ιαδικτύου σας (isp) και έχετε 9.6Kbps καθώς συνδέεστε. Για ορισµένες εφαρµογές ροής ήχου,αυτή η λύση είναι καλή (αν και οι περισσότερες εφαρµογές ροής δεν είναι ενός σταθερού ποσοστού δυαδικών ψηφίων). Εντούτοις για τις bursty συνόδους όπως WAP browsing,είναι ανεπαρκές και για το χρήστη και για το χειριστή.το σχήµα 3.1 επιδεικνύει πώς ένα ασύρµατο κανάλι (time slot 2, TS 2) ορίζεται στο χρήστη και επιδεικνύει το στοιχείο που µεταφέρεται. Αποτελεσµατικά, ο χρήστης πληρώνει τα ίδια χρήµατα κατά αποστολή όπως όταν είναι σιωπηλός.ένα time slot είναι ίσο µε τη χωρητικότητα που απαιτείται για µια κλήση φωνής, και υπάρχουν οκτώ τέτοια time slots ανά µονάδα ποµποδεκτών στο σταθµό βάσεων.το circuit-switched στοιχείο απαιτεί πάντα τουλάχιστον ένα time slot για να διατεθεί κατά τη διάρκεια µιας ολόκληρης συνόδου στοιχείων, ανεξάρτητα από πόσα δεδοµένα πραγµατικά διαβιβάζονται. Οµοίως, ο χειριστής δεν χρησιµοποιεί πλήρως την χωρητικότητά του, επειδή κανένας άλλος δε µπορεί να έχει πρόσβαση στο αχρησιµοποίητο κανάλι. Αυτή η κατάσταση είναι µόνο ένα µέρος του προβλήµατος µε τη χρησιµοποίηση των circuit-switched δεδοµένων.όπως περιγράψαµε, ο χρήστης πρέπει επίσης να εγκαταστήσει µια νέα σύνδεση όταν θέλει να πάρει κάποιες πληροφορίες (εάν δεν έχει ήδη συνδεθει). 6

Ας υποθέσουµε ότι κάποιος θέλει να ελέγξει τον καιρό µε τη χρησιµοποίηση ενός τηλεφώνου WAP και, όταν τελειώνει, αποσυνδέεται.εάν εκείνος ο κάποιος θέλει έπειτα να ελέγξει τον καιρό σε µια γειτονική περιοχή πέντε λεπτά αργότερα, πρέπει να εγκαταστήσει µια νέα σύνδεση. Αυτή η διαδικασία εγκαθίδρυσης σύνδεσης παίρνει µερικές φορές τουλάχιστον 20-40 δευτερόλεπτα, αλλά µπορούµε να το µειώσουµε σε 5-10 δευτερόλεπτα χρησιµοποιώντας ειδικούς δροµολογητές πρόσβασης. Το σχήµα 1 : Ένα ολόκληρο time slot διατίθεται στα δεδοµένα, αλλά µόνο ένα µέρος χρησιµοποιείται. Για να συνοψίσουµε, τα circuit-switched δίκτυα είναι λιγότερο κατάλληλα για τα τµήµατα δεδοµένων όπου δε χρειάζεται ένα εγγυηµένο ποσοστό δυαδικών ψηφίων και όπου το ποσό της πληροφορίας που στέλνεται και παραλαµβάνεται ποικίλλει. Το κόστος είναι υψηλό και για το χρήστη και για το χειριστή. Η εισαγωγή των πακέτων δεδοµένων σε ένα δίκτυο όχι µόνο λύνει αυτά τα προβλήµατα, αλλά και επιτρέπει στους χρήστες να µοιραστούν τους ασύρµατους πόρους (ακριβώς όπως αντιµετωπίζεται την κυκλοφορία µέσω του σταθερού ιαδικτύου, όπου διάφοροι χρήστες µοιράζονται την ίδια σύνδεση προκειµένου 7

να µεγιστοποιήσουν την αποδοτικότητα). Με αυτόν τον τρόπο δεν φορτώνουµε το δίκτυο όταν δεν στέλνουµε ή δεν λαµβάνουµε τα πακέτα. Με το GPRS, πηγαίνουµε αυτή την ιδέα ένα βήµα πιο µπροστά.με τα πακέτα δεδοµένων, οι χρήστες όχι µόνο µοιράζονται την χωρητικότητα µεταξύ τους, αλλά µε την circuit-switched φωνή και άλλους χρήστες δεδοµένων. Σχήµα 2, όπου δύο GPRS χρήστες πακέτων δεδοµένων µοιράζονται τα πρώτα 2 time slots (θα µπορούσαν να µοιραστούν και ένα επίσης). ύο άλλοι χρήστες που έχουν τα ίδια χαρακτηριστικά χρήσης θα µπορούσαν πιθανώς να µοιραστούν τα ίδια δύο time slots χωρίς οποιαδήποτε αντιληπτή µειωµένη ταχύτητα. Στο σχήµα 2, πέντε circuit-switched κανάλια διατίθεται επίσης κατά τη διάρκεια µιας περιόδου. Χρησιµοποιούν τρία µέχρι επτά time slots και δεν επηρεάζονται από τις συνόδους GPRS. Αυτό το χαρακτηριστικό γνώρισµα είναι επίσης ευεργετικό για το χειριστή, ο οποίος µπορεί τώρα να φιλοξενήσει περισσότερους χρήστες µέσα στο ίδιο δίκτυο Επιπρόσθετα,αυτό το χαρακτηριστικό γνώρισµα καθιστά εφικτό να χρησιµοποιήθουν µέρη του δικτύου που δεν θα µπορούσαν χρησιµοποιήθουν πριν. εν είναι ευρέως γνωστό ότι ένα circuit-switched δίκτυο που είναι πλήρως φορτωµένο, όπου µερικοί χρήστες έχουν µπλοκαρισµένες κλήσεις (δεν µπορούν να κάνουν µια κλήση επειδή δεν υπάρχει κανένας πόρος), µπορεί ακόµα να έχει τουλάχιστον 40 τοις εκατό της αχρησιµοποίητης χωρητικότητας. Αυτή η κατάσταση υπάρχει επειδή δηµιουργούνται κενά µεταξύ της αποσύνδεσης ενός καναλιού και κάποιου άλλο που συνδέεται. Μια καλή αναλογία είναι να σκεφτούν ένα circuit-switched δίκτυο ως µεγάλο κιβώτιο βράχων που δεν µπορεί ποτέ να είναι 100 τοις εκατό γεµάτο λόγω του ανώµαλου σχήµατος των βράχων. Γεµίζοντας το ίδιο κουτί µε βράχια και άµµο ή σκέτη άµµο γίνεται εφικτό να γεµίσει το κουτί περισσότερο από ότι πριν. Με GPRS, εντούτοις, ο αριθµός χρηστών ανεβαίνει, και η προστιθέµενη παρέµβαση είναι το αποτέλεσµα. Αυτή η κατάσταση κάνει δύσκολη τη χρησιµοποίηση 100 τοις εκατό, αλλά είναι µια ακόµα σηµαντική βελτίωση. 8

Το σχήµα 2 : GPRS επιτρέπει στους χρήστες να µοιραστούν τα πακέτα καναλιών. Κύρια χαρακτηριστικά των GPRS δικτύων δεδοµένων και των πακέτων δικτύων δεδοµένων Τα ακόλουθα τρία κύρια χαρακτηριστικά περιγράφουν τα ασύρµατα πακέτα δεδοµένων, GPRS, εν συντοµία (τα πακέτα δεδοµένων για cdma2000 έχουν παρόµοια χαρακτηριστικά γνωρίσµατα): Πάντα σε σύνδεση µε το Internet Βελτίωση στα υπάρχοντα συστήµατα Αναπόσπαστο τµήµα των µελλοντικών 3G συστηµάτων Λεπτοµερώς, οι ακόλουθες παράγραφοι περιγράφουν τι σηµαίνουν αυτά τα χαρακτηριστικά γνωρίσµατα για το χρήστη και τις επιχειρήσεις που περιλαµβάνονται. 9

o Πάντα σε σύνδεση µε το Internet εδοµένου ότι περιγράψαµε προηγουµένως, το GPRS επιτρέπει στο χρήστη να είναι πάντα συνδεδεµένος και πάντα στο διαδύκτιο χωρίς απαραιτήτως να πληρώνει µε το λεπτό. Αυτή η λειτουργία σηµαίνει µια τεράστια αλλαγή δεδοµένου ότι θα χρησιµοποιήσουµε το κυψελοειδές τηλέφωνο και πιθανώς το εγχώριο PC, µόλις εισαχθεί αυτή η λειτουργία εκεί. Παραδείγµατος χάριν µπορούµε να χρησιµοποιήσουµε αυτό το χαρακτηριστικό γνώρισµα µε µία ψηφιακή γραµµή συνδροµητών (DSL). Αυτό το χαρακτηριστικό γνώρισµα δεν είναι µοναδικό στο GPRS εντούτοις, η εισαγωγή GPRS θα είναι η πρώτη φορά που τα περισσότερα κινητά δίκτυα ιαδικτύου λαµβάνουν αυτό το γνώρισµα. Αυτή η λειτουργία κρατιέται έπειτα για όλα τα 3G συστήµατα επειδή είναι ένα από τα σηµαντικότερα χαρακτηριστικά γνωρίσµατα οποιουδήποτε ασύρµατου δικτύου του µέλλοντος. Θα είµαστε σε θέση να έχουµε πρόσβαση σε πληροφορίες πολύ πιο εύκολα, παρόλο το γεγονός αν έχουµε πρόσβαση µέσω ενός browser (όπως WAP) ή µέσω µιας εφαρµογής που είναι εγκατεστηµένη στη συσκευή. Η µεγαλύτερη διαφορά ( ακόµα µεγαλύτερη από τη διαφορά στην ταχύτητα) είναι ότι η σύνδεση µε το ιαδίκτυο µέσω ευρείας ζώνης είναι δεδοµένη, και δεν χρειαζόµαστε µια διαδικασία οργάνωσης σύνδεσης. Το δίκτυο είναι πάντα σε λειτουργία (όσο το δίκτυο είναι προσβάσιµο, τουλάχιστον), και οι εφαρµογές ιαδικτύου είναι τόσο εύχρηστες όπως εκείνες που τρέχουν απλώς το ίδιο στο PC. Οπτικοποιούµε επίσης αυτήν την έννοια στο σχήµα 3.3, όπου ένας packet-switched χρήστης GPRS και ένα κύκλωµα GSM -switched χρήστης αρχίζουν µια σύνδεση συγχρόνως. Ενώ ο χρήστης GPRS µπορεί να αρχίσει την επικοινωνία αµέσως και να στείλει και να λάβει δεδοµένα, ο CS χρήστης δεδοµένων πρέπει να περιµένει κάποιο χρόνο ενώ η σύνδεση ξεκινά. Η χρήση των πακέτων δεδοµένων ανοίγει επίσης τα νέα σχέδια χρέωσης όπου οι συνδροµητές χρεώνονται περισσότερο βάση της χρήσης παρά βάση της διάρκειας της σύνδεσης. 10

Προκειµένου να διευκρινιστεί αυτό το νέο χαρακτηριστικό γνώρισµα, αυτό το παράδειγµα επιδεικνύει πώς η ίδια εφαρµογή,αλλάζει µε το GPRS. Εγχώριο PC. Πηγαίνουµε στο σπίτι στο PC µας και ελέγχουµε έναν ιστοχώρο που έχει τις προσφορές στα φτηνά εισιτήρια. Συνδεόµαστε, περιµένουµε,και έπειτα ελέγχουµε τι είναι διαθέσιµο και τι τιµές έχει. Εάν είµαστε τυχεροί το site µπορεί να έχει ακόµη ειδοποιήσεις του ηλεκτρονικού ταχυδροµείου που θα πουν πότε εµφανίζεται µια καλή προσφορά (οι περισσότεροι από µας nonbroadband χρήστες θα πρέπει να καλούν κάθε ώρα για να ελέγξουν εάν έχουµε λάβει εκείνο το e mail). WAP-enabled GSM CS phone. Με ένα circuit-switched τηλέφωνο WAP, µπορούµε να έχουµε πρόσβαση σε ένα παρόµοιo site και να ελέγξουµε εάν κάτι ενδιαφέρον εµφανιστεί. Καλούµε και ελέγχουµε για να καθορίσουµε εάν υπάρχουν οποιεσδήποτε προσφορές (οπουδήποτε και να είναι). Επαναλαµβάνουµε έπειτα εκείνη την διαδικασία έως ότου βρούµε κάτι ενδιαφέρον. Συνήθως, θα αποσυνδεόµασταν µόλις ελέγχαµε και επανασυνδεόµασταν την επόµενη φορά. Θα µπορούσαµε επίσης να κάνουµε ένα κανονικό τηλεφώνηµα, αλλά η διαδικασία είναι η ίδια. Σχήµα 3:Circuit-switched δεδοµένα έναντι packet-switched 11

Κυψελοειδές τηλέφωνο µε GPRS και WAP. Το τηλέφωνο GPRS είναι πάντα σε σύνδεση µε το Internet, έτσι µπορούµε να έχουµε πρόσβαση στην περιοχή µε τα εισιτήρια οπουδήποτε και οποτεδήποτε. Χτυπάµε στα είδη προτιµήσεων που θέλουµε (Χαβάη, µέγιστη τιµή $300, κάποτε το Μάιο, και τα λοιπά). Η εφαρµογή που χειρίζεται τα της τελευταίας στιγµής εισιτήρια κατόπιν λαµβάνει υπόψη εκείνα τα αιτήµατα και µας ειδοποιεί όποτε κάτι προκύπτει. Εναλλακτικά, µπορούµε να έχουµε µια εφαρµογή στο τηλέφωνό µας (υπό τον όρο ότι χρησιµοποιεί µια ανοικτή διεπαφή) και κάνει έλεγχο για αναβαθµίσεις σε κανονική βάση. Μπορούµε έπειτα να περπατήσουµε χαλαρόι,όχι συνδεδεµένοι σε µια ενιαία θέση ή αναγκασµένοι να ελέγχουµε κάτι σε κανονική βάση. Όπως επεξηγήσαµε στο προηγούµενο παράδειγµα,το GPRS µεταπηδά σε νέα σχέδια χρήσης όπου η συνεχής σύνδεση στο internet το καθιστά πιθανό για τις φορητές συσκευές µας να εκτελέσει εργασίες για µας. Εάν οι υπεύθυνοι για την ανάπτυξη εφαρµογών µπορούν να αξιοποιήσουν αυτό το πλεονέκτηµα,οι φορητές συσκευές µας θα είναι ουσιαστικοί βοηθοί που θα καθιστούν τη ζωή ευκολότερη για όλους µας. o Βελτίωση στα υπάρχοντα δίκτυα Το GPRS δεν είναι ένα απολύτως νέο σύστηµα, µάλλον, είναι µια βελτίωση που εξουσιοδοτεί τα υπάρχοντα δίκτυα GSM. Με άλλα λόγια,θα έχουµε ακόµα την ίδια λειτουργία για τις κλήσεις φωνής και είναι ακόµα πιθανό να υπάρξει η ταυτόχρονη ροή φωνής και δεδοµένων σε µερικά µικροτηλέφωνα. Αυτή η οµαλή µεταπήδηση επίσης σηµαίνει ότι θα απολαύσουµε την ίδια κάλυψη για GPRS όπως για παρόντα κυψελοειδή δίκτυα, σε αντιδιαστολή µε την οικοδόµηση ενός απολύτως νέου δικτύου από την αρχή. Αυτή η κατάσταση είναι δυνατή επειδή το GPRS έχει εισαχθεί ως απλή βελτίωση λογισµικού για την πλειοψηφία του εξοπλισµού του χειριστή σταθµών βάσεων. Με άλλα λόγια, οι περισσότεροι χειριστές µπορούν να αναβαθµίσουν σε GPRS χωρίς να έχουν τεχνικούς που ταξιδεύουν σε κάθε περιοχή. Αντ' αυτού,µία συγκεντρωµένη αναβάθµιση λογισµικού είναι δυνατή. Ένα µεγάλο κόστος για τους σηµερινούς κινητούς χειριστές είναι επίσης το ίχνος του σταθµού βάσεων και της κεραίας και να είναι 12

σε θέση να επαναχρησιµοποιήσουν τους ίδιους σταθµούς βάσεων σώζοντας πολύ κόπο και χρήµατα. Το σχήµα 4 παρουσιάζει µια απλουστευµένη εικόνα µε το πως µπορούµε να προσθέσουµε GPRS πάνω από τα υπάρχοντα συστήµατα GSM. Σχήµα 4:GPRS πακέτα δεδοµένων προστίθενται πάνω από τα υπάρχοντα δίκτυα Επειδή το δίκτυο GSM παρέχει ακόµα τη φωνή και τις circuit-switched λειτουργίες δεδοµένων, οι υπάρχοντες χρήστες δε θα υποστούν υποβάθµιση υπηρεσιών. Με αυτόν το τρόπο τα παρόντα τηλέφωνα θα λειτουργούν στο µέλλον, αλλά θα χρειαστούµε νέα µικροτηλέφωνα προκειµένου να προσεγγιστούν τα νέα χαρακτηριστικά γνωρίσµατα των πακέτων δεδοµένων. o Αναπόσπαστο τµήµα των µελλοντικών 3G συστηµάτων Παίρνοντας τη λειτουργικότητα GPRS στα κινητά δίκτυα θα κάνει τους ανθρώπους να δουν µερικά από τα πραγµατικά οφέλη του κινητού ιαδικτύου, αλλά θα δηµιουργήσει επίσης µια ώθηση για περισσότερα: περισσότερη 13

ταχύτητα, περισσότερη χωρητικότητα, και περισσότερα χαρακτηριστικά γνωρίσµατα. Τα 3G συστήµατα είναι, ακριβώς άλλη µια βελτίωση από τα δίκτυα GSM/GPRS - ανεξάρτητα από εάν αν επιλέγεται το edge ή το wcdma πρωτόκολλο. Το κεντρικό GPRS δίκτυο χειρίζεται τα πακέτα δεδοµένων και την συνεχή παροχή internet,και είναι ικανοποιητικά αναβαθµισµένο µε την πρόσθετη λειτουργικότητα. Στο σχήµα 4, βλέπουµε ότι υπάρχουν συνήθως αλλαγές στο ασύρµατο µέρος πρόσβασης και ότι τα ασύρµατα δίκτυα πρόσβασης WCDMA/EDGE µπορoύν να συνυπάρχουν µε τα δίκτυα GPRS/GSM. Μερικοί χειριστές µπορεί να επιλέξουν να µην αναβαθµίσουν ποτέ τη ασύρµατη διεπαφή στις αγροτικές περιοχές αλλά µόνο να προσφέρουν GPRS/ GSM υπηρεσίες σε εκείνες τις θέσεις. Η λύση GPRS είναι ιδιαίτερα αποτελεσµατική στην επίτευξη της υψηλής κάλυψης, και µπορούµε έπειτα να ρυθµίσουµε την 3G κατασκευή- σύµφωνα µε την απαίτηση πελατών. Η µεταπήδηση από το GPRS σε 3G είναι ιδιαίτερα προφανής όταν η δεύτερη έκδοση των δικτύων πακέτων δεδοµένων (πρώτο που υποστηρίζει 3G) βασίζεται σε µια από τις σηµαντικότερες ασύρµατες υποστηρίξεις GPRS και EDGE καθώς επίσης και WCDMA, όταν τα πρότυπα και για τα τρία είναι τα ίδια.η εκτενής εργασία 3GPP και 3GPP2 εναρµόνισης σε οµάδες έχει τώρα επίσης καταστήσει πιθανό να αναµίξει τα κεντρικά δίκτυα σε ένα σύστηµα µε την ασύρµατη διεπαφή ενός άλλου συστήµατος. Με άλλα λόγια, ένας χειριστής cdma2000 που έχει Ansi- 41 κινητή IP κεντρικού δικτύου µπορεί να τρέξει µια διεπαφή αέρα WCDMA, και ένας χειριστής GPRS µπορεί να συνδέσει µια διεπαφή αέρα cdma2000. 14

3G ίκτυα Η τρίτη γενεά ή 3G είναι τώρα ο γενικά αποδεκτός όρος που χρησιµοποιείται για να περιγράψει την επόµενη φάση των κινητών δικτύων και των υπηρεσιών. Η πρώτη γενεά (1G) χρησιµοποιείται για να ταξινοµήσει τα πρώτα αναλογικά κινητά συστήµατα που προέκυψαν στη δεκαετία του '80, όπως προηγµένο κινητό τηλεφωνικό σύστηµα (AMPS) και σκανδιναβική κινητή τηλεφωνία (NMT).Αυτά τα συστήµατα παρείχαν περιορισµένη κινητή λύση για τη φωνή, και είχανε σηµαντικούς περιορισµούς, ιδιαίτερα όσον αφορά αλληλεπίδραση, ασφάλεια και ποιότητα.η επόµενη φάση,δεύτερη γενεά (2G), έφθασε στη πρόσφατη δεκαετία του '80 και κινήθηκε προς µια ψηφιακή λύση που έδωσε το προστιθέµενο όφελος επιτρέποντας τη µεταφορά των στοιχείων και την παροχή άλλων µη φωνητικών υπηρεσιών. Από αυτά, το σφαιρικό σύστηµα για την κινητή επικοινωνία (GSM) ήταν το επιτυχέστερο, µε το σφαιρικό πρότυπο περιπλάνησής του.η τεχνολογία 3G πρωτοστατεί στις εξελίξεις σε κυψελοειδή τεχνολογία µέχρι σήµερα, και τις συνδυάζει µε συµπληρωµατικές εξελίξεις και στα δίκτυα τηλεπικοινωνιών καθορισµένων-γραµµών και από τον κόσµο στο διαδίκτυο.το αποτέλεσµα είναι η ανάπτυξη ενός δικτύου γενικότερου σκοπού, το οποίο προσφέρει την ευελιξία ώστε να παρασχεθεί και να υποστηριχθεί η πρόσβαση σε οποιαδήποτε υπηρεσία, ανεξάρτητα από τη θέση. Αυτές οι υπηρεσίες µπορούν να είναι φωνή, βίντεο ή δεδοµένα και συνδυασµοί επ' αυτού, αλλά, όπως ήδη αναφέραµε, η έµφαση είναι στην παροχή υπηρεσιών σε αντιδιαστολή µε την τεχνολογία παράδοσης.το κίνητρο για αυτήν την ανάπτυξη έχει προέλθει από διάφορες κύριες πηγές,όπως: απαίτηση συνδροµητών για τις µη φωνητικές υπηρεσίες, κινητές επεκτάσεις στις υπηρεσίες καθορισµένων-γραµµών και πλουσιότερο κινητό περιεχόµενο 15

απαιτήσεις χειριστών να αναπτύξουν τις νέες πηγές εισοδήµατος ως κινητές υπηρεσίες φωνής και κινητά επίπεδα διείσδυσης γίνονται κορεσµένα στην αγορά χειριστές µε τα επιτυχή χαρτοφυλάκια των µη φωνητικών υπηρεσιών τώρα ανίκανων να στηρίξουν τον όγκο της κυκλοφορίας µέσα στην τρέχουσα κατανοµή φάσµατός τους οι απαιτήσεις προµηθευτών εξοπλισµού να εµπορευτούν τα νέα προϊόντα ως υπάρχοντα 2G δίκτυα γίνονται ώριµες και αρκετά αξιόπιστες να ικανοποιήσει την τρέχουσα καταναλωτική ζήτηση. Είναι αµφισβητήσιµο ποια από αυτά τα στοιχεία έπαιξε σηµαντικότερο ρόλο στη µεγάλη ώθηση για την εισαγωγή 3G δικτύων και ποια από αυτά δικαιολογούνται. Βεβαίως στην Ιαπωνία και την Κορέα, όπου εταιρείες παράγουν τώρα την περισσότερη κυκλοφορία και εισόδηµα από τις µη φωνητικές υπηρεσίες, η επιχειρησιακή περίπτωση για 3G είναι παρούσα. Αυτές οι εταιρείες δεν είναι πλέον ικανές να ικανοποιήσουν την απαίτηση συνδροµητών για τέτοιες εφαρµογές, ιδιαίτερα η NTT DoCoMo,ένας πρωτοπόρος στις µη φωνητικές υπηρεσίες. Εντούτοις, η κατάσταση στην Ιαπωνία και την Κορέα είναι κάπως διαφορετική από τον υπόλοιπο κόσµο. Υπάρχουν διάφοροι βασικοί παράγοντες που οδήγησαν στην αύξηση των υπηρεσιών δεδοµένων εκεί: χαµηλή διείσδυση διαδικτύου, οφειλόµενη κατά ένα µεγάλο µέρος σε γλωσσικούς παράγοντες υψηλή υπάρχουσα κινητή διείσδυση (στην Ιαπωνία, το υψηλό κόστος και τη χαµηλή αποδοτικότητα της καθορισµένης-γραµµής έχουν µερικώς ενισχύσει αυτό) µεγάλο αστικό συγκρότηµα µε το αρκετά µεγάλο ποσοστό εργαζοµένων να χρησιµοποιούν τις δηµόσιες συγκοινωνίες, συχνά κατά µια µακροχρόνια διάρκεια 16

χαµηλό σχετικό κόστος των κινητών υπηρεσιών. Αυτό είναι εµφανές στην Ιαπωνία, όπου η πρώτη αίτηση της υπηρεσίας DoCoMo's imode ήταν παροχή ηλεκτρονικού ταχυδροµείου. Εντούτοις, η τρέχουσα κατάσταση εκτός από αυτές τις εξαιρέσεις είναι αυτή ως τώρα,η απαίτηση των καταναλωτών για τις υπηρεσίες στοιχείων έχει περιοριστεί, ακόµα και τώρα όταν υπάρχει διαδεδοµένη διαθεσιµότητα από τις ικανές για δεδοµένα κινητές συσκευές. Το κόστος των νέων υπηρεσιών είναι ένας σηµαντικός παράγοντας σε αυτή τη φτωχή λήψη επειδή οι δαπάνες εύρους ζώνης είναι µη ρεαλιστικά υψηλές όταν συγκρίνονται µε τις καθορισµένες ισότιµες γραµµες, ιδιαίτερα τώρα µε τη διαδεδοµένη διαθεσιµότητα του οικονοµικού καταναλωτή ψηφιακών συνδροµητικών γραµµών (DSL). Ακούµε συχνά την τεχνολογία 3G να γίνεται ταυτόσηµη µε τις υψηλότερες ταχύτητες, αλλά τι είναι ένα 3G σύστηµα εξ ορισµού; Η διεθνής ένωση τηλεπικοινωνιών(international Telecommunications Union) (ITU) έχει υποβάλει µια πρόταση (ITU-R Μ687-2) όσον αφορά τι πρέπει να φέρουν τα 3G συστήµατα ή οι διεθνείς κινητές τηλεπικοινωνίες το 2000. Αυτή η πρόταση περιλαµβάνει τα ακόλουθα στοιχεία: 1. Ένα QoS (ποιότητα υπηρεσιών) που είναι συγκρίσιµο µε τα σταθερά δίκτυα φωνής 2. Μια συγχρονισµένη ανάπτυξη,που σε πρώτη φάση να υποστηρίζει ταχύτητες µέχρι 2Mbps. 3. Η ικανότητα να χτιστούν τα τερµατικά που έχουν πολλούς διαφορετικούς παράγοντες µορφής που κυµαίνονται στο µέγεθος από αυτά που τα 2G τηλέφωνα προσφέρουν. 4. Μια εύκαµπτη αρχιτεκτονική όπου µπορούµε εύκολα να προσθέσουµε τις επιπλέον εφαρµογές. 17

Οι προτάσεις φυσικά, περιελάµβαναν πολλά στοιχεία και ήταν αρκετά γενικές. Οι αναµεµειγµένες επιχειρήσεις συµφώνησαν ότι πράγµατα όπως η εύκολη διαχείριση πολυµέσων, η πρόσβαση ιαδικτύου, οι ικανές υπηρεσίες φορέων, και η οικονοµικώς αποδοτική πρόσβαση πακέτων για την καλύτερη δυνατή παροχή υπηρεσιών ήταν εξαιρετικά σηµαντικές. Επειδή το ιαδίκτυο έχει γίνει µια παγκόσµια δύναµη και ένα καθηµερινό εργαλείο για τους ανθρώπους (και επαγγελµατικά και ιδιωτικά), είναι σηµαντικό να καθορίσουν ένα ασύρµατο σύστηµα ευρείας περιοχής που είναι σε θέση να χρησιµοποιεί όλες εκείνες τις υπηρεσίες. Η πρόκληση ήταν να µεταπηδήσει προς µια αρχιτεκτονική όπου παρέµεναν όλα τα οφέλη του ιαδικτύου ενώ συντηρούνταν το υψηλό QoS(ποιότητα υπηρεσιών) των 2G συστηµάτων. Το όραµα ενός κινητού ιαδικτύου όπου όχι µόνο υπηρεσίες ιαδικτύου αλλά και µια ολόκληρη νέα σειρά προσαρµοσµένων υπηρεσιών θα προέκυπτε, άρχιζε να δηµιουργείται.αυτό το όραµα περιέλαβε την ικανότητα να προσεγγιστούν οι υπηρεσίες οποτεδήποτε, οπουδήποτε, και σε οποιαδήποτε συσκευή. Η ITU προγραµµάτισε επίσης µια διάσκεψη το 1992 για να καθορίσει ποιες ζώνες συχνότητας πρέπει να συστήσει για 3G. Η συνεδρίαση ήταν η World Administrative Radio Conference 1992 (WARC- 92). Η ITU προσδιόρισε τις συχνότητες γύρω στα 2GHz κατάλληλες για χρήση και δορυφορικών και επίγειων κινητών συστηµάτων. Ο αρχικός στόχος ήταν να έχει ενιαία 3G ή IMT 2000 πρότυπα, αλλά αυτός ο στόχος ήταν, πολύ δύσκολος. Κατά τη διάρκεια της πρόσφατης δεκαετίας του '90, υπήρξε ένας αξιοσηµείωτος αγώνας ταχύτητας µεταξύ διάφορων στρατόπεδων προκειµένου να πειστεί ο κόσµος ότι η ιδέα 3G ήταν η καλύτερη. Οι διαφορετικοί αγωνιζόµενοι είχαν όλοι τους λόγους τους για µερικές προτάσεις πάνω στο θέµα καλύτερες από άλλες (όπως τα διπλώµατα ευρεσιτεχνίας, η εσωτερική ικανότητα, η οµοιότητα, η συµβατότητα µε τα συστήµατα κληρονοµιών, και τα λοιπά). Συγχρόνως, ο καθένας είχε το συναίσθηµα ότι τα πράγµατα έπρεπε να λειτουργήσουν καλύτερα απ'ό,τι στα 2G συστήµατα, όπου διαφορετικά και ασύµβατα πρότυπα κατέστησαν τη διεθνή περιπλάνηση δύσκολη και ακριβή. Το 1997, αυτή η τυποποίηση εισάχθηκε ξεχωριστά στις Ηνωµένες Πολιτείες, την Ιαπωνία, και την Ευρώπη, αν και οι συµµετέχοντες επιχειρήσεις ήταν συχνά 18

παρούσες σε όλους τους οργανισµούς τυποποίησης. Το πρώτο εξάµηνο του 1998, η Ευρώπη έλαβε διάφορες αποφάσεις προς την κατεύθυνση του WCDMA πρωτοκόλλου ενώ οι Ηνωµένες Πολιτείες υποστήριξαν τα EDGE και cdma2000. Η Ιαπωνία εργαζόταν επίσης για τη εδραίωση του WCDMA, αλλά υπήρξαν µερικές βασικές διαφορές µεταξύ της λειτουργείας του και των ευρωπαϊκών προτύπων. Το 1998, η ITU ζήτησε προτάσεις για IMT -2000, και 10 προτάσεις υποβλήθηκαν για το επίγειο µέρος. Αυτές οι προτάσεις κέντρισαν διάφορα πρότυπα για να λειτουργήσουν προς την εναρµόνιση και το Ιαπωνικό πρότυπο ARIB/TTC, και το ευρωπαϊκό αντίστοιχο, το ETSI, T1P1 (Ηνωµένες Πολιτείες), και το TTA (Κορέα)ένωσαν τις δυνάµεις τους στην προσπάθεια δηµιουργίας ενός γενικευµένου προτύπου.το αποτέλεσµα ήταν ένα πρότυπο WCDMA, και το τρίτης γενειάς Πρόγραµµα συνεργασίας (3GPP) που διαµορφώνεται.οι αµερικάνικοι οργανισµοί προτύπων δηµιούργησαν έπειτα το 3GPP2, το οποίο τυποποιεί το σύστηµα cdma2000. Επίσης το 2000, το GERAN (GSM EDGE Radio Air Interface) προστέθηκε στο 3GPP. Μετά από επιπρόσθετη εργασία εναρµόνισης κατέληξε σε συµβιβασµούς µεταξύ των διαφορετικών προτύπων CDMA που πλησίασαν το ένα το άλλο, ακόµα είχε τρεις εκδοχές των προτύπων CDMA. Επιπρόσθετα,το EDGE είναι επίσης µέρος της οικογένειας IMT 2000 των 3G προτύπων. Η εργασία για την παραγωγή διαφορετικών συµβατών προτύπων είναι µια τρέχουσα διαδικασία, και θα πάρει πιθανώς κάποιο χρόνο. Όχι µόνο περιλαµβάνει τεχνικά ζητήµατα, αλλά επίσης περιλαµβάνει τις επιχειρησιακές πτυχές για τους διαχειριστές που έχουν πελάτες, οι οποίοι έχουν τα µικροτηλέφωνα κληρονοµιών για να εξετάσουν. Το καλό είναι ότι οι περισσότερες εφαρµογές θα τρέξουν πάνω από το πρωτόκολλο (IP) ιαδικτύου πέρα από οποιουσδήποτε από αυτούς τους φορείς, καθιστώντας το εύκολο για τους ερευνητές να παράγουν προϊόντα που λειτουργούν οπουδήποτε. 19

Κύρια χαρακτηριστικά όλων 3G των συστηµάτων Πριν εξετάσουµε τις διαφορετικές 3G τεχνολογίες λεπτοµερέστερα, θα συγκεντρώσουµε τις πληροφορίες για διάφορα κύρια χαρακτηριστικά που είναι κοινά για όλα τα συστήµατα. Μπορούµε έπειτα να χρησιµοποιήσουµε αυτόν τον πολύ χαµηλό κοινό παρονοµαστή όταν σχεδιάζουµε εφαρµογές που θα τρέχουν σε όλα τα δίκτυα. Τελικά, οι περισσότερες από τις εφαρµογές που θα δούµε είναι σαφείς εφαρµογές IP που λειτουργούν ανεξάρτητα από το φορέα. Η κατανόηση των ασύρµατων συστηµάτων, το καθιστά πιθανό να κατηγοριοποιήσυµε τα χαρακτηριστικά γνωρίσµατά τους και να ξεπεράσουµε τα εµπόδια που δηµιουργούνται. Εδώ θα εξετάσουµε µόνο εκείνες τις νέες πτυχές που τα 3G συστήµατα προσθέτουν. Επιπλέον, οι πρόοδοι στο τσιπ, την µπαταρία, και την τεχνολογία απεικόνισης θα κάνουν τις συσκευές ακόµη πιό προηγµένες. Υψηλότερος αριθµός δυαδικών ψηφίων Αν και τα συστήµατα 2.5G εισάγουν υψηλότερες ποσότητες δυαδικών ψηφίων από 2G, δεν είναι κάτι που ένας χρήστης µπορεί να βασιστεί σε αυτό. Οι χρήστες µοιράζονται το εύρος ζώνης, και µια αίτηση δεν µπορεί να θεωρεί την ταχύτητα δεδοµένη. εδοµένου ότι όλο και περισσότεροι χρήστες συνηθίζουν την πρόσβαση στο σταθερό ιαδίκτυο µε τις ευρυζωνικές συνδέσεις στο σπίτι, η ταχύτητα της κινητής πρόσβασης ιαδικτύου γίνεται επίσης πολύ σηµαντική. Πιό προηγµένες συσκευές που έχουν µεγαλύτερες οθόνες, δηµιουργούν µια ανάγκη για ωραία γραφική απεικόνιση και πλούσια πολυµέσα, η οποία απαιτεί υψηλότερες ταχύτητες για να πραγµατοποιηθεί. Με τη τεχνολογία 3G οι ταχύτητες θα γίνουν υψηλότερες και δεν θα είναι ασυνήθιστο να παίρνουµε εκατοντάδες Kbps κατά τη διάρκεια και της uplink και της downlink σύνδεσης. Εντούτοις µπορούµε να επιτύχουµε αυτές τις ταχύτητες για τα κανάλια που είναι είτε circuit switched είτε packet switched. Για τα packet-switched κανάλια, ο προκύπτον αριθµός δυαδικών ψηφίων εξαρτάται ιδιαίτερα από το επιλεγµένο QoS (ποιότητα υπηρεσιών). 20

QoS Όταν µια σύνδεση εγκαθίσταται µεταξύ ενός χρήστη και του δικτύου, διεξάγεται µια συµφωνία µεταξύ του χρήστη και του χειριστή που εξαρτάται από τη συνδροµή του χρήστη. Αυτή η συµφωνία δηλώνει ποιο είδος καθυστερήσεων πρέπει να αναµείνει ο χρήστης, ποια ποσοστά δυαδικών ψηφίων πρέπει να αναµείνει, και τα λοιπά.για high-end συνδροµές, ένας χρήστης πρέπει να εγγυηθεί ότι ο αριθµός των δυαδικών ψηφίων δεν θα πάει ποτέ χαµηλότερα από έναν συγκεκριµένο αριθµό (εκτός αν κινείται έξω από την περιοχή κάλυψης (εκτός δικτύου)). Σε WCDMA και cdma2000 συστήµατα, ερευνητές συµπεριέλαβαν τις πτυχές QoS των συστηµάτων από την αρχή έτσι ώστε τα συστήµατα να υποστήριζαν εξ'ολοκλήρου το QoS. Το GPRS έχει δυσκολίες στο να εγγυηθεί οποιοδήποτε QoS λόγω έλλειψης υποστήριξης στον ελεγκτή σταθµών βάσεων (BSC). Αυτή η κατάσταση δεν συµβαίνει µε τα EDGE, WCDMA, ούτε cdma2000 συστήµατα. Η ποσότητα των δυαδικών ψηφίων εξαρτώµενη από την απόσταση Το τρίτο κοινό χαρακτηριστικό γνώρισµα όλων των 3G συστηµάτων είναι ότι το µέγιστο ποσοστό δυαδικών ψηφίων θα εξαρτηθεί ιδιαίτερα από την απόσταση από το σταθµό βάσεων. Οι λόγοι για αυτήν την κατάσταση είναι λίγο διαφορετικοί στα Code Division Multiple Access (CDMA) συστήµατα (cdma2000 και WCDMA) και στα συστήµατα TDMA (EDGE), αλλά για το χρήστη, θα είναι το ίδιο: Όσο πιο µακρυά απέχεις από έναν σταθµό βάσεων, τόσο δυσκολότερο είναι να επιτύχεις υψηλές ταχύτητες. Ως ένα ορισµένο βαθµό, η διαχείριση QoS µπορεί να θεραπεύσει αυτή τη κατάσταση, αλλά υπάρχουν φυσικοί περιορισµοί που περιορίζουν την ταχύτητα πάντα. Επιπλέον, τα 3G συστήµατα θα αποτελούνται συχνά από διαφορετικές τεχνολογίες µέσα στο ίδιο δίκτυο. Παραδείγµατος χάριν, για WCDMA, η κάλυψη πρέπει να χτιστεί από την αρχή - αφήνοντας τις αγροτικές περιοχές ακάλυπτες στις πρόωρες φάσεις. Σε εκείνες τις περιοχές, το GPRS µπορεί να χρησιµοποιηθεί ως εναλλακτική λύση, και το µικροτηλέφωνο WCDMA µπορεί να εκτελέσει µια παράδοση σε GPRS όταν τρέχει εκτός της κάλυψης 21

WCDMA. Αυτή η διαδικασία τοποθετεί τις νέες απαιτήσεις πάνω στις εφαρµογές επειδή πρέπει να είναι ικανές να λειτουργούν ακόµη και όταν το ποσοστό δυαδικών ψηφίων µειώνεται αισθητά (διατηρώντας µερικές βασικές λειτουργίες). Οµοίως, σε ένα δίκτυο cdmaone, η κάλυψη cdma2000 είναι πιθανό να χτιστεί αρχικά στις αστικές περιοχές, όπου η ικανότητα και η απαίτηση για τα υψηλότερα ποσοστά δεδοµένων είναι επικρατούσα. Όπως το σενάριο GPRS/WCDMA που αναφέραµε προηγουµένως, συνδροµητές που περιπλανώνται από την κάλυψη cdma2000 στην κάλυψη cdmaone µπορεί να υποστούν µια υποβάθµιση στο QoS. Αυτή η κατάσταση δείχνει ότι οι υπεύθυνοι για την ανάπτυξη, ανεξάρτητα από την ελλοχεύουσα υποδοµή, χρειάζονται το ίδιο µέγεθος γνώσης. ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ Layered ανοικτή αρχιτεκτονική εδοµένου ότι οι υπηρεσίες του κινητού ιαδικτύου γίνονται όλο και περισσότερο προηγµένες και προκύπτουν πολλοί τρόποι για να φτιάξει κανείς τα δίκτυα, είναι απαραίτητο να υπάρξει µια λειτουργική αρχιτεκτονική.με την τεχνολογία 3G, αυτό επιτυγχάνεται µε τη διαίρεση του κεντρικού δικτύου σε επίπεδο µεταφορών, επίπεδο ελέγχου, και επίπεδο εφαρµογών/ υπηρεσιών, όπως φαίνεται στο σχήµα 5. Εφαρµογές/επίπεδο υπηρεσιών.αυτό το στρώµα είναι όπου οι εφαρµογές φιλοξενούνται και οι ενισχυτικές υπηρεσίες προσφέρονται. Αυτό το επίπεδο καλείται συχνά δίκτυο υπηρεσιών. 22

Επίπεδο ελέγχου.οργανώνει τις κλήσεις, πιστοποιεί τους χρήστες, και σιγουρεύει ότι όλο το σύστηµα λειτουργεί οµαλά στο κινητό δίκτυο.αυτοί είναι στόχοι του επιπέδου ελέγχου. σχήµα 5 :3G αρχιτεκτονική επιπέδων. Επίπεδο µεταφορών.το επίπεδο µεταφορών µεταφέρει τα bits πέρα από το βασικό κορµό IP και το ασύρµατο δίκτυο πρόσβασης,ανεξάρτητα από το εάν το δίκτυο είναι ασύγχρονης µεταφοράς (ATM), SONET ή κάτι άλλο. Με τη χρησιµοποίηση αυτής της αρχιτεκτονικής, µια εφαρµογή σε ένα δίκτυο υπηρεσιών µπορεί να προσεγγιστεί από έναν χρήστη στο σταθερό διαδίκτυο καθώς επίσης και από ένα 3G µικροτηλέφωνο. Ο διακοµιστής εφαρµογών και το βασικό δίκτυο µεταφορών µπορεί να είναι τα ίδια. Καθώς το στοιχείο έρχεται πιό κοντά στο χρήστη, καθοδηγείται στο σωστό δίκτυο πρόσβασης (σταθερό ή ασύρµατο). Αυτό το χαρακτηριστικό γνώρισµα είναι ένα σηµαντικό πλεονέκτηµα για τους υπεύθυνους για την ανάπτυξη εφαρµογής που µπορούν να βελτιώσουν τις εφαρµογές που εκτελούνται ανεξάρτητα από τον ελλοχεύοντα φορέα. Σχεδόν οποιαδήποτε IP-based εφαρµογή θα τρέξει σε 3G δίκτυα. Επιπλέον, θα 23

υπάρξουν APIs µεταξύ των διαφορετικών επιπέδων, όπως φαίνεται στο σχήµα 5. Με άλλα λόγια, η λειτουργία των ελλοχευόντων στρωµάτων µπορεί να προσεγγιστεί µέσω των ανοικτών και σταθερών διεπαφών. Περιγραφή συστηµάτων: 3G CDMA συστήµατα Τα 3G Code Division Multiple Access (CDMA) που διευκρινίζονται από το IΜΤ- 2000 έρχονται σε τρεις διαφορετικές τύπους, οι όποιοι εξυπηρετούν τις διαφορετικές ανάγκες των χειριστών. Αυτοί οι τύποι ανήκουν όλοι στην ίδια οικογένεια 3G προτύπων CDMA, αν και µερικές φορές θα τους θεωρήσουµε ως δύο ξεχωριστά πρότυπα: WCDMA και cdma2000. Κατ' αρχάς, θα περιγράψουµε µερικές από τις πτυχές που είναι κοινές για όλα τα µεγάλα CDMA συστήµατα, και έπειτα θα ερευνήσουµε µερικά χαρακτηριστικά για το κάθε τρόπο ξεχωριστά. Τρεις τύποι του CDMA για 3G Αρχικά, υπήρξαν πολυάριθµες προτάσεις για CDMA στην 3G τυποποίηση, αλλά οι συζητήσεις και η εναρµόνιση έχουν τώρα καταλήξει σε ένα σύστηµα µε τρεις διαφορετικούς τύπους. Όλα τα συστήµατα είναι χωρισµένα σε ένα ασύρµατο µέρος και έναν βασικό µέρος δικτύου. Τα µέρη θα είναι αργότερα ανταλλάξιµα έτσι ώστε µια ασύρµατη πλατφόρµα να µπορεί να είναι η καθεµία λύση στα κεντρικά δίκτυα. Το σχήµα 6 παρουσιάζει διαφορετικά πρότυπα CDMA που τώρα καλούµε διαφορετικούς τύπους στα ενοποιηµένα πρότυπα CDMA. Προκειµένου να παρουσιαστεί πλήρης άποψη των 3G προτύπων, παρουσιάζεται επίσης το EDGE, δεδοµένου ότι είναι επίσης 3G πρότυπο ακόµη και αν και δεν χρησιµοποιεί CDMA. Το αποτέλεσµα είναι ότι οι ακόλουθες τρεις CDMAβασισµένες ασύρµατες διεπαφές είναι διαθέσιµες (η EDGE βασίζεται σε TDMA, όπως GSM/GPRS): 24

1. DS WCDMA (αποκαλούµενο UMTS στην Ευρώπη), το οποίο προορίζεται για τα νέα φάσµατα στη ζώνη 2GHz και χρησιµοποιεί την άµεση συχνότητα CDMA (DS- CDMA) σε FDD εκδοχή. Αυτή η πλατφόρµα θα είναι µια κοινή βελτίωση για τους τρέχοντες χειριστές GSM/GPRS και PDC συστηµάτων. 2. WCDMA TDD εκδοχή,η οποία προορίζεται για τα νέα φάσµατα στη ζώνη 2GHz και χρησιµοποιεί το Time Division Duplex CDMA(TDD-CDMA). Προβλέπουµε αυτό το σύστηµα για την εσωτερική χρήση. 3. cdma2000 MultiCarrier FDD, το οποίο δεν χρειάζεται πρόσθετα φάσµατα αλλά λειτουργεί στις ίδιες συχνότητες µε την περιορισµένη ζώνη των cdmaone συστηµάτων.η τεχνολογία αυτή καλείται συνήθως επικάλυψη φάσµατος επειδή µπορεί να λειτουργήσει µέσα το ίδιο φάσµα µε τα προηγούµενης τεχνολογίας συστήµατα cdma2000 θα είναι µια κοινή βελτίωση για τους χειριστές cdmaone. Αυτές οι ασύρµατες διεπαφές µπορούν έπειτα να συνδεθούν µε ένα από τα ακόλουθα κεντρικά δίκτυα: GSM/GPRS/MAP, το οποίο οι χειριστές GSM/GPRS χρησιµοποιούν ANSI- 41/Mobile IP, την οποία πρωτίστως χρησιµοποιούν οι χειριστές cdmaone και TDMA. Για προφανείς λόγους, η πιό κοινή διαµόρφωση θα είναι αρχικά DS-WCDMA ή TDD-CDMA µε έναν πυρήνα GSM κεντρικού δικτύου και cdma2000 ή EDGE σε Ansi- 41 δίκτυα. Ενώ αυτή είναι η παραδοσιακή άποψη, όλο και περισσότεροι χειριστές βλέπουν την ευελιξία στα πρότυπα που παρουσιάζονται στο σχήµα 6. Ένα καλό παράδειγµα είναι το τεράστιο AT&T ΑΜΕΡΙΚΑΝΙΚΩΝ µεταφορέων ασύρµατο δίκτυο, το οποίο θα προσθέσει GPRS, την EDGE, και WCDMA στο δίκτυό του αφού γίνει µεγάλος διαχειριστής TDMA. 25

Σχήµα 6 :Ευελιξία στα πρότυπα που παρουσιάζονται 26

Χαρακτηριστικά γνωρίσµατα που είναι κοινά για όλα 3G τα συστήµατα CDMA Προκειµένου να υπάρξει µια νέα ασύρµατη διεπαφή, χρειαζόµαστε νέους σταθµούς βάσεων και BSCs για WCDMA. Αλλά για το WCDMA, ένας ασύρµατος ελεγχτής δικτύων RadioNetwork Controller(RNC) αντικαθιστά το BSC, και όπως το όνοµα δείχνει, εκτελεί ένα ευρύτερο φάσµα εργασιών. Ενώ το cdma2000 δεν χρειάζεται τόσο πολλές βελτιώσεις υλικού και µπορεί να εφαρµοστεί χωρίς νέους σταθµούς βάσεων, ο ακόλουθος WCDMA RNC µπορεί ακόµη να εκτελεστεί και σε πρότυπο cdma2000. Παράδοση. Εξασφαλίζει ότι ένα κινητό µπορεί να κινηθεί µεταξύ των σταθµών βάσεων χωρίς να διακόπτεται.στα 3G η παράδοση επεκτείνεται µε την έννοια της ποικιλοµορφίας. Με άλλα λόγια, ένας κινητό µπορεί να συνδεθεί µε διάφορες κυψέλες συγχρόνως και να λαµβάνει δεδοµένα από όλες.ένας δέκτης στην κινητή συσκευή συλλέγει τα σήµατα από διαφορετικές πηγές και τα συνδυάζει σε ένα καλύτερο σήµα. Έλεγχος αποδοχής.επειδή οι χρήστες θα έχουν τα διαφορετικά είδη συνδροµών και τις διαφορετικές ποιότητες υπηρεσιών,είναι σηµαντικό για το σύστηµα να δώσει προτεραιότητα στους χρήστες κατά την εγκατάσταση των συνδέσεων. Η λειτουργία ελέγχου αποδοχής θα αξιολογήσει αιτήµατα για νέες συνδέσεις και αλλαγές στις υπάρχοντες προκειµένου να εξασφαλίσει ότι λαµβάνει τις δίκαιες αποφάσεις. Εάν το σύστηµα φορτώνεται πλήρως, µερικοί χρήστες µπορεί να µην αναγνωριστούν, ενώ οι χρήστες υψηλής προτεραιότητας µπορούν να αφεθούν µέσα αφού µειώσουµε την ταχύτητα για τους άλλους που είναι ήδη συνδεδεµένοι.αυτή η διαδικασία εµφανίζεται σύµφωνα µε τη συµφωνία QoS που συνάπτεται µεταξύ του συνδροµητή και του χειριστή. 27

Κατανοµή κώδικα. Στα συστήµατα TDMA όπως το GSM, οι χρήστες χωρίζονται µέσα σε µία κυψέλη µε τη χρησιµοποίηση των διαφορετικών χρονικών στιγµών.στα CDMA, ο καθένας στέλνει συγχρόνως, και διαφορετικοί κώδικες χωρίζουν τους χρήστες. Αυτοί οι κώδικες επιλέγονται έτσι ώστε η παρεµβολή µεταξύ των διαφορετικών χρηστών και των διαφορετικών κυψελών να είναι ελάχιστη. Η βέλτιστη περίπτωση θα ήταν εάν ο καθένας θα µπορούσε να χρησιµοποιήσει ορθογώνιους κώδικες (κώδικες που δεν παρεµποδίζουν ο ένας τον άλλον καθόλου). Αυτή η κατάσταση είναι δυνατή ως ένα ορισµένο βαθµό αλλά απαιτεί προσεκτικό προγραµµατισµό κώδικα από το σύστηµα. Το µεγαλύτερο µέρος αυτού του προγραµµατισµού κώδικα γίνεται αυτόµατα στο δίκτυο. Έλεγχος ισχύος.σε CDMA, η κύρια πηγή είναι η ισχύς.και η ισχύς που ο σταθµός βάσης χρησιµοποιεί για να φθάσει σε ένα κινητό και η δύναµη που το κινητό µικροτηλέφωνο χρησιµοποιεί.με άλλα λόγια,στέλνοντας µακρύτερα και αυξάνοντας το ποσοστό δυαδικών ψηφίων αυξάνεται και η ισχύς που απαιτείται. Οι αλγόριθµοι ελέγχου ισχύος θα εξασφαλίζουν ότι ένας χρήστης παίρνει το στοιχείο που στέλνεται µε την ικανοποιητική δύναµη, ότι οι χρήστες καθοδηγούνται για να στείλουν σε τέτοια επίπεδα ισχύος και ότι όλοι οι χρήστες φθάνουν µε το ίδιο µέγεθος του σήµατος ισχύος στο σταθµό βάσεων.θυµηθείτε ότι ο καθένας στέλνει και λαµβάνει συγχρόνως σε CDMA, έτσι εάν κάποιος χρησιµοποιεί megaphone, κανένας άλλος δε θα ακουγόταν. Ο σταθµός βάσεων εκτελεί κατά προσέγγιση τις ίδιες εργασίες όπως τα 2G συστήµατα, αν και τώρα η σειρά των υπηρεσιών που πρέπει να οργανώσει αυξάνεται σε αριθµό και πολυπλοκότητα. Με άλλα λόγια, θα χτίσουµε το σταθµό βάσεων κάπως διαφορετικά (µε συγκεντρωµένους πόρους). Με αυτόν το τρόπο,το σύστηµα µπορεί να οργανώσει µια σύνδεση 128Kbps µε τους ίδιους πόρους που χρησιµοποίησε πρόσφατα για δύο κλήσεις 64Kbps.Απ'την άλλη στα 2G συστήµατα, οι πόροι σταθµών βάσεων αφιερώθηκαν συχνά σε µία ή δύο εργασίες. Οι κεραίες που συνδέονται µε το σταθµό βάσεων µπορούν να 28

διαµορφωθούν µε διάφορους τρόπους, ανάλογα µε τη χρήση (βλ. Σχήµα 7). Για µια αγροτική περιοχή, µπορεί να είναι ευεργετικό να χρησιµοποιηθεί ένα omnisector, ενώ οι πυκνοκατοικηµένες περιοχές είναι πιο κατάλληλες για σταθµό βάσεων τριών - ή έξι-τοµέων. Όπως αναφέραµε προηγουµένως, η δύναµη των σταθµών βάσεων και MSs είναι πραγµατικά σηµαντική. Καθώς µία κινητή βάση κινείται πολύ µακριά, πρέπει να διαβιβάσει δεδοµένα σε υψηλότερη ισχύ προκειµένου να φτάσει τον σταθµό βάσεων και να κρατήσει τον ίδιο ρυθµό δυαδικών ψηφίων. Η ίδια κατάσταση ισχύει για το σταθµό βάσεων. Ο έλεγχος αποδοχής, µαζί µε τον έλεγχο δύναµης, εξασφαλίζει ότι ένα κινητό δεν θα καταναλώσει ένα ολόκληρο επίπεδο ισχύος του ενός σταθµού βάσεων.παρόλα αυτά στο uplink υπάρχει λιγότερη ευελιξία,επειδή ένας κινητός σταθµός έχει ένα όριο στο πόσο πολλή ισχύ µπορεί να χρησιµοποιήσει. Συνήθως, αυτό το πρόβληµα λύνεται αφήνοντας τα κινητά να ελαττώσουν το ρυθµό ροής δυαδικών ψηφίων καθώς κινούνται µακρύτερα από την κεραία. Αυτός ο παράγοντας είναι σηµαντικός να εξεταστεί, επειδή η εφαρµογή πρέπει να προετοιµαστεί για να δεχτεί ένα χαµηλότερο ποσοστό δυαδικών ψηφίων.όταν συµβαίνει αυτή η κατάσταση υποβιβάζει την υπηρεσία (όπως την κοπή του ρυθµού απεικόνησης πλαισίων ενός βίντεο). Επειδή η δύναµη από το σταθµό βάσεων στην downlink σύνδεση είναι επίσης περιορισµένη, η ύπαρξη περισσότερων χρηστών στο κυψέλη θα δώσει λιγότερη ισχύ σε κάθε κινητή βάση. Σχήµα 7 : Different base station configuration 29

Στην πραγµατικότητα, το µέγεθος της κυψέλης γίνεται µικρότερο επειδή ο σταθµός βάσεων µίας πλήρους φορτωµένης κυψέλης έχει µόνο τη δύναµη να φθάσει σε εκείνους που είναι πιο κοντά. Αυτό το φαινόµενο λέγεται cell breathing και είναι κάπως δυσνόητο να χειριστεί (σχήµα 8). Κάθε προµηθευτής υποδοµής πρέπει να αντιµετωπίσει αυτό το ζήτηµα, και η λειτουργία ελέγχου αποδοχής µπορεί να βοηθήσει. Σχήµα 8 : Cell breathing Το cell breathing επίσης γίνεται λιγότερο σηµαντικό µε την εισαγωγή των ιεραρχικών κυψελών. Μία µεγάλη κυψέλη µπορεί να καλύψει την ίδια περιοχή χωρίζοντας τη σε µικρότερες κυψέλες, που ενεργούν ως στήριγµα για τις µικρότερες και ως προτιµηµένη επιλογή κυψελών για τους χρήστες που κινούνται γρήγορα. Αυτές οι µεγαλύτερες κυψέλες καλούνται συχνά µακροκυψέλες, και ονοµάζουµε τις µικρότερες µικροκυψέλες αυτών. Στο σχήµα 9, το αυτοκίνητο πρέπει κατά προτίµηση να συνδεθεί µε µακροκυψέλη, ή θα έπρεπε να αλλάζει µικροκυψέλες πολύ συχνά, βάζοντας κατά συνέπεια µεγαλύτερο φορτίο στο σύστηµα. Προβλέπουµε ότι τα 3G τερµατικά θα είναι σε θέση να εκτελέσουν πολλές διαφορετικές εργασίες συγχρόνως, έτσι είναι σηµαντικό να προσθέσουµε αυτή την λειτουργία µε έναν τρόπο που είναι αποδοτικός και για το δίκτυο και για το τερµατικό. Ένας σωστός τρόπος να χειριστεί κανεις αυτή τη κατάσταση είναι 30

να προσθέσει περισσότερα φυσικά κανάλια σε µια συσκευή δεδοµένου ότι ο χρήστης ζητά πρόσθετες υπηρεσίες.ωστόσο το πρόβληµα είναι ότι το τερµατικό πρέπει να έχει τον εξοπλισµό ποµποδεκτών για κάθε φυσικό κανάλι, το οποίο προσθέτει πολλές δαπάνες στα µικροτηλέφωνα.για να διορθώσουν αυτήν την κατάσταση,τα 3G CDMA συστήµατα ενεργοποιούν διάφορα λογικά κανάλια (φωνή, δεδοµένα, circuit switched, και packet switched) σε ένα ενιαίο, φυσικό κανάλι. Τα χαρακτηριστικά κάθε καναλιού επιλέγονται χωριστά και µπορούν να είναι πολύ διαφορετικά. εν προβλέπουµε ότι τα κεντρικά δίκτυα θα έχουν επιπτώσεις στον τελικό χρήστη και την εφαρµογή όπως ακριβώς και η ασύρµατη διεπαφή. Frequency Division Duplex (FDD) και Time Division Duplex (TDD). WCDMA-συγκεκριµένα χαρακτηριστικά γνωρίσµατα Υπάρχουν πραγµατικά δύο διαφορετικοί τρόποι µέσα στα πρότυπα WCDMA: Frequency Division Duplex (FDD) και Time Division Duplex (TDD). Ο τρόπος TDD λειτουργεί στην αταίριαστη ζώνη των 2010-2025MHz και είναι ένα µίγµα TDMA και CDMA. Σχήµα 9 : macro micro cells 31

Όπως αναφέρεται προηγουµένως, τα πρότυπα WCDMA αναπτύσσονται από 3GPP, και βγαίνουν κατά προσέγγιση σε ετήσια βάση. Η παραδοσιακή ονοµασία είναι 3GPP έκδοση '99 (το πρώτο πρότυπο WCDMA), έκδοση '00, και τα λοιπά. Επίσης πρέπει να λάβουµε υπόψιν µας τη χρήση της έκδοση 3 και της έκδοσης 4, οι οποίες είναι συνώνυµες µε την έκδοση '99 και την έκδοση '00 αντίστοιχα. Αυτό είναι επίσης ο τρόπος που τα έγγραφα προτύπων είναι αριθµηµένα. Όπως αναφέραµε προηγουµένως, το WCDMA εισάγει µια νέα ασύρµατη διεπαφή που σχεδόν πάντα εφαρµόζεται σε ένα νέο φάσµα. Το αρχικό φάσµα που χρησιµοποιείται για το DS- WCDMA (από τώρα και στο εξής, µόνο αποκαλούµενο WCDMA) είναι το 1920-1980MHz για uplink και τα 2110-2170MHz για downlink. Αυτή η ζώνη περιγράφεται συνήθως ακριβώς όπως η ζώνη 2GHz (που απεικονίζεται στον Πίνακα 1). H έκδοση 1999 3GGP περιγράφει την πρώτη έκδοση WCDMA, και αυτή η έκδοση προσφέρει και τα στοιχεία πακέτων και τις circuit-switched υπηρεσίες.για κάθε είδους υπηρεσίας, διάφορα ποσοστά δυαδικών ψηφίων είναι διαθέσιµα για τα κανάλια. Για τα κανάλια πακέτων δεδοµένων, το σύστηµα υφίσταται αλλαγές µεταξύ αυτών των διαφορετικών ποσοστών δυαδικών ψηφίων χωρίς να το παρατηρεί ο χρήστης - µεγιστοποιώντας τη συνολική χωρητικότητα του συστήµατος. Μπορούµε να υπολογίσουµε το ρυθµό ροής δυαδικών ψηφίων για ένα κανάλι ως ποσοστό τσιπ που διαιρείται µε το διαδιδόµενο παράγοντα, όπως φαίνεται στον πίνακα 1.Ο διαδιδόµενος παράγοντας καθορίζει πόσο µεγάλος είναι ένας κώδικας που θα χρησιµοποιήσουµε κατά τη διάδοση των δεδοµένων.ο ρυθµός ροής τσιπ είναι συγκεκριµένος και δείχνει το ποσοστό των δυαδικών ψηφίων που στέλνονται µέσω του αέρα. Για WCDMA, το ποσοστό τσιπ είναι 3.84Mbps, ή 3.840 µπιτ ανά δευτερόλεπτο. Μια σηµαντική αλλαγή από το GPRS που χρησιµοποιήσαµε για τη τεχνολογία 2.5G και από τη βελτίωση για 3G είναι η βελτιωµένη υποστήριξη QoS. Τώρα, το QoS όχι µόνο υποστηρίζεται στο κεντρικό δίκτυο, αλλά και 32

Πίνακας 1 : Spreading Factors for Different Bit Rates είναι προσιτό από το χρήστη.το µέρος κεντρικών δικτύων είναι κοινό για GPRS, EDGE και WCDMA, επειδή αυτά τα συστήµατα θα έχουν ένα κοινό κεντρικό δίκτυο τεχνολογίας από 3G και προς τα εµπρός. Το σχεδιάγραµµα QoS για µια σύνδεση συζητιέται στην αναπροσαρµογή πλαισίου PDP (συνήθως όταν ανοίγεται η συσκευή). Και το µικροτηλέφωνο και το δίκτυο ξέρουν έπειτα αυτό το σχεδιάγραµµα. Όπως µια σύνδεση είναι ζητούµενο από το µικροτηλέφωνο, αυτό το σχεδιάγραµµα χρησιµοποιείται έπειτα για να διαµορφώσει τους πόρους που απαιτούνται στο ασύρµατο µέρος και κεντρικό δίκτυο. 33

Kατηγορίες QoS Οι ακόλουθες κατηγορίες QoS είναι διαθέσιµες (βλ. τον πίνακα 2): Συνοµιλητική κατηγορία. Αυτή η κατηγορία είναι ιδανική για τις σε πραγµατικό χρόνο εφαρµογές(real-time applications ) όπου είναι ουσιαστικό να ελαχιστοποιηθεί η καθυστέρηση. Η κυκλοφορία για τέτοιες υπηρεσίες είναι συνήθως συµµετρική ή κοντά σε αυτή τη κατηγορία.εκείνες οι εφαρµογές που χρειάζονται τα πακέτα να φθάσουν σε µια ροή όπου η απόσταση µεταξύ των πακέτων κρατιέται σταθερή θα χρησιµοποιήσουν αυτήν την κατηγορία. Κατηγορία Ροής.Στην κατηγορία ροής, η εστίαση είναι στην παράδοση των στοιχείων σε ένα σταθερό ρυθµό. Η έµφαση δεν είναι τόσο στην καθυστέρηση, επειδή οι περισσότερες εφαρµογές αυτής της κατηγορίας αναµένεται να είναι ασύµµετρες µε λιγότερες αλληλεπιδράσεις από τη συνοµιλητική κατηγορία. Στις χαρακτηριστικές εφαρµογές ροής (βίντεο, ήχος, τηλέτυπα κειµένων, και τα λοιπά), οι πληροφορίες µπορούν να αρχίσουν να παρουσιάζονται στη συσκευή πελατών προτού να έχει ληφθεί ολόκληρο το αρχείο Κατηγορία Αλληλεπίδρασης.Εδώ, υπάρχει µια σταθερή ανταλλαγή των πληροφοριών µεταξύ του χρήστη και του δικτύου, αλλά δεν είναι ο χρόνος σηµαντικός όπως στη συνοµιλητική κατηγορία. Αυτή η ανταλλαγή µπορεί να είναι µια κανονική αναζήτηση πληροφοριών µε έναν browser. Πίνακας 2 : QoS Classes 34

Χαρακτηριστικά, ο χρήστης ζητά κάποιες πληροφορίες και ένας κεντρικός υπολογιστής στο δίκτυο αποκρίνεται µε τις κατάλληλες πληροφορίες.τα παιχνίδια χαµηλής-έντασης αναµένονται επίσης σε αυτήν την κατηγορία επειδή θα είναι πιθανότατα φτηνότερα για να χρησιµοποιηθούν από την πιό απαιτητική συνοµιλητική κατηγορία. Κατηγορία Background.Για εκείνες τις εφαρµογές που δεν βασίζονται καθόλου στο χρόνο, η κατηγορία αυτή είναι κατάλληλη. Αυτή η κατηγορία περιλαµβάνει τις εργασίες που εκτελούνται στο παρασκήνιο ή ίσως ενώ ο χρήστης δεν χρησιµοποιεί ενεργά τη συσκευή. Η καθυστέρηση µπορεί να είναι δευτερόλεπτα ή ακόµα και λεπτά ανάλογα µε το φόρτο του δίκτυου, αλλά το κόστος είναι πιθανό να είναι χαµηλότερο από τις άλλες κατηγορίες QoS. Αυτή η κατηγορία καθιστάται κατάλληλη όταν πρέπει να ανταλλαχθούν τα µεγάλα µέρη των δεδοµένων, όπως στο συγχρονισµό του ηµερολογίου και στα στοιχεία ηλεκτρονικού ταχυδροµείου, ή όταν µια νέα έκδοση µιας εφαρµογής πρόκειται να εγκατασταθεί µέσω Internet. Το QoS µπορεί, παραδείγµατος χάριν, να εγκατασταθεί σε κινητή βάση όταν καθιερώνεται η σύνδεση.μερικά παραδείγµατα των παραµέτρων περιλαµβάνουν τα ακόλουθα: Κατηγορία Traffic ("conversational," "streaming," "interactive," και " background"). Για να επιλέξει την επιθυµητή κατηγορία QoS. Μέγιστο ποσοστό δυαδικών ψηφίων (Kbps). Προκειµένου να δηλωθεί το επιλεγµένο κανάλι (που χρησιµοποιείται για να διατηρήσει πόση χωρητικότητα σου δίνει το σύστηµα). Εγγυηµένο ποσοστό δυαδικών ψηφίων (Kbps). Μπορεί να χρησιµοποιηθεί προκειµένου να σιγουρευτεί κανείς ότι η εφαρµογή παίρνει ένα ορισµένο ποσοστό δυαδικών ψηφίων σε όλη τη σύνοδο. Καθυστέρηση µεταφοράς (ms). ιευκρινίζει τη µέγιστη καθυστέρηση για 95 τοις εκατό των πακέτων. Περιγράφουµε τις πτυχές QoS του WCDMA λεπτοµερώς στο 3GPP TR 23.907 και στο TS 23.107, όπου αυτές οι παράµετροι και όλες οι άλλες διευκρινίζονται. Προκειµένου να διευκολυνθεί το end-to-end QoS, οι 35

περισσότεροι προµηθευτές επιτρέπουν στη χαρτογράφηση του ασύρµατου σχεδιαγράµµατος QoS που διαπραγµατεύεται σε PDP ενεργοποίηση πλαισίου στους µηχανισµούς QoS των ενδιαφεροµένων δικτύων. Αυτή η διαδικασία µπορεί να περιλάβει το πλαίσιο χαρτογράφησης PDP στις τιµές DSCP στα δίκτυα DiffServ στις ετικέτες MPLS στα δίκτυα MPLS στους τύπους υπηρεσιών του ATM και στους παραµέτρους κυκλοφορίας του Frame Relay,και τα λοιπά. Πώς γίνεται µια τέτοια χαρτογράφηση είναι ένα θέµα διαµόρφωσης χειριστών.αν και, λαµβάνοντας υπόψη την έλλειψη ασύρµατων πόρων, στα στοιχεία προς και από τα ασύρµατα δίκτυα πρέπει να δοθεί σχετικά υψηλότερη προτεραιότητα έναντι του ίδιου τύπου στοιχείων που µεταφέρονται καθαρά µέσα από τα σταθερά δίκτυα. Με αυτήν την προσέγγιση, όπου κανένας έλεγχος αποδοχής για το σταθερό δίκτυο δεν γίνεται κατά την διάρκεια της ενεργοποίησης πλαισίου, ο προσεκτικός σχεδιασµός δικτύων πρέπει να εξασφαλίσει ότι επαρκείς πόροι χτίζονται στα σταθερά δίκτυα. Σχήµα 10 : Different radio access networks on the same core network 36

Το σχήµα 10 επιδεικνύει πώς οι σταθµοί βάσεων και τα RNCs ενός ασύρµατου δικτύου WCDMA είναι συνδεδεµένα µε ένα συνηθισµένο GSM/ GPRS κεντρικό δίκτυο. Σηµειώνεται πώς οι σταθµοί βάσεων GSM/GPRS/EDGE κρατιούνται και χρησιµοποιούνται ακόµη και όταν το WCDMA εισάγεται. Μερικές λύσεις µπορούν ακόµη και να καταστήσουν πιθανό να παρεµβάλεται ένας ποµποδέκτης WCDMA σε έναν υπάρχοντα σταθµό βάσεων GSM Η ασύρµατη πρόσβαση συνδέεται έπειτα µε υπάρχοντα circuit-switched (GSM) και packet-switched κεντρικά δίκτυα (GPRS). Στο σχήµα, κάνουµε αρκετές απλοποιήσεις προκειµένου να κατανοηθεί ευκολότερα η βασική σκέψη. Τα µικροτηλέφωνα µπορούν έπειτα να µιλήσουν σε κάθε σταθµό βάσης που υποστηρίζει τις τεχνολογίες που υποστηρίζει. Οι παραδόσεις µεταξύ WCDMA και του GSM/GPRS συµπεριλαµβάνονται στην πρώτη έκδοση των προτύπων, και ακόµη και η πρώτη batch µικροτηλεφώνων αναµένεται να υποστηρίξει αυτήν την λειτουργία µε τη χρησιµοποίηση του διπλού συστήµατος λειτουργίας GSM/GPRS και WCDMA. Με άλλα λόγια, το GSM/GPRS µπορεί να χρησιµοποιηθεί για τις αγροτικές περιοχές όπως είναι φτιαγµένο το WCDMA, επειδή το WCDMA απαιτεί η κάλυψη να φτιαχτεί από την αρχή άλλη µια φορά. Προβλέπουµε επίσης την υποστήριξη για µικροτηλέφωνα που χειρίζονται επίσης την EDGE (εκτός από WCDMA, το GSM, και GPRS). Χαρακτηριστικά γνωρίσµατα που είναι συγκεκριµένα για cdma2000 Η διεπαφή αέρα cdma2000 εισάγεται σε δύο φάσεις: 1X και 1xEV, και οι δύο από τις οποίες είναι συµβατές προς τα πίσω µε συστήµατα κληρονοµιών cdmaone. Η διεπαφή αέρα είναι παρόµοια µε WCDMA µε µια σηµαντική διαφορά: Αναπτύσσεται σε 1,25 MHz από το φάσµα, έτσι είναι εποµένως ιδανικό για την επέκταση σε ένα υπάρχον φάσµα πάνω από τα υπάρχοντα δίκτυα cdmaone. Τα Cdma2000 1X θα εφαρµοστούν κατά τη διάρκεια του 2001 από τους περισσότερους χειριστές cdmaone, και έχουν εφαρµοστεί ήδη στην Κορέα. Η βελτίωση είναι απλή και παρόµοια µε τη βελτίωση GPRS για τους χειριστές 37

GSM. Η λειτουργία προστίθεται συνήθως µε το νέο λογισµικό, και µπορεί να γίνει αρκετά γρήγορα. Ενώ το cdma2000 1X µπορεί να παραδώσει θεωρητικά ροή δυαδικών ψηφίων περισσότερη από 200Kbps, χρησιµοποιούνται συνήθως τα 144Kbps ως µέσος όρος ροής δυαδικών ψηφίων. Ενώ τα πρότυπα cdma2000 1X φαίνονται τώρα σταθερά και αποδεκτά συνήθως από το καθένα, η µετάβαση σε πιο προηγµένο στάδιο ήταν ακόµα ένα ανοικτό ζήτηµα για πολλούς χειριστές µέσα στο 2001. Μέσα στην οµάδα τυποποίησης, υπήρξαν τρία προτεινόµενα βήµατα προσανατολισµού για 3G: 1. 3X RTT 2. 1eXtreme 3. 1xHDR Επιπλέον, ένα σύστηµα βασισµένο σε ασύρµατο WCDMA και ένα κεντρικό δίκτυο Ansi- 41 εξεταζόταν, για εκείνους που θα µπορούσαν έχουν τη πρόσβαση στο φάσµα. Χάρη στις προσπάθειες εντός της κοινότητας CDMA, η εξέλιξη για τα συστήµατα CDMA πέρα από cdma2000 1X σχεδιάζεται τώρα. Η εξέλιξη cdma2000 πέρα από 1X ονοµάζεται τώρα cdma2000 1XEV. Το 1XEV θα διαιρεθεί σε δύο βήµατα: 1XEV - DO και 1XEV-DV, όπου το 1XEV -DO υποστηρίζει τα 1X εξέλιξης δεδοµένων(µόνο) και το 1XEV - DV για 1X εξέλιξης δεδοµένων και φωνής. Και τα δύο 1XEV βήµατα εξέλιξης προσφέρουν προηγµένες υπηρεσίες σε cdma2000 µε τη χρησιµοποίηση σταθερού µεταφορέα 1,25 MHz. Η εξέλιξη µε cdma2000 εποµένως θα συνεχίσει να είναι προς τα πίσω συµβατή µε τα σηµερινά δίκτυα και µελλοντικά συµβατή µε κάθε επιλογή εξέλιξης. 1XEV-DO - θα είναι διαθέσιµος για τους χειριστές cdma2000 κατά τη διάρκεια του 2002 και θα επιτρέψει τα υψηλότερα ποσοστά δεδοµένων στα 1X συστήµατα. 1XEV-DO θα απαιτήσει έναν χωριστό µεταφορέα για τα στοιχεία, αλλά αυτός ο µεταφορέας θα είναι σε θέση να τα παραδώσει σε έναν 1X µεταφορέα εάν απαιτούνται οι ταυτόχρονες υπηρεσίες φωνής και δεδοµένων.κατανέµωντας ένα χωριστό µεταφορέα για τα δεδοµένα, οι χειριστές θα είναι σε θέση να παραδώσουν τα µέγιστα ποσοστά δεδοµένων παραπάνω από 2Mbit/sec στους πελάτες τους. Οι 1xev-dv λύσεις θα είναι διαθέσιµες 38

περίπου ενάµισι έως δύο έτη µετά από τις 1XEV-DO. Το 1XEV-DV θα φέρει υπηρεσίες δεδοµένων και φωνής για cdma2000 πίσω σε έναν µεταφορέα. Ο 1XEV - DV µεταφορέας θα παρέχει ταυτόχρονα όχι µόνο µεγάλη ταχύτητα ροής δεδοµένων και φωνής αλλά και θα µπορεί να παραδίδει real time υπηρεσίες πακέτων. Αυτή η λειτουργία σηµαίνει ότι το QoS για υψηλότερους ρυθµούς ροής δεδοµένων πέρα από 144 kbps θα εισαχθούν στα δίκτυα cdma2000 µε την εµφάνιση 1XEV-DV. Η κινητή IP/Το απλό κεντρικό δίκτυο IP cdma2000 Το cdma2000 εισάγει ένα νέο σύνολο στοιχείων δικτύων - το κεντρικό δίκτυο πακέτων (PCN) - προκειµένου να υποστηριχθούν οι υπηρεσίες στοιχείων πακέτων. Ο PCN αποτελείται από τα ακόλουθα στοιχεία.μια λύση παραδείγµατος cdma2000 περιλαµβάνει έναν Packet Data Serving Node (PDSN), ένα Home Agent (HA),και έναν Authentication, Authorization, and Accounting (AAA)server.Το PDSN λειτουργεί ως σηµείο σύνδεσης για το ασύρµατο δίκτυο και για το δίκτυο του ATM/IP. Το PDSN φιλοξενεί επίσης δραστηριότητες του ΑΑΑ µε τη ταυτόχρονη σύνδεσή του και στο HA και στον AAA.Επιπλέον, παρέχει µία λειτουργία ελέχου επισκεπτών(foreign agent function), όπου εγγράφεται και διευκολύνει τις υπηρεσίες για τους επισκέπτες δικτύων. Από κοινού µε το PDSN, ο ΗΑ επικυρώνει τις κινητές εγγραφές IP από τον κινητό πελάτη και διατηρεί τις τρέχουσες πληροφορίες θέσης για το κινητό.ο ΗΑ εκτελεί επίσης tunneling πακέτων δηλαδή o HA λαµβάνει τα πακέτα που είναι προορισµένα για τις µόνιµες διευθύνσεις του κινητού πελάτη και τα οδηγεί στην κινητή νέα προσωρινή διεύθυνση.ο ΑΑΑ server επικυρώνει και εγκρίνει τον κινητό πελάτη, που παρέχει την ασφάλεια δικτύων, το QoS, και την αποθήκευση των πληροφοριών λογαριασµού χρηστών που παραλαµβάνονται από το PDSN. Αυτή η αρχιτεκτονική είναι εξαιρετικά προσαρµόσιµη,και όπως ο χρήστης βρίσκεται σε διαφορετική θέση στο δίκτυο, διαφορετικοί foreign agents χρησιµοποιούνται.περιληπτικά,οι κόµβοι στο κεντρικό cdma2000 δίκτυο έχουν τους ακόλουθους ρόλους: 39

Home Agent (HA). Επικυρώνει τις κινητές εγγραφές IP από τον κινητό σταθµό και επαναπροσανατολίζει τα πακέτα στον εν λόγω foreign agent.ο HA µπορεί επίσης προαιρετικά να παρέχει τις ασφαλείς επικοινωνίες στο PDSN και να ορίσει µια δυναµική home διεύθυνση.ο ΗΑ επίσης λαµβάνει τις παρεχόµενες πληροφορίες από το ΑΑΑ για τους χρήστες. Packet Data Serving Node (PDSN).Εγκαθιδρύει, διατηρεί και τερµατίζει τις Point-to-Point Protocol από σηµείο σε σηµείο συνόδους πρωτοκόλλου (PPP) στον κινητό σταθµό. Όταν η απλή IP χρησιµοποιείται, το PDSN ορίζει επίσης τις διευθύνσεις IP στους χρήστες. Σε αυτό το σηµείο είναι όπου τοποθετείται συνήθως ο foreign agent, µε τον οποίο οι επισκεπτόµενοι χρήστες συνδέονται. Το PDSN αρχίζει επίσης τις συνόδους ασφάλειας που παρέχει το ΑΑΑ. Authentication, Authorization, and Accounting (ΑΑΑ) (Επικύρωση, έγκριση και λογιστική). Ο ΑΑΑ είναι υπεύθυνος για το µεγαλύτερο µέρος των πτυχών ασφάλειας του κεντρικού δικτύου σε cdma2000.ο ΑΑΑ µπορεί να εγκρίνει τους χρήστες και να παρέχει τις παραµέτρους χρήστη και QoS πληροφορίας στην αίτηση των κόµβων και µπορούν επίσης προαιρετικά να ορίσουν τις διευθύνσεις IP. Υπάρχουν δύο βασικές διαµορφώσεις του κεντρικού cdma2000 δικτύου: 1. Απλή IP. Η απλή IP αναφέρεται στη µέθοδο προσπέλασης στην οποία στο χρήστη ορίζεται µια δυναµική διεύθυνση IP από µια υπηρεσία προµηθευτή πρόσβασης. Ο χρήστης µπορεί να κρατήσει τη διεύθυνση IP µέσα σε µια ορισµένη δίκτυο-εξαρτώµενη (γεωγραφική) περιοχή. Εάν ο χρήστης κινείται έξω από αυτήν την περιοχή, ο χρήστης δεν µπορεί να διατηρήσει τη διεύθυνση IP. Αυτό το πρότυπο είναι το απλούστερο πρότυπο (µε περιορισµένη κινητικότητα). 2. Κινητή IP. Η κινητή IP αναφέρεται στη µέθοδο προσπέλασης που είναι βασισµένη στα πρότυπα ιαδικτύου που διευκρινίστηκαν στην RFC 40

2002.Εδώ, ο χρήστης µπορεί να χρησιµοποιήσει είτε µια στατική είτε δυναµική διεύθυνση IP που ανήκει στο εγχώριο IP δίκτυό του.οι επιλογές κινητικότητας εδώ φαίνονται ατελείωτες επειδή ο χρήστης µπορεί να διατηρήσει τη διεύθυνση IP του/της χωρίς να έχει σηµασία εάν κινείται σε όλο cdma2000 δίκτυο ή σε όλα άλλα δίκτυα. Ο ΗΑ κατοικεί έπειτα στο δίκτυο cdma2000 ενώ ο foreign agent είναι κοντά στην τρέχουσα θέση του χρήστη. Τα κύρια πλεονεκτήµατα µε την κινητή IP ως λύση κεντρικών δικτύων είναι ότι είναι βασισµένη σε µια υπάρχουσα Internet Engineering Task Force (IETF), η οποία καθιστά τα συστατικά τών δροµολογητών µαζικής παραγωγής φτηνά,και το µακροπρόθεσµο στόχο της συνεχούς πρόσβαση IP. Η συνεχής πρόσβαση IP εδώ σηµαίνει ότι θα µπορούσαµε να έχουµε ένα lap-top µε µια ασύρµατη τοπική περιοχή δικτύου (WLAN),µε ασύρµατες κάρτες cdma2000 και να κρατάµε την ίδια διεύθυνση IP όπως κινούµαστε έξω από την κάλυψη WLAN στην cdma2000 κάλυψη. Μια παρόµοια σε όλα προσέγγιση IP θα εµφανιστεί επίσης σε WCDMA αλλά όχι στην πρώτη έκδοση. Ποιο 3G σύστηµα είναι το καλύτερο; Όπως πάντα, όταν υπάρχουν πολλαπλές επιλογές, οι άνθρωποι γενικά θέλουν να δουν µια µάχη όπου ένας προσπαθεί να ανακαλύψει ποιος είναι ο καλύτερος και ποιος θα κερδίσει. Η 3G εξέλιξη δεν είναι τίποτα διαφορετικό, και µε πολλά χρήµατα σε κίνδυνο, έχει υπάρξει µια ουσιαστική προσπάθεια από τα συµβαλλόµενα µέρη που εµπλέκονται για να προωθήσουν τις µεµονωµένες τεχνολογίες. Το πρόβληµα που συνδέεται µε αυτό το είδος τεχνολογίκής πάλης είναι το τεράστιο ποσό µη αντικειµενικών πληροφοριών. Εάν ψάξουµε το ιαδίκτυο πληροφορίες για 3G τεχνολογίες,πιθανώς θα διαπιστώσουµε ότι η µεγαλύτερη ποσότητα πληροφοριών είναι προκατειληµµένη προς κάποια τεχνολογία ή προς κάποια άλλη. εν ισχυριζόµαστε ότι αυτές οι πηγές ψεύδονται, 41

αλλά υπάρχουν πάντα τρόποι να απεικονίζονται πράγµατα που είναι προς όφελος καθεµίας τεχνολογίας.ο µέγιστος αριθµός ροής δυαδικών ψηφίων και η κάλυψη παρουσιάζονται συχνά χωρίς δήλωση είτε εάν υπάρχουν ένας είτε 100 χρήστες µέσα σε εκείνη τη κυψέλη - µια µικρή λεπτοµέρεια που µπορεί να αλλάξει το αποτέλεσµα κατά 90 τοις εκατό. Η βέλτιστη επιλογή 3G της τεχνολογίας για έναν χειριστή εξαρτάται από τις ακόλουθες παραµέτρους: Έχουµε µια άδεια για τη ζώνη 2GHz; Ποιο σύστηµα χρησιµοποιούµε τώρα για 2G/2.5G; Ποια συστήµατα χρησιµοποιούν οι ανταγωνιστές µας; Ποια συστήµατα υπάρχουν στη γειτονιά στην οποία οι συνδροµητές είναι πιθανό να περιπλανηθούν; Πόσο µεγάλη είναι η περιοχή που πρέπει να καλυφθεί, και ποιο είναι το κόστος κάλυψης της; Πόσο θέλουµε να ξοδέψουµε; Κατά συνέπεια, η βέλτιστη επιλογή της 3G τεχνολογίας είναι να επιλέγονται προσεκτικά και να αξιολογούνται οι ιδιαίτερες ανάγκες του χειριστή,σχετικά µε την επιχείρηση και την τεχνολογία, και από εκεί να αποφασίζεται το επόµενο βήµα. Μελλοντικές και βελτιωµένες εφαρµογές για 3G; Ενώ το 2.5G και τα ασύρµατα πακέτα δεδοµένων ήταν ένα µεγάλο βήµα για πολλούς υπεύθυνους ανάπτυξης εφαρµογών (πολλοί των οποίων προήλθαν από το σταθερό κόσµο του διαδικτύου ή από τα circuit-switched κινητά δίκτυα), το βήµα µπορεί πραγµατικά να είναι µικρότερο όταν κινούµαστε προς τα 3G.Υπάρχουν δύο κύριες διαδροµές που µπορούν να ακολουθηθούν όταν προσεγγίζουµε µια νέα τεχνολογία: Υπερνικούµε τις προκλήσεις και κατηγοριοποιούµε τις πιθανότητες. Με τα 3G, είναι εύκολο για τους περισσότερους ανθρώπους να δουν τα πλεονεκτήµατα των υψηλότερων ρυθµών 42

ροής δυαδικών ψηφίων,του καλύτερου QoS, και των πολλαπλάσιων,ταυτόχρονων υπηρεσιών.κατόπιν, είναι εύκολο να ενθουσιαστούν µε όλα αυτά τα χαρακτηριστικά γνωρίσµατα και να αγνοήσουν τις προκλήσεις που πραγµατικά προκύπτουν µε την εµφάνιση ενός τέτοιου σύνθετου συστήµατος. Πώς κάνουµε το Man-Machine Interface (MMI) χρησιµοποιήσιµo όταν υπάρχουν δωδεκάδες των διαθέσιµων circuit-switched καναλιών, διαφορετικά κανάλια πακέτων δεδοµένων, και τέσσερις κατηγορίες QoS - κάθε µία από τις οποίες έχει δεκάδες των διευθετήσιµων παραµέτρων; Αν και πολλά από αυτά τα ζητήµατα προκαλούν "πονοκέφαλους" για τους κατασκευαστές συσκευών, οι υπεύθυνοι για την ανάπτυξη εφαρµογής επηρεάζονται ακόµα. Η ευρεία υιοθέτηση των νέων χαρακτηριστικών γνωρισµάτων και των τεχνολογιών ήταν πάντα ιδιαίτερα εξαρτώµενη από την απλοποίηση των χαρακτηριστικών γνωρίσµατων ώστε να γίνονται εύκολα για το χρήστη. Οι περισσότεροι άνθρωποι θα είναι διστακτικοί για την αγορά µιας νέας συσκευής εάν αυτή θα καταστήσει τη ζωή τους πιό περίπλοκη, αν και έχει µερικά συµπαθητικά χαρακτηριστικά γνωρίσµατα. Η πρόκληση είναι εδώ να ληφθούν όλες αυτές οι νέες δυνατότητες και να µετατρέπουν σε πλούσια (αλλά ακόµα φιλική προς το χρήστη) εµπειρία.πιθανώς, θα βρούµε τις νέες δυνατότητες κατοχής πολλαπλάσιών υπηρεσιών που κάθε µια έχει ένα µεµονωµένο πραγµατικά ενδιαφέρων profile QoS.Θα µπορούσαµε ενδεχοµένως να έχουµε ένα µέρος µιας εφαρµογής που τρέχει σε ένα υψηλό QoS, παραδίδοντας βασικά updates, ενώ το υπόλοιπο διαχειρίζεται από ένα χαµηλότερο QoS και (ενδεχοµένως) από χαµηλότερο κόστος. Σε ένα real time παιχνίδι παραδείγµατος χάριν, οι πληροφορίες που ενηµερώνουν τους χαρακτήρες στην οθόνη θα µπορούσαν να είχαν πιο υψηλή προτεραιότητα από τα µηνύµατα συνοµιλίας µεταξύ των παιχτών. 43

ΙΚΤΥΑΚΗ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ UMTS Η ανάπτυξη είναι τώρα για τα καλά στο δρόµο προς την τρίτη γενεά (3G), όπου το δίκτυο θα υποστηρίξει όλους τους τύπους κυκλοφορίας φωνής,βίντεο και δεδοµένων και υπάρχει άνθηση στις διαθέσιµες υπηρεσίες στην κινητή συσκευή. Η τεχνολογία για αυτό είναι το πρωτόκολλο (IP) ιαδικτύου.πολλοί χειριστές κυψελοειδούς τεχνολογίας είναι τώρα σε µια θέση που αναφέρεται ως 2.5G, µε την επέκταση της γενικής υπηρεσίας ασύρµατων πακέτων (GPRS), η οποία εισάγει µια σπονδυλική στήλη IP στο κινητό κεντρικό δίκτυο. Το σχήµα 11 παρουσιάζει µια επισκόπηση συστατικών του κλειδιού σε ένα δίκτυο GPRS, και πώς συνδιάζεται στο υπάρχον παγκόσµιο σύστηµα για κινητή υποδοµή επικοινωνιών (GSM). Η διεπαφή µεταξύ του εξυπηρετώντα κόµβου υποστήριξης GPRS (SGSN) και της πύλης GPRS κόµβου υποστήριξης (GGSN) είναι γνωστή ως διεπαφή GN και χρησιµοποιεί το πρωτόκολλο GPRS.Ο αρχικός λόγος για την εισαγωγή αυτής της υποδοµής είναι να προσφέρει συνδέσεις στα εξωτερικά δίκτυα πακέτων, όπως το διαδίκτυο ή ένα εταιρικό ενδοδίκτυο. Αυτό φέρνει το πρωτόκολλο IP στο δίκτυο ως µεταφορά µεταξύ του SGSN και του GGSN. Αυτό επιτρέπει τις υπηρεσίες δεδοµένων όπως το ηλεκτρονικό ταχυδροµείο ή το web browsing στην κινητή συσκευή,µε τους χρήστες να χρεώνονται βασιζόµενοι στον όγκο των στοιχείων παρά στο χρόνο που συνδέονται. Η πρώτη επέκταση του καθολικού κινητού συστήµατος τηλεπικοινωνιών (UMTS) είναι η έκδοση 99 (R99) αρχιτεκτονική, που παρουσιάζεται στο σχήµα 12. Σε αυτό το δίκτυο, η σηµαντικότερη αλλαγή είναι στο ασύρµατο δίκτυο πρόσβασης (RAN) µε την εισαγωγή της πολλαπλάσιας τεχνολογίας πρόσβασης τµήµατος κώδικα (CDMA) για τη διεπαφή αέρα, αναφερόµενης ως ευρείας ζώνης CDMA (WCDMA), και τους τρόπους ασύγχρονης µεταφοράς (ATM) όπως µια µεταφορά στο µέρος µετάδοσης. Αυτές οι αλλαγές έχουν εισαχθεί κυρίως για να υποστηρίξουν τη µεταφορά των υπηρεσιών φωνής, βίντεο και δεδοµένων στο ίδιο δίκτυο. 44

Σχήµα 11 : GPRS general architecture. Note that there are connections from the MSC and SGSN to the home location, visitor location and equipment identity registers (HLR/VLR/EIR) Σχήµα 12 : UMTS release 99 network 45

Το βασικό δίκτυο παραµένει σχετικά αµετάβλητο,µε τις βελτιώσεις λογισµικού.εντούτοις, η IP ωθεί περαιτέρω στο δίκτυο, µε τον ασύρµατο ελεγκτή δικτύων (RNC)που µεταφέρει τώρα στοιχεία και µε το 3G SGSN χρησιµοποιώντας την IP. Οι ρόλοι των βασικών νέων συστατικών του δικτύου περιγράφονται στις ακόλουθες υποενότητες.το UMTS αποτελείται από έναν αριθµό λογικών στοιχείων δικτύου το καθένα από τα οποία έχει µια σαφώς καθορισµένη λειτουργικότητα. Στις προδιαγραφές, τα δικτυακά στοιχεία προσδιορίζονται ως το λογικό επίπεδο, αλλά στις περισσότερες των περιπτώσεων κάτι τέτοιο οδηγεί σε παρόµοια φυσική υλοποίηση, πολύ περισσότερο δε επειδή υπάρχει ένας αριθµός ανοιχτών διεπαφών, Τα δικτυακά στοιχεία µπορούν να οµαδοποιηθούν είτε σύµφωνα µε τις παρόµοιες λειτουργικότητες που διαθέτουν είτε ανάλογα µε το σε ποιο υπο-δίκτυο ανήκουν. Όσον αφορά την λειτουργικότητα τους, τα δικτυακά στοιχεία οµαδοποιούνται στο ίκτυο Πρόσβασης Ραδιοσυχνοτήτων (Radio Access Network- RAN UMTS Terrestrial Run = UTRAN ίκτυο Επίγειας Ραδιοκυµατικής Πρόσβασης) το οποίο και χειρίζεται όλες τις ραδιοκυµατικές λειτουργικότητες, και στο Κεντρικό ίκτυο(core Network - CN), το οποίο είναι υπεύθυνο για την µεταγωγή και την δροµολόγηση των συνδέσεων προς τα εξωτερικά δίκτυα κλήσεων και δεδοµένων. Το σύστηµα συµπληρώνεται από τον Εξοπλισµό Χρήστη (User Equipment - UE) που αλληλεπιδρά µε τον χρήστη.από άποψη προτύπου και ειδικών χαρακτηριστικών τόσο ο Εξοπλισµός Χρήστη(UE) όσο και το UTRAN αποτελούνται από εντελώς νέα πρωτόκολλα, ο σχεδιασµός των οποίων βασίστηκε στις ανάγκες της καινούριας ραδιοτεχνολογίας W-CDMA. Στον αντίποδα, ο ορισµός του Κεντρικού ικτύου (Core Network) προήλθε από το GSM. Κάτι τέτοιο προικίζει το σύστηµα µε την καινούρια ραδιοκυµατική τεχνολογία και µε µια σφαιρική χρήση γνωστής και ενισχυµένης τεχνολογίας η οποία επιταχύνει και διευκολύνει την εισαγωγή της και καθιστά εφικτά µια σειρά από ανταγωνιστικά πλεονεκτήµατα σχετικά µε την παγκόσµια περιαγωγή. 46

Μία σύντοµη περίληψη των στοιχείων της αρχιτεκτονικής του UMTS δίνεται παρακάτω: 1. Ο Εξοπλισµός Χρήστη (User Equipment-UE) αποτελείται από δύο µέρη: Τον Κινητό Εξοπλισµό (Mobile Equipment -ME) που είναι το τερµατικό που χρησιµοποιείται για ασύρµατη επικοινωνία µε την διεπαφή UU. To UMTS οµοστοιχείο Ταυτότητας Συνδροµητή (USIM) είναι µία έξυπνη κάρτα πρόσβασης που περιέχει την ταυτότητα του συνδροµητή, υλοποιεί αλγόριθµους πιστοποίησης γνησιότητας ενώ αποθηκεύει κλειδιά πιστοποίησης γνησιότητας και κρυπτογράφησης καθώς και ορισµένες πληροφορίες του συνδροµητή που χρειάζεται το τερµατικό. 2. Το UTRAN αποτελείται επίσης από δύο ξεχωριστά στοιχεία: Τον Κόµβο Β ο οποίος µετατρέπει την ροή δεδοµένων ανάµεσα στην διεπαφή Iub και στην διεπαφή Uu. Συµµετέχει επίσης στην διαχείριση πόρων ασύρµατων συχνοτήτων. Τον Ελεγκτή Ραδιοφωνικού ικτύου (RNC), ο οποίος κατέχει και ελέγχει τους πόρους ασύρµατων συχνοτήτων στον τοµέα του (ο κόµβος Βs συνδέεται µε αυτόν). Ο RNC είναι το σηµείο πρόσβασης υπηρεσιών για όλες τις υπηρεσίες που παρέχει το UTRAN στο Κεντρικό ίκτυο 47

(CN), για παράδειγµα την διαχείριση των συνδέσεων µε τον Εξοπλισµό Χρήστη (UE). 3. Τα βασικά στοιχεία του Κεντρικού ικτύου GSM (GSM CN) έχουν ήδη παρατεθεί αλλά ξαναπαρατίθενται εδώ εν συντοµία: Καταχωρητής Θέσης Συνδροµητών ικτύου (Home Location Register- HLR) Κινητό Κέντρο Μεταγωγής Καταχωρητής Θέσης Επισκεπτών (Mobile Switching Center MSC/ Visitor Location Register- VLR) Πύλη Κινητού Κέντρου Μεταγωγής (Getaway Mobile Switching Center -GMSC) GPRS Κόµβος Υποστήριξης Πύλης (Gateway GPRS Support Node- GGSN) Eξυπηρετητής GPRS Kόµβος Yποστήριξης (Serving GPRS Support Node-SGSN) 4. Το εξωτερικό δίκτυο χωρίζεται σε δύο οµάδες: ίκτυα Κυκλωµατοµεταγωγής (CS networks): παρέχουν συνδέσεις κυκλωµατοµεταγωγής όπως η ήδη υπάρχουσα τηλεφωνική υπηρεσία. Τα ISDN και PSTN είναι παραδείγµατα τέτοιων δικτύων. ίκτυα ιαβίβασης εδοµένων µε Μεταγωγή Πακέτων (PS networks): παρέχουν συνδέσεις για διαβίβαση δεδοµένων µε µεταγωγή πακέτων. Το ιαδίκτυο είναι παράδειγµα ενός τέτοιου δικτύου. 48

5. Οι προδιαγραφές UMTS είναι δοµές οι οποίες διασφαλίζουν ότι η εσωτερική λειτουργικότητα των στοιχείων του δικτύου δεν είναι λεπτοµερώς καθορισµένη. Αντί αυτού ορίζονται, οι διεπαφές µεταξύ του λογικού δικτύου και των στοιχείων. Καθορίζονται οι παρακάτω κύριες ανοιχτές διεπαφές: Η επαφή Cu: Πρόκειται για µια ηλεκτρική διεπαφή µεταξύ της έξυπνης κάρτας USIM και του Κινητού Εξοπλισµού (ΜΕ). Η διεπαφή εµφανίζεται σε µια τυποποιηµένη µορφή για έξυπνες κάρτες. ιεπαφή Uu: Πρόκειται για την ραδιοκυµατική διεπαφή του WCDMA. H Uu είναι η διεπαφή µέσω της οποίας ο εξοπλισµός χρήστη (UE) έχει πρόσβαση στο σταθερό τµήµα του συστήµατος και γι αυτό το λόγο είναι, ίσως, η σηµαντικότερη ανοικτή διεπαφή στο UMTS. Πιθανώς υπάρχουν περισσότεροι κατασκευαστές UE από κατασκευαστές σταθερών δικτύων. ιεπαφή Ιu: Συνδέει το UTRAN µε το Κεντρικό ίκτυο (CN). Όπως ακριβώς και οι αντίστοιχες διεπαφές στο GSM, A (Κυκλωµατοµεταγωγική) και GB (µεταγωγή πακέτων δεδοµένων), η ανοιχτή διεπαφή Iu δίνει τη δυνατότητα στους παρόχους UMTS τη δυνατότητα να αποκτήσουν το UTRAN και το CN από διαφορετικούς κατασκευαστές. Ο ανταγωνισµός που προέκυψε σε αυτό τον τοµέα υπήρξε ένας από τους παράγοντες επιτυχίας του GSM. ιεπαφή Iur: Η ανοιχτή διεπαφή Iur επιτρέπει την µεταποµπή µεταξύ του ελεγκτή ραδιοφωνικού δικτύου (RNC) από διαφορετικούς κατασκευαστές και συµπληρώνει γι αυτό το λόγο την ανοικτή 49

διεπαφή Iu. ιεπαφή Iub: Η διεπαφή Iub συνδέει ένα κόµβο Β και ένα RNC. Το UMTS είναι το πρώτο εµπορικό σύστηµα κινητής τηλεφωνίας στο οποίο η διεπαφή του ελεγκτή σταθµού βάσης είναι τυποποιηµένη ως πλήρως ανοικτή. Όπως οι άλλες ανοικτές διεπαφές η ανοικτή Iub είναι αναµενόµενο να ενισχύσει περαιτέρω τον ανταγωνισµό µεταξύ των κατασκευαστών σε αυτό τον τοµέα. Είναι πιθανό οι νέοι κατασκευαστές που επικεντρώνονται στον κόµβο Β να εισέλθουν σε αυτή την αγορά. Σχήµα 13 50

Σταθµός βάσεων WCDMA (WBTS) Οι Third Generation Partnership Project ((3GPP) αναφέρονται στο σταθµό βάσεων σαν κόµβο Β. Εντούτοις, είναι πιό κοινό να φανεί αυτό καλούµενο ως ένα WBTS, BTS ή ακόµη και BS.Επίσηµα, ένας κόµβος β είναι µια οντότητα δικτύων που εξυπηρετεί µία µόνο κυψέλη.εντούτοις, τα χωρισµένα σε τοµείς site είναι αποδοτικότερα και οικονοµικότερα έτσι ώστε ένα BTS εξωτερικού χώρου θα αναµενόταν γενικά να υποστηρίζει πολλαπλάσιες κυψέλες πέρα από το πλήρες φάσµα της απαραίτητης λειτουργούσας συχνότητας.μία χαρακτηριστική διαµόρφωση BTS είναι η υποστήριξη µέχρι έξι τοµέων, µε δύο µεταφορείς ανά τοµέα. Το BTS είναι το σηµείο τερµατισµού µεταξύ της διεπαφής αέρα και του δικτύου µετάδοσης του RAN. Εποµένως πρέπει να υποστηριχθεί και το WCDMA και το ATM, συνδέοντας τα µέσω µιας plesiochronous ή σύγχρονης ψηφιακής ιεραρχίας διεπαφής(pdh ή SDH).Το BTS πρέπει να παρέχει όλες τις απαραίτητες λειτουργίες επεξεργασίας σήµατος για να υποστηρίξει την WCDMA διεπαφή αέρα και εδώ είναι όπου προκύπτει το µεγαλύτερο µέρος της πολυπλοκότητας.επιπλέον, η παροχή διεπαφών στις ασύρµατες λύσεις PDH ή SDH µικροκυµάτων είναι επίσης επιθυµητή.μερικές λύσεις προσφέρουν εξοπλισµό διαγώνιας-σύνδεσης προσφοράς ATM, και υπηρεσίες προσοµοίωσης κυκλωµάτων του ATM για την υποστήριξη συνδυασµένης µεταφοράς 2G και 3G κυκλοφορίας. Είναι επίσης κοινό ότι µερικοί κατασκευαστές έχουν πολλαπλών χρήσεων λύσεις BTS, οι οποίες υποστηρίζουν τις πολλαπλάσιες τεχνολογίες σε µία διεπαφή υλικού, όπως οι ποµποδέκτες για το GSM, ενίσχυσαν τα ποσοστά δεδοµένων για τη παγκόσµια εξέλιξη (EDGE) και WCDMA. Μια λύση BTS πρέπει επίσης να παρέχει την ποικιλοµορφία κεραιών και στα δύο uplink και downlink. 51

Ασύρµατος ελεγκτής δικτύων (RNC) Το RNC είναι η καρδιά του νέου δικτύου πρόσβασης. Όλες οι αποφάσεις της λειτουργίας δικτύων παίρνονται εδώ, και το κέντρο του είναι ένας µεγάλης ταχύτητας µεταγωγέας πακέτων για να υποστηρίξει µία λογική απόδοση της κυκλοφορίας. Ένα RNC είναι αρµόδιο για τον έλεγχο όλων των BTSs που συνδέονται σε αυτό, και διατηρεί τη σύνδεση µε το κεντρικό δίκτυο πακέτων και κυκλωµάτων, το οποίο είναι κινητό κέντρο µετατροπής (Msc) και το SGSN. Πρέπει επίσης να είναι ικανό να υποστηρίζει διασυνδέσεις σε άλλα RNCs, ένα νέο χαρακτηριστικό γνώρισµα του UMTS.Το µεγαλύτερο µέρος της διαδικασίας λήψης αποφάσεων βασίζεται στο λογιµικό,έτσι απαιτείται µια υψηλή χωρητικότητα επεξεργασίας. 3G mobile switching centre (3G Msc) Για το UMTS R99, οι αλλαγές στην πλευρά κεντρικών δικτύων είναι ελάχιστες, και αυτές πρέπει να είναι συνήθως υπό µορφή βελτιώσεων λογισµικού για να υποστηρίξουν το νέο δίκτυο πρόσβασης. Ο ρόλος που παίζει το 3G Msc είναι ακριβώς ο ίδιος όπως στο GSM.Εντούτοις, ένα 2G Msc είναι µιας περιορισµένης ζώνης συσκευή και συνδέεται µε το δίκτυο πρόσβασης µέσω της διεπαφής Α.Η κυκλοφορία είναι αναµενόµενο να είναι στα 64 kbps, και για τη φωνή αυτό πρέπει να είναι σε διαµόρφωση κώδικα σφυγµού 64 kbps (PCM).Αφ' ετέρου,το RAN παρουσιάζει το κεντρικό δίκτυο κυκλωµάτων µε µια διεπαφή η οποία µεταφέρει την οµιλία πέρα από το ATM, και χρησιµοποιεί το προσαρµοστικό multirate,που κωδικοποιεί την οµιλία σε µια σειρά από 4,75 kbps σε 12,2 kbps. Εποµένως, η αλληλεπιδρώµενη λειτουργία (IWF) απαιτείται µεταξύ του RAN και του MSC.Ο ρόλος του IWF είναι διπλός: κατ' αρχάς, για την κυκλοφορία χρηστών είναι αρµόδιο για τη διακωδικοποίηση της οµιλίας προς και από 64 kbps PCM.Εάν η κυκλοφορία είναι µε κύκλωµα µεταγωγής δεδοµένων, είναι αρµόδιο για τη µεταφορά προς και από τις περιορισµένης ζώνης χρονικής διαίρεσης πολυπλεξίας(tdm) χρονικές αυλακώσεις. εύτερον, για έλεγχο των 52

πληροφοριών, είναι αρµόδιες για τη χαρτογράφηση µεταξύ των Msc µηνυµάτων σήµατος και των µηνυµάτων σήµατος στο RAN (το πρωτόκολλο RANAP). Ο συνδυασµός αυτού του IWF και ενός 2G Msc θεωρείται 3G Msc. Για πολλούς κατασκευαστές, αυτό το IWF είναι µια χωριστή λειτουργική µονάδα, η οποία τους επιτρέπει να διατηρήσουν το υπάρχον υλικό ενός δικτύου GSM. Είναι γενικά γνωστό ως πύλη µέσων (MGW) επειδή αυτήν η διεπαφή υλικού µπορεί να επαναχρησιµοποιηθεί στις επόµενες εκδόσεις UMTS για να µεταστρέψει την κυκλοφορία µεταξύ των τεχνολογιών TDM, του ATM και IP. ΕΞΕΛΙΞΗ ΙΚΤΥΩΝ Το επόµενο βήµα εξέλιξης είναι η έκδοση αρχιτεκτονικής 4 (R4) (σχήµα 14). Εδώ,ο πυρήνας GSM αντικαθίσταται µε µια υποδοµή δικτύων IP που βασίζεται γύρω από τη φωνή πέρα από την τεχνολογία voice over IP (VoIP). Το Msc εξελίσσεται σε δύο ξεχωριστά συστατικά: ένα MGW και ένα server Msc (MSS). Αυτό χωρίζει ουσιαστικά τους ρόλους της σύνδεσης και του ελέγχου σύνδεσης. Ένα MSS µπορεί να χειριστεί πολλαπλάσια MGWs, που καθιστούν το δίκτυο πιό εξελικτικό. εδοµένου ότι υπάρχουν τώρα διάφορα "σύννεφα" IP στο 3G δίκτυο, έχει νόηµα να τα συγχωνεύσουµε αυτά µαζί σε µια IP ή ένα IP/ ATM κεντρικό δίκτυο.(είναι πιθανό και οι δύο επιλογές να είναι διαθέσιµες στους χειριστές.)αυτό επεκτείνει το IP µέσω ολόκληρου του δικτύου, κατευθείαν στο BTS. Αυτό αναφέρεται ως δίκτυο όλων των IP, ή έκδοση αρχιτεκτονικής 5 (R5), όπως φαίνεται στο σχήµα 15. Το HLR/VLR/EIR είναι γενικευµένο και αναφερόµενο ως υποσύστηµα HLR (HSS). Τώρα τα τελευταία κατάλοιπα των παραδοσιακών τηλεπικοινωνιών αφαιρούνται, αφήνοντας ένα δίκτυο που λειτουργεί εντελώς µε το πρωτόκολλο IP, και γενικεύεται για τη µεταφορά πολλών τύπων υπηρεσιών. Οι σε πραγµατικό χρόνο υπηρεσίες υποστηρίζονται µέσω της εισαγωγής µιας νέας περιοχής δικτύων, το υποσύστηµα πολυµέσων IP (IMS). Αυτήν την περίοδο το 3GPP λειτουργεί στην έκδοση 6, η οποία ισχυρίζεται ότι θα καλύψει όλες αυτές τις πτυχές που δεν εξετάζονται στις ήδη υπάρχουσες εκδόσεις.κάποιοι ονοµάζουν τη UMTS έκδοση κλήσης 6 4G και αυτό 53

περιλαµβάνει ζητήµατα όπως αλληλεπίδραση των ασύρµατων τεχνολογιών πρόσβασης δυναµικής ζώνης όπως το ασύρµατο τοπικό LAN. Σχήµα 14 : UMTS release 4 architecture Σχήµα 15 : UMTS release 5 architecture 54

UMTS FDD AND TDD Υπάρχουν πραγµατικά δύο ασύρµατες τεχνολογίες κάτω από την οµπρέλα UMTS: UMTS FDD και TDD.Το FDD εκπροσωπεί τη διπλή διαίρεση συχνότητας, και όπως το GSM, χωρίζει την κυκλοφορία στην uplink και την downlink σύνδεση µε την τοποθέτηση τους στα διαφορετικά κανάλια συχνότητας.εποµένως ο χειριστής πρέπει να έχει ένα ζευγάρι των συχνοτήτων που να του επιτρέπει του να λειτουργήσει ένα δίκτυο, που λέγεται "ζευγάρι φάσµατος".η αµφίδροµη διαίρεση χρόνου TDD απαιτεί µόνο το κανάλι µιας συχνότητας,και οι uplink και downlink κυκλοφορίες χωρίζονται µε την αποστολή τους σε διαφορετικούς χρόνους. Η χρήση φάσµατος ITU-T, όπως φαίνεται στο σχήµα 16, για FDD είναι το 1920-1980 MHz για uplink κυκλοφορία, και το 2110-2170 MHz για την κατιούσα σύνδεση.η ελάχιστη κατανοµή που χρειάζεται ο χειριστής είναι δύο ζευγάρια καναλιών 5 MHz, ενός για uplink και ενός για την κατιούσα σύνδεση, σε έναν χωρισµό 190 MHz. Εντούτοις, για να παρασχεθεί η αποτελεσµατική κάλυψη και υπηρεσίες,είναι προτιµότερο να δίνονται σε έναν χειριστή τρία κανάλια. Εξετάζοντας την κατανοµή φάσµατος, υπάρχουν 12 ταξινοµηµένα κατά ζεύγη διαθέσιµα κανάλια, και πολλές χώρες έχουν ολοκληρώσει τώρα τη διαδικασία χορήγησης αδειών για αυτό το φάσµα, κατανέµοντας µεταξύ δύο και τεσσάρων καναλιών ανά άδεια. Αυτό έχει τείνει να γίνει µια δαπανηρή διαδικασία για τους χειριστές, από τις ρυθµιστικές αρχές σε µερικές χώρες, ειδικότερα στην Ευρώπη που έχουν δηµοπρατήσει αυτές τις άδειες στον υψηλότερο πλειοδότη. Αυτό έχει οδηγήσει σε τόσο υψηλές αµοιβές φάσµατος όσο οι δεκάδες δισεκατοµµυρίων δολαρίων σε µερικές χώρες. Το σύστηµα TDD, που χρειάζεται µόνο µια ζώνη 5 MHz στην οποία να λειτουργήσει, είναι συχνά αναφερόµενο ως αταίριαστο φάσµα. Οι διαφορές µεταξύ του UMTS FDD και TDD είναι µόνο εµφανείς στα χαµηλότερα στρώµατα, ιδιαίτερα στην ασύρµατη διεπαφή. Στα υψηλότερα στρώµατα, ο όγκος της λειτουργίας των δύο συστηµάτων είναι ο ίδιος. Όπως το όνοµα προδίδει, το TDD σύστηµα χωρίζει uplink και downlink κυκλοφορία µε την τοποθέτηση τους σε διαφορετικές χρονικές στιγµές. 55

Σχήµα 16 : UMTS frequency allocation Όπως θα φανεί αργότερα,το UMTS χρησιµοποιεί µια δοµή πλαισίων 10ms που διαιρείται σε 15 ίσες χρονικές στιγµές.το TDD µπορεί να τα κατανείµει ώστε να είναι uplink ή downlink, µε ένα ή περισσότερα σηµεία παύσης σύνδεσης µεταξύ των δύο σε ένα πλαίσιο που καθορίζεται. Το σύστηµα TDD δεν πρέπει να θεωρηθεί πραγµατικά ως ανεξάρτητο δίκτυο, αλλά µάλλον σαν συµπλήρωµα για ένα σύστηµα FDD για να παρέχει την κάλυψη δυναµικής ζώνης σε υψηλότερα ποσοστά δεδοµένων.αυτό είναι µάλλον ακατάλληλο για την µεγάλης κλίµακας επέκταση λόγω της παρέµβασης µεταξύ των site, από τη στιγµή που ένα BTS µπορεί να ανιχνεύσει ένα αδύνατο σήµα από έναν εξοπλισµό (UE) χρηστών, ο οποίος εµποδίζεται από ένα σχετικά ισχυρό σήµα στην ίδια συχνότητα από ένα κοντινό BTS.Το TDD είναι ιδανικό για την εσωτερική κάλυψη σε µικρές περιοχές. εδοµένου ότι το FDD είναι η κύρια τεχνολογία πρόσβασης που αναπτύσσεται αυτήν την περίοδο, οι εξηγήσεις που θα παρουσιαστούν εδώ θα εστιάσουν καθαρά σε αυτό το σύστηµα. 56

UMTS ΠΡΟΤΥΠΟ ΦΟΡΕΩΝ Οι διαδικασίες µιας κινητής συσκευής που συνδέεται µε ένα δίκτυο UMTS µπορούν να χωριστούν σε δύο περιοχές: το επίπεδο(as) πρόσβασης και το επίπεδο µη-πρόσβασης (NAS).Το AS περιλαµβάνει όλα τα στρώµατα και τα υποσυστήµατα που προσφέρουν τις γενικές υπηρεσίες NAS. Στο UMTS,το AS αποτελείται από όλα τα στοιχεία RAN, συµπεριλαµβανοµένου του ελλοχεύοντος δικτύου µεταφορών του ATM, και των διαφόρων µηχανισµών όπως εκείνων που παρέχουν την αξιόπιστη ανταλλαγή πληροφοριών. Όλες οι NAS λειτουργίες είναι εκείνες µεταξύ της κινητής συσκευής και του κεντρικού δικτύου, παραδείγµατος χάριν διαχείριση κινητικότητας. Το σχήµα 17 δείχνει το πρότυπο αρχιτεκτονικής.το AS αλληλεπιδρά µε το NAS µέσω της χρήσης service access points δείχνει (SAPs). Το επίγειο ασύρµατο δίκτυο πρόσβασης UMTS terrestrial radio access network UMTS (UTRAN) παρέχει αυτόν τον χωρισµό των NAS και των AS λειτουργιών, και επιτρέπει στις AS λειτουργίες να ελέγχονται πλήρως και να εφαρµόζονται µέσα στο UTRAN. Οι δύο σηµαντικές διεπαφές UTRAN είναι το Uu, το οποίο είναι η διεπαφή µεταξύ της κινητής συσκευής, ή UE, και του UTRAN, και το LU, το οποίο είναι η διεπαφή µεταξύ του UTRAN και του κεντρικού δικτύου. Και οι δύο διεπαφές µπορούν να διαιρεθούν σε τµήµατα ελέγχου και χρηστών, κάθε ένα από τα οποία µε το κατάλληλο πρωτόκολλο λειτουργειών. Μια υπηρεσία φορέων είναι µια σύνδεση µεταξύ δύο σηµείων, η οποία καθορίζεται από ένα ορισµένο σύνολο χαρακτηριστικών. Στην περίπτωση του UMTS, η υπηρεσία φορέων παραδίδεται χρησιµοποιώντας τους ασύρµατους φορείς πρόσβασης (RABs). Ένα RAB ορίζεται ως η υπηρεσία που το AS(δηλ. UTRAN) παρέχει στο NAS για τη µεταφορά των δεδοµένων χρηστών µεταξύ του UE και του κεντρικού δικτύου. Ένα RAB µπορεί να αποτελείται από ένα αριθµό subflows,που είναι ρεύµατα δεδοµένων στο κεντρικό δίκτυο µέσα στο RAB που έχουν διαφορετική ποιότητα χαρακτηριστικών των υπηρεσιών (QoS), όπως οι διαφορετικές αξιοπιστίες. 57

Σχήµα 17 : UMTS general architecture Tο κοινό παράδειγµα αυτού είναι ότι οι διαφορετικές κατηγορίες bits µε τα διαφορετικά ποσοστά λάθους bits να µπορούν να αναγνωριστούν ως διαφορετικά RAB subflows. RAB subflows καθιερώνονται και εκδίδονται την ίδια στιγµή που το RAB καθιερώνεται και εκδίδεται, και παραδίδονται µαζί πέρα από τον ίδιο φορέα µεταφορών. Μια ασύρµατη σύνδεση ορίζεται ως µια λογική ένωση µεταξύ ενός ενιαίου UE και ενός ενιαίου UTRAN access point, όπως ένα RNC.Αποτελείται φυσικά από ένα ή περισσότερους ασύρµατους φορείς και δεν πρέπει να µπερδευτεί µε ένα RAB. Κοιτάζοντας µέσα στο UTRAN, το γενικό πρότυπο αρχιτεκτονικής είναι όπως φαίνεται στο σχήµα 18 (α) Τώρα παρουσιάζονται τα τµήµατα β ή BTS και RNC κόµβων, και οι αντίστοιχες εσωτερικές διεπαφές τους. Το UTRAN υποδιαιρείται σε blocks καλούµενα ως ασύρµατα υποσυστήµατα δικτύων (RNS), όπου κάθε RNS αποτελείται από τον έναν RNC που ελέγχει(crnc) και όλο το BTSs κάτω από τον έλεγχό του. Μοναδική στο UMTS είναι η διεπαφή µεταξύ RNSs, η διεπαφή Iur, η οποία παίζει βασικό ρόλο στις διαδικασίες παράδοσης. Η διεπαφή µεταξύ του BTS και του 58

RNC είναι διεπαφή Iub. Όλες οι "Ι"διεπαφές lu, Iur και Iub χρησιµοποιούν το ATM ως επίπεδο µεταφορών. Στο πλαίσιο του ATM, το BTS θεωρείται ως υπολογιστής που έχει πρόσβαση σε ένα δίκτυο του ATM, µέσα στο οποίο το RNC είναι ένα ATM switch. Εποµένως, το Iub είναι µια διεπαφή χρήστη-δικτύου (UNI), όπου οι lu και οι Iur διεπαφές θεωρούνται ως διαδυκτιακές(network-tonetwork interfaces)(nni), όπως απεικονίζεται στο σχήµα 18 (β) Αυτή η διάκριση είναι επειδή το BTS στη σύνδεση RNC είναι µια σύνδεση από σηµείο σε σηµείο στην οποία ένα BTS ή ένα RNC θα επικοινωνήσει µόνο µε το RNC ή το BTS που συνδέεται άµεσα µε αυτό, και δεν θα απαιτήσει την επικοινωνία πέρα από εκείνο το στοιχείο σε ένα άλλο στοιχείο δικτύων. Η έκδοση 5 του UMTS προβλέπει τη χρήση της IP ως RAN πρωτόκολλο µεταφορών. Σχήµα 18 : UTRAN architecture Για κάθε σύνδεση χρηστών στο κεντρικό δίκτυο, υπάρχει µόνο ένα RNC, το οποίο διατηρεί τη σύνδεση µεταξύ του UE και της περιοχής κεντρικού δικτύου, 59

όπως τονίζεται στο σχήµα 19. Αυτό το RNC αναφέρεται ως εξυπηρέτηση RNC (SRNC). Εκείνο το SRNC συν το BTSs κάτω από τον έλεγχο του αναφέρεται έπειτα ως SRNS. Αυτό είναι ένας λογικός καθορισµός σε σχέση µε αυτόν του UE. Σε ένα RNS, το RNC που ελέγχει ένα BTS είναι γνωστό ως controlling RNC (CRNC). Αυτό έχει σε σχέση µε το BTS, κυψέλες υπό έλεγχό του και όλα τα κοινά και µοιραζόµενα κανάλια. Καθώς το UE µετακινείται,µπορεί να εκτελέσει µια soft ή hard παράδοση σε µια άλλη κυψέλη.στην περίπτωση της soft παράδοσης, το SRNC θα ενεργοποιήσει τη νέα σύνδεση στο νέο BTS. Εκτός του ότι το νέο BTS είναι υπό τον έλεγχο ενός άλλου RNC, το SRNC θα προειδοποιήσει επίσης αυτό το νέο RNC για να ενεργοποιήσει µια σύνδεση κατά µήκος της διεπαφής Iur. Το UE έχει τώρα δύο συνδέσεις, µια άµεσα στο SRNC, και µια δεύτερη µέσω του νέου RNC κατά µήκος της διεπαφής Iur. Σε αυτή τη περίπτωση, αυτό το νέο RNC αναφέρεται λογικά ως κλίση RNC (DRNC) (σχήµα 19). εν περιλαµβάνεται σε οποιαδήποτε επεξεργασία της κλήσης και τον αναµεταδίδει µόνο στο SRNC για τη σύνδεση µε τον πυρήνα. Εν περιλήψει,τα SRNC και DRNC συνδέονται συνήθως µε το UE και το CRNC συνδέεται µε το BTS. εδοµένου ότι αυτές είναι λογικές λειτουργίες είναι κοινή λογική ότι ένα ενιαίο RNC είναι σε θέση να διαχειριστεί όλες αυτές τις λειτουργίες. Μια κατάσταση µπορεί να προκύψει όπου ένα UE συνδέεται µε ένα BTS για το οποίο το SRNC δεν είναι CRNC για εκείνο το BTS. Σε αυτή την κατάσταση, το δίκτυο µπορεί να επικαλεσθεί την εξυπηρέτηση RNC διαδικασία επανεντοπισµού για να κινήσει τη σύνδεση κεντρικών δικτύων. Σχήµα 19 : Serving and drift RNC for soft handover 60

ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ UMTS QOS Το QoS έχει καθοριστεί από το ITU-T ως η συλλογική επίδραση της απόδοσης υπηρεσιών, η οποία καθορίζει το βαθµό ικανοποίησης ενός χρήστη από µια υπηρεσία.το QoS συνδέεται µε την εµπειρία χρηστών.ο χρήστης δεν ενδιαφέρεται για το πώς µια υπηρεσία παρέχεται αλλά µόνο εάν είναι ή όχι ικανοποιηµένος µε εκείνη την υπηρεσία. Έτσι,από την άποψη ενός χρήστη το QoS είναι ένα υποκειµενικό θέµα και εάν το δίκτυο δεν αποδίδει επαρκώς, ο χρήστης µπορεί να αποφασίσει να µην χρησιµοποιήσει µια ιδιαίτερη υπηρεσία ή να µην ψάξει για άλλο κινητό χειριστή δικτύων που προσφέρει την ίδια υπηρεσία µε ένα καλύτερο QoS. Από η άποψη του χειριστή του κινητού δικτύου, αυτό το QoS απαιτεί την τεχνική ανάλυση όπου ο χειριστής πρέπει να υπερνικήσει συγκεκριµένες προκλήσεις εφαρµογής µέσα σε έναν περιορισµό δαπανών.το 3G είναι η σύγκλιση µεταγωγής κυκλωµάτων δικτύων όπως το GSM και τα δίκτυα πακέτων IP. Μια συνοπτική περιγραφή που απαριθµεί την κατάσταση QoS σε αυτούς τους δύο διαφορετικούς τύπους δικτύων είναι η ακόλουθη. Για το UMTS, τέσσερις διαφορετικές κατηγορίες QoS καθορίζονται καθώς επίσης και ένα αναµενόµενο τυποποιηµένο σύνολο από ποσοστά δυαδικών ψηφίων. Αυτά συνοψίζονται στους πίνακες 3.1 και 3.2. Πίνακας 3.1 και 3.2 : UMTS QoS classes & UMTS bit rates 61

Για τη real-time κυκλοφορία, µόνο οι συνοµιλητικές και οι κατηγορίες ροής θα είναι σχετικές από τη στιγµή που οι υπόλοιπες κατηγορίες παρέχουν λίγο QoS από την άποψη της παροχής καθυστέρησης και εύρους ζώνης. Οι περιορισµοί δαπανών περιορίζουν τον αριθµό των κυψελών και το ποσό µετάδοσης συνδέσεων µε τους ελεγκτές σταθµών βάσεων (BSCs) και BTSs. Μόλις καταχωρηθεί η κλήση, ο χρήστης και η κινητή συσκευή πιστοποιούνται και ελέγχονται για να εξεταστεί εάν εξουσιοδοτούνται για να κάνουν µια συγκεκριµένη κλήση. Μόλις έχουν αυτοί οι έλεγχοι ολοκληρωθεί επιτυχώς έπειτα η κλήση πηγαίνει κατευθείαν. Αυτό δεν είναι στιγµιαίο και µπορεί να πάρει 5 ή 10 δευτερόλεπτα προτού να ακουστεί ο τηλεφωνικός τόνος.μόλις πάει κατευθείαν η κλήση, τα συµβαλλόµενα µέρη έχουν µια χρονική θυρίδα για αυτούς πέρα από τη διεπαφή αέρα, ένα TDM slot µεταξύ του BTS και της µονάδας transcoder and rate adaption unit(trau) και συνήθως µία σύνδεση 64 kbps µέσω του Msc και κατά µήκος του εξωτερικού δικτύου. Υπάρχει µικρή ανάγκη για buffering στο δίκτυο. Εάν µια υπηρεσία χρηστών στην κινητή συσκευή επιθυµεί να στείλει στοιχεία πιο γρήγορα έπειτα αποθηκεύεται στην κινητή συσκευή. Κατά συνέπεια υπάρχει λίγο jitter και οι καθυστερήσεις είναι συγκριτικά σταθερές. Οι πόροι διατηρήθηκαν στην εγκατάσταση της κλήσης και χρησιµοποιούνται µόνο από τα καλώντα και τα καλούµενα συµβαλλόµενα µέρη. Το 3G δίκτυο προσφέρει ποικίλες υπηρεσίες, κάθε µια από τις οποίες απαιτεί δικές της ευδιάκριτες παροχές QoS. Μια κλήση πολυµέσων µπορεί να αποτελείται από φωνή, βίντεο και whiteboard συνδέσεις, κάθε µια από τις οποίες απαιτεί το δικό της QoS.Το QoS είναι µια απαίτηση για πολλές επικοινωνίες σηµείου προς σηµείου. Μπορεί να φανεί στο σχήµα 20, ότι αυτό το από σηµείο σε σηµείο QoS πρέπει να εγγυηθεί σε διάφορες διαφορετικές περιοχές. Για την κλήση φωνής, το PSTN ή το ISDN θα εγγυηθεί µια ορισµένη ποιότητα της υπηρεσίας δεδοµένου ότι στην οργάνωση κλήσης οι πόροι παρέχονται και παραµερίζονται κατά τη διάρκεια αυτής της κλήσης. Εντούτοις, πρέπει επίσης να διαπιστωθεί ότι αυτή η οργάνωση κλήσης απαιτεί χρόνο,ειδικά για µια διεθνή κλήση σε µια κινητή συσκευή. Αυτό µπορεί να έχει µία δυσµενή επίδραση στην αντίληψη χρηστών για την ποιότητα µιας κλήσης. Μια πτυχή QoS που είναι µια 62

απλή έννοια είναι αυτή της καθυστέρησης. Μόλις καθιερωθεί η κλήση µέσω του ISDN, η καθυστέρηση θα είναι σχεδόν σταθερή περίπου στα 20ms, η οποία είναι ουσιαστικά αµελητέα και δεν γίνεται αντιληπτή από τα καλώντα συµβαλλόµενα µέρη. Σχήµα 20 : QoS considerations Η από σηµείο σε σηµείο καθυστέρηση, εντούτοις, λαµβάνει υπόψη: Την καθυστέρηση µέσω ISDN συν την καθυστέρηση των κεντρικών δικτύων συν την καθυστέρηση του αέρα συν το χρόνο επεξεργασίας στην κινητή συσκευή, συν το buffering. Όλες αυτές οι καθυστερήσεις µας δίνουν τη συνολική καθυστέρηση.αν και στην επιφάνεια, η καθυστέρηση είναι µια από τις απλούστερες πτυχές QoS για να αξιολογηθεί,είναι σηµαντικό να λάβουµε υπόψιν τις αναµεταδόσεις (εάν το στοιχείο αναµεταδίδεται). Η διεπαφή αέρα δουλεύει µε την ταχύτητα του φωτός και έτσι στην αρχική επιθεώρηση φαίνεται να έχει µικρή επίδραση στη γενική καθυστέρηση. Εντούτοις,εδώ είναι όπου πραγµατοποιείται το µεγαλύτερο µέρος της παρέµβασης και µπορεί να υπάρξουν διάφορες αναµεταδόσεις. Πόσο καιρό θα πρέπει κανεις να περιµένει ένα πακέτο; Εάν η γενική καθυστέρηση της σύνδεσης είναι περισσότερο από 300ms για µια κλήση φωνής, αυτό είναι πολύ πιθανό να παρατηρηθεί από το χρήστη. Εξετάζοντας ένα 63

δίκτυο IP, µπορεί να φανεί ότι η καθυστέρηση για το browsing ιστοσελίδας δεν είναι τόσο σηµαντική. Ένας χρήστης θα ανεχτεί ήδη τις καθυστερήσεις της τάξης των 10 δευτερολέπτων ή και περισσότερα για µια ιστοσελίδα µέσω µιας τρέχουσας σύνδεσης dial-up. Με υψηλότερους ρυθµούς ροής bits διαθέσιµoυς µε UTMS,αναµένεται ότι µια σελίδα θα µπορούσε να κατέβει σε περίπου 4 δευτερόλεπτα. Εντούτοις, ο τελικός στόχος είναι να µειωθεί αυτό σε 1 ή 2 δευτερόλεπτα. Το QoS παρέχεται στο δίκτυο UMTS µέσω των υπηρεσιών φορέων. Το σχήµα 21 επιδεικνύει πώς η από σηµείο σε σηµείο υπηρεσία εξαρτάται από τις υπηρεσίες που είναι από κάτω από αυτήν.το UTRAN αποτελείται από το BTS, η RNC συσκευή κεντρικού δικτύου (CN) θα είναι το 3G Msc για τη µεταγωγή κυκλώµατος, το SGSN για τη µεταγωγή πακέτου, η CN πύλη θα είναι η πύλη-msc για το κύκλωµα µεταγωγής και το GGSN για το πακέτο µεταγωγής δικτύου.για τις σηµείο προς σηµείο QoS, υπάρχει µια απαίτηση ότι και το UMTS δίκτυο και οι εξωτερικές υπηρεσίες φορέων παρέχουν QoS. Στην πραγµατικότητα, εάν ένας χρήστης εργάζεται σε ένα lap-top που συνδέεται µε την κινητή συσκευή έπειτα απαιτείται QoS και µεταξύ αυτών των συσκευών (γνωστών ως τοπική υπηρεσία φορέων). Το RAB απαιτεί να υπάρχει µια εγγύηση υπηρεσιών για τη διεπαφή αέρα WCDMA και επίσης για το UTRAN. Η διεπαφή QoS αέρα για µια συγκεκριµένη κινητή συσκευή είναι σχετική µε τη δύναµη που διαβιβάζει έναντι του περιβάλλοντος θορύβου. Το RNC παρέχει τον έλεγχο φορέων στο UTRAN. Σχήµα 21 : End-to-end QoS 64

ΚΑΝΑΛΙΑ UTRAN Τα κανάλια UMTS στο UE διαιρούνται σε ιεραρχία τριών-στρωµάτων:λογικό στρώµα,στρώµα µεταφοράς και φυσικό στρώµα. Ένα λογικό κανάλι είναι ένα σύνολο πληροφοριών που αφιερώνεται στη µεταφορά ενός ιδιαίτερου είδους πληροφοριών πέρα από τη ασύρµατη διεπαφή. Ένα κανάλι µεταφοράς είναι πώς τα λογικά κανάλια µεταφέρονται µεταξύ του UE και του RNC. Ένα φυσικό κανάλι είναι το πραγµατικό κανάλι µέσω της διεπαφής αέρα, αποτελούµενο από έναν κώδικα και συχνότητα WCDMA. Το σχήµα 22 παρουσιάζει το µοντέλο επιπέδων.σαν µεταφορά, προσφέρονται mail αέρα,επιφάνειας,καταχωρηµένα κ.λπ. και το φυσικό κανάλι θα µπορούσε να είναι ο ιδιαίτερος φορέας µέσα στον οποίο φέρεται το στοιχείο. Σχήµα 22 : UMTS channel structure Το λογικό κανάλι δεν πρέπει να ξέρει ότι ένα airbus A340 αεροπλάνο φορτίου χρησιµοποιείται σε αυτήν την περίπτωση.πρέπει µόνο να ξέρει ότι θα είναι φυσικά µεταφερµένο και ότι η µεταφορά θα συναντήσει το απαραίτητο QoS (π.χ.η πτήση χρησιµοποιείται για να ελαχιστοποιηθεί η καθυστέρηση). Τα σχήµατα 23 και 24, παρουσιάζουν διάφορα κανάλια διαθέσιµα για το λογικό,της µεταφοράς και το φυσικό επίπεδο στις κατευθύνσεις downlink και uplink, και πώς 65

τα κανάλια χαρτογραφούνται. Η χαρτογράφηση των λογικών καναλιών σε κανάλια µεταφοράς εκτελείται από το επίπεδο ελέγχου πρόσβασης µέσων (media access control)(mac).σαφέστατα υπάρχουν διάφορα κανάλια που έχουν µόνο διαφορά στο φυσικό στρώµα και δεν συµπεριλαµβάνονται σε αυτό το διάγραµµα. ΛΟΓΙΚΑ ΚΑΝΑΛΙΑ Broadcast control channel (BCCH) :Είναι ένα downlink κανάλι που µεταφέρει όλες τις πληροφορίες του γενικού συστήµατος που χρειάζεται το UE για να επικοινωνήσει µε το δίκτυο Paging control channel(pcch) : Είναι ένα κανάλι downlink που µεταφέρει πληροφορίες σελίδας από το δίκτυο για να πληροφορήσει το χρήστη ότι υπάρχει αίτηµα επικοινωνίας Σχήµα 23 : Downlink mapping of logical, transport and physical channels 66

Σχήµα 24 : Uplink mapping of logical, transport and physical channels Common traffic channel (CTCH): αυτό είναι ένα κανάλι downlink που φέρνει πληροφορίες που απευθύνονται σε χρήστες σε µια οµάδα συγκεκριµένων UEs. Common control channel (CCCH): αυτό είναι ένα κανάλι, και για uplink και downlink σύνδεση, τo οποίο φέρνει τις πληροφορίες ελέγχου από το δίκτυο σε UEs που δεν έχουν οποιαδήποτε καθορισµένα κανάλια. Dedicated traffic channel (DTCH): αυτό είναι ένα αµφίδροµο, από σηµείο σε σηµείο κανάλι, που αφιερώνεται σε ένα UE, για τη µεταφορά των πληροφοριών χρηστών. Dedicated control channel (DCCH): αυτό είναι ένα αµφίδροµο, από σηµείο σε σηµείο κανάλι που διαβιβάζει τις ειδικές πληροφορίες ελέγχου µεταξύ του δικτύου και ενός UE. 67

Μεταφορά downlink και φυσικά κανάλια Τα ακόλουθα κανάλια µεταφορών προσφέρουν τη µεταφορά πληροφοριών των λογικών καναλιών όπως παρουσιάζεται στο σχήµα 23. Υπάρχουν συχνά διάφορες επιλογές εκ των οποίων το κανάλι µεταφορών µπορεί να χρησιµοποιηθεί για να εκτελέσει αυτήν την µεταφορά. Το κανάλι ασύρµατης µετάδοσης (BCH) µεταφέρει το BCCH. Αυτό φέρεται έπειτα στο αρχικό κοινό φυσικό κανάλι ελέγχου ( primary common control physical channel) (PCCPCH). Το φυσικό επίπεδο κώδικα, δηλ. ο WCDMA κώδικας channelization που χρησιµοποιείται, για αυτό είναι µια σταθερά συστηµάτων αφού όλα τα UEs πρέπει να είναι σε θέση να αποκωδικοποιήσουν πληροφορίες στο BCH. Μόλις αποκωδικοποιηθεί, το BCCH θα περιέχει τις πληροφορίες του συστήµατος δείχνοντας την κωδικοποίηση όλων των άλλων παρόντων καναλιών. To κανάλι σελιδοποίησης (PCH) µεταφέρει το PCCH, και µεταφέρεται στο δευτεροβάθµιο κοινό φυσικό κανάλι ελέγχου (secondary common control physical channel) (SCCPCH). Επίσης φέρεται στο SCCPCH το προωθητικό κανάλι πρόσβασης (FACH). Το FACH µπορεί να µεταφέρει έναν αριθµό λογικών καναλιών που µεταφέρουν κοινά (CCCH, CTCH) και ειδικά (DCCH, DTCH) έλεγχο και κυκλοφορία.ο ειδικός έλεγχος µπορεί επίσης να µεταφερθεί σε ένα αφιερωµένο κανάλι(dedicated channel ) (DCH) ή σε ένα κοινό κανάλι downlink(dsch), όπου πολλαπλάσιοι χρήστες µπορούν να είναι µε στατιστική πολυπλεξία στο ένα κανάλι µεταφορών. Όπως θα φανεί, είναι το RNC που αποφασίζει, βασισµένο στις απαιτήσεις χρηστών, εάν τα δεδοµένα χρηστών µεταφέρονται σε ένα DCH ή σε ένα κοινό ή µοιρασµένο κανάλι (FACH, DSCH). Παραδείγµατος χάριν, ένας χρήστης µπορεί να κατανείµει ένα χαµηλό ποσοστό DCH δεδοµένων, και έπειτα ταυτόχρονα κατανέµονται µεγαλύτερα,µεταβλητά ποσοστά µεταφοράς στο DSCH. Στο φυσικό στρώµα, το DCH µεταφέρεται σε δύο φυσικά κανάλια (που συνδυάζονται σε ένα κανάλι,πολυπλεξίας χρόνου µαζί), χωρισµένο στο dedicated physical data channel(dpdch) και στο dedicated physical control channel (DPCCH). Το DPCCH περιέχει φυσικό έλεγχο επιπέδου, όπως τη µορφή 68

των πληροφοριών και τον έλεγχο πληροφοριών τροφοδοσίας. Το DSCH µεταφέρεται στο φυσικό µοιρασµένο downlink κανάλι (PDSCH). UMTS TERRESTRIAL RADIO ACCESS NETWORK (UTRAN) ίκτυο Επίγειας Ραδιοκυµατικής Πρόσβασης Το σχήµα 25, παρουσιάζει γενικό µοντέλο πρωτοκόλλου για τις διεπαφές µέσα στο UTRAN. Αυτό διαιρείται σε δύο οριζόντια στρώµατα, το ασύρµατο στρώµα δικτύων και το ασύρµατο στρώµα δικτύων µεταφορών. Αυτός ο διαχωρισµός γίνεται ρητά ώστε να καθοριστεί σαφώς ο ρόλος του καθενός. Το στρώµα µεταφορών είναι ένα γενικό στρώµα που προσφέρει τις υπηρεσίες φορέων στο ασύρµατο στρώµα δικτύων. Αυτό το στρώµα µεταφορών εφαρµόζεται αυτήν την περίοδο χρησιµοποιώντας την τεχνολογία του ATM, αλλά ο χωρισµός και ο καθορισµός των ξεπερασµένων τεχνολογιών µεταξύ του στρώµατος επιτρέπει τη χρήση των εναλλακτικών τεχνολογιών µεταφορών. Το ασύρµατο στρώµα δικτύων αποτελείται από ένα επίπεδο ελέγχου και ένα επίπεδο χρηστών. Το επίπεδο ελέγχου είναι ένα πρωτόκολλο εφαρµογής, το οποίο καθορίζει τους µηχανισµούς που χρησιµοποιούνται για την καθιέρωση, την έκδοση και τη διαχείριση των φορέων, καθώς επίσης και διαδικασίες βοηθητικού ελέγχου. Ο ασύρµατος χρήστης επιπέδου δικτύων αποτελείται από δεδοµένα χρηστών, και θα είναι ένα κανάλι µεταφορών UMTS συν το πρωτόκολλο πλαισίων για µια δεδοµένη διεπαφή. Πρέπει να σηµειωθεί ότι τα δεδοµένα χρηστών σε αυτό το στρώµα καλύπτουν τα δεδοµένα ελέγχου για τα υψηλότερα στρώµατα. Για παράδειγµα, στη διεπαφή Iub, το ασύρµατο επίπεδο χρήστη δικτύου µεταφέρει µαζί µηνύµατα RRC και nas. Το στρώµα δικτύων µεταφορών προσφέρει την υπηρεσία των φορέων µεταφορών και για σηµατοδότηση και για ροή δεδοµένων, όπου η σηµατοδότηση είναι το πρωτόκολλο εφαρµογής του ανώτερου στρώµατος. Αυτοί οι δύο υπηρεσίες φορέων θεωρούνται επιπέδου χρηστών στο επίπεδο δικτύων µεταφορών. Στη συνέχεια, το επίπεδο δικτύων µεταφορών χρειάζεται το 69

δικό του επίπεδο ελέγχου και τα πρωτόκολλα ελέγχου που το καθιερώνουν, διαχειρίζονται και εκδίδουν τους φορείς του. Το γενικό όνοµα για αυτό το επίπεδο ελέγχου είναι το access link control application protocol(alcap). Σχήµα 25 : General protocol model for UTRAN interfaces Το ALCAP έχει το δικό του σήµα φορέα για να µεταφέρει τα µηνύµατα ελέγχου του. Ένα απλό παράδειγµα για το πώς αυτές οι διαφορετικές λίστες πρωτοκόλλου µπορούν να αλληλεπιδράσουν η µια µε την άλλη είναι απαριθµηµένο παρακάτω: 1. Ένα nas µήνυµα όπως το CM service request θα στελνόταν από τα υψηλότερα στρώµατα του επιπέδου χρηστών του UE. 2. Αυτό θα ζητούσε από το δίκτυο να καθοδηγήσει το ασύρµατο επίπεδο ελέγχου δικτύων για να εγκατασταθεί ένας ασύρµατος φορέας. 70

3. Το ασύρµατο επίπεδο ελέγχου δικτύων θα ρωτούσε έπειτα το επίπεδο ελέγχου δικτύων µεταφορών να το κάνει πραγµατικά. Θα ήταν δυνατό να σχεδιαστούν µόνο δύο επίπεδα µέσα στη διαδικασία προδιαγραφών, του επιπέδου χρηστών και του ασύρµατου επιπέδου ελέγχου δικτύων. Εντούτοις, αν και η εισαγωγή ενός ξεχωριστού επιπέδου ελέγχου δικτύων µεταφορών προσθέτει ιδιαίτερη πολυπλοκότητα,επίσης επιτρέπει την ευελιξία του ελλοχεύοντος δικτύου, που δίνει σε έναν χειριστή την επιλογή του ATM ή της IP στις πιό πρόσφατες εκδόσεις. RADIO RESOURCE MANAGEMENT (RRM) Το RRM είναι αρµόδιο για να σιγουρέψει ότι οι πόροι του UTRAN, και ιδιαίτερα η διεπαφή αέρα,χρησιµοποιούνται αποτελεσµατικά. Ο στόχος του είναι να µεγιστοποιήσει την απόδοση για να παρέχει σε όλους τους χρήστες την κάλυψη και την ποιότητα, ανεξάρτητα από ποια υπηρεσία επιθυµούν να χρησιµοποιήσουν.το RRM µπορεί να χωριστεί σε δύο κατηγορίες, εκείνες που είναι βασισµένες στο δίκτυο, και εποµένως εκτελούνται για όλη τη κυψέλη και εκείνες που είναι βασισµένες στη σύνδεση, οι οποίες εκτελούνται ανά σύνδεση. Οι λειτουργίες RRM συνοψίζονται στον πίνακα 4 και µια συνοπτική εξήγηση παρουσιάζεται. Η πραγµατική λειτουργία του αλγορίθµου είναι εξαρτώµενη εφαρµογή.το RRM εφαρµόζεται στο λογισµικό και χειρίζεται στο RNC. Έλεγχος αποδοχής Ο έλεγχος αποδοχής χρησιµοποιείται για να παρέχει τους πόρους για τις εγγυηµένες, σε πραγµατικό χρόνο υπηρεσίες, όπως οι κλήσεις φωνής. 71

Πίνακας 4 : Radio resource management Όταν ένας χρήστης ζητά τους πόρους, ο αλγόριθµος ελέγχου αποδοχής θα πιστοποιήσει ότι µπορεί να ικανοποιήσει το αίτηµα µε τον έλεγχο της φόρτωσης της κυψέλης και του διαθέσιµου WCDMA και τών πόρων µετάδοσης. Με βάση αυτό, εάν οι πόροι είναι διαθέσιµοι, το RNC θα τους διαθέσει και θα τους διατηρήσει, και θα ενηµερώσει έπειτα τον έλεγχο φορτίων αναγνωρίζοντας το χρήστη. Είναι σε αυτό το σηµείο που το RNC θα αποφασίσει ποιο τύπο καναλιού να διαθέσει για έναν χρήστη. Εάν οι πόροι δεν είναι διαθέσιµοι, το RNC είτε θα απορρίψει το αίτηµα είτε θα υποβάλει µια προσφορά των πόρων που είναι διαθέσιµοι. Ο έλεγχος αποδοχής σχεδιάζεται για να συναντήσει ένα προγραµµατισµένο επίπεδο φορτίων, τοποθέτώντας ένα λογικό περιθώριο ασφάλειας κάτω από τους µέγιστους διαθέσιµους πόρους.η διαδικασία απόφασης για τον έλεγχο αποδοχής αναφέρεται ως έλεγχος αποδοχής κλήσης (CAC), και στο UTRAN εκτελείται από το RNC. Υπάρχει επίσης έλεγχος αποδοχής διαδικασιών που εκτελούνται στο κεντρικό δίκτυο. Αυτός ο ρόλος εκτελείται στην περιοχή CS από τον MSC, και στην περιοχή PS και από το SGSN και από το GGSN. Προτού να καθιερωθεί µια κλήση, το δίκτυο αποφασίζει εάν υπάρχουν αρκετοί πόροι διαθέσιµοι για αυτήν την σύνδεση. Εάν όχι, είτε η κλήση µπαίνει σε σειρά προτεραιότητας, προσφέροντας µια χαµηλότερη ποιότητα υπηρεσιών είτε απορρίπτεται. Το RNC πρέπει να εξετάσει την επίδραση σε άλλους χρήστες µέσα στη κυψέλη και ενδεχοµένως µέσα σε παρακείµενες κυψέλες εάν αυτή η κλήση συνεχίζεται. Αυτό είναι µια από τις πιό 72

τεχνικά απαιτητικές πτυχές της εφαρµογής µιας soft χωρητικότητας συστήµατος. Με το GSM, το CAC πέρα από τη διεπαφή αέρα είναι µάλλον απλό: ένας γρήγορος έλεγχος για να δει εάν υπάρχει µια χρονική αυλάκωση διαθέσιµη σε αυτή την περίπτωση,και αναγνωρίζεται η κλήση. Υπάρχουν περαιτέρω έλεγχοι για την επικύρωση και την έγκριση, αλλά αυτοί είναι ξεχωριστά ζητήµατα σε CAC. Υπάρχει ένας αριθµός από τις µετρήσεις απόδοσης πέρα από τη διεπαφή αέρα που µπορεί να ληφθεί υπόψη κατά την εξέταση της αποδοχής ενός άλλου συνδροµητή ή την τροποποίηση του ποσοστού στοιχείων από έναν υπάρχοντα συνδροµητή. Αυτές οι µετρήσεις µπορούν να περιέχουν, αλλά δεν περιορίζονται από τα παρακάτω: λαµβανόµενη δύναµη σηµάτων των τρεχόντων και περιβαλλόντων κυψελών κατ' εκτίµηση ποσοστό λάθους ψηφίων των τρεχόντων και περιβαλλόντων κυψελών λαµβανόµενο επίπεδο παρέµβασης συνολική δύναµη µετάδοσης downlink συνδέσεων ανά κυψέλη. Μέσα στο σύστηµα WCDMA, κάθε χρήστης µοιράζεται το ίδιο φάσµα 5MHz στον ίδιο χρόνο, και οι χρήστες χωρίζονται από έναν κώδικα. εδοµένου ότι όλο και περισσότεροι χρήστες επιτρέπουν τις συνδέσεις σε µια κυψέλη, προκαλούν παρέµβαση για τους άλλους χρήστες στη κυψέλη και επίσης και για άλλους χρήστες στις παρακείµενες κυψέλες από τη στιγµή που η επαναχρησιµοποίηση συχνότητας είναι µία, που σηµαίνει ότι οι παρακείµενες κύψέλες µοιράζονται την ίδια συχνότητα. Ένας χρήστης που στέλνει ένα υψηλό ποσοστό δεδοµένων εισάγει µια υψηλότερη ποσότητα ευρυζωνικού θορύβου από έναν χρήστη που κάνει απλά µια κλήση φωνής. Το δίκτυο εποµένως πρέπει να ξέρει εκ των προτέρων ποιο ποσοστό στοιχείων απαιτεί ένας χρήστης και υπολογίζει πόσος θόρυβος θα παραχθεί σε αυτή τη κυψέλη.εάν αυτή η τιµή θορύβου είναι πάρα πολύ υψηλή θα προκαλέσει µεγάλη παρεµβολή για άλλους χρήστες στη κυψέλη και η ποιότητα κλήσης τους θα µειωθεί.το WCDMA λειτουργεί στο πλαίσιο των 10ms και είναι εποµένως δυνατό για τους χρήστες να 73

τροποποιήσουν τα τρέχοντα ποσοστά δεδοµένων σύνδεσής τους και QoS συχνά,τοποθετώντας τεράστια πίεση στο σύστηµα. Είναι επίσης σηµαντικό για τον αλγόριθµο CAC να λάβει υπόψη το φορτίο στις περιβάλλοντες κύψέλες.αυτό είναι για να εξασφαλιστεί ότι οι χρήστες που είναι σε κίνηση από κυψέλη σε κυψέλη δεν χάνουν τη σύνδεσή τους. Χρονοπρογραµµατιστής πακέτων Ο χρονοπρογραµµατιστής πακέτων χρησιµοποιεί τους πόρους που δε διατίθονται πρόσφατα στα µη-πραγµατικού-χρόνου (NRT) δεδοµένα. εδοµένου ότι το NRT στοιχείο δεν έχει οποιεσδήποτε απαιτήσεις στο δίκτυο όσον αφορά την καθυστέρηση αυτή η κυκλοφορία πρέπει µόνο να σχεδιαστεί από την άποψη της σχετικής προτεραιότητας. Αν πρέπει η σε πραγµατικό χρόνο κυκλοφορία να χρειάζεται περισσότερους πόρους, τα NRT στοιχεία θα ξαναπρογραµµατιστούν.το σχήµα 26, επεξηγεί την έννοια.η σε πραγµατικό χρόνο κυκλοφορία θεωρείται ως µη-ελέγξιµο φορτίο από τη στιγµή που το δίκτυο πρέπει να εγγυηθεί τους πόρους και έτσι δεν έχει κανένα έλεγχο αυτών. Εντούτοις,η NRT κυκλοφορία που προσφέρει έναν τέτοιο συµβιβασµό µπορεί να επεκτείνει και να περιορίσει τους διαθέσιµους πόρους και ως εκ τούτου καλείται το ελέγξιµο φορτίο. Σχήµα 26 : Load control in UMTS 74

Έλεγχος φορτίων Ο έλεγχος φορτίων ελέγχει συνεχώς τη διεπαφή αέρα για να διατηρήσει µια σαφή εικόνα της παρέµβολής επιπέδων στις κυψέλες. Αλληλεπιδρά µε το χρονοπρογραµµατιστή ελέγχου και πακέτων αποδοχής για να προσπαθήσει να κρατήσει το φορτίο κάτω από κάποιο επίπεδο κατώτατων ορίων στόχων. Εάν ξεπερνιόταν το κατώτατο όριο, κατόπιν οι διαδικασίες θα ανακαλούνταν για να το φέρουν πίσω πάλι. Αυτές θεωρούνται ως διαδικασίες έκτακτης ανάγκης και περιλαµβάνουν τις ακραίες ενέργειες όπως η αναστολή NRT φορέων ή η κατάρρευση των σε πραγµατικό χρόνο φορέων. Υπάρχουν διάφορες στρατηγικές για τον έλεγχο αποδοχής και φορτίων για να επιτρέψουν σε έναν νέο χρήστη να µπει σε µια κυψέλη: Οι τρέχουσες κινητές συσκευές θα µπορούσαν να αυξήσουν την ισχύ τους αλλά αυτό προκαλεί περισσότερη παρεµβολή για άλλους χρήστες. Η κινητή συσκευή είναι περιορισµένη στο ποσό δύναµης που µπορεί να διαβιβάσει λόγω amperehour των µπαταριών. Στη νέα κινητή συσκευή θα µπορούσε να χορηγηθεί ένα χαµηλότερο ποσοστό δεδοµένων από το ζητούµενο. Άλλοι χρήστες κλήσης φωνής θα µπορούσαν να µετατοπιστούν στο GSM (παραδείγµατος χάριν) εάν υπάρχει κάλυψη. Η µαλακή παράδοση θα µπορούσε να εκτελεσθεί για τους χρήστες υψηλού ποσοστού δεδοµένων. Αυτό θα µείωνε τη µέση µεταδιδόµενη ισχύ και ως εκ τούτου και την παρεµβολή. Οι χρήστες στο περιθώριο της κυψέλης θα µπορούσαν να κληθούν να κινηθούν προς άλλες κυψέλες. Οι κλήσεις θα µπορούσαν να πέσουν µε κάποιο ελεγχόµενο τρόπο. 75

Εξωτερικός έλεγχος δύναµης βρόχων χρήσης για να µειώσει το uplink σήµα στην ασύρµατη παρεµβολή (SIR). Ποσοστό δυαδικών ψηφίων µείωσης των λεκτικών κλήσεων µέσω του προσαρµοστικού multirate (AMR) CODECS. Οι χρήστες που έχουν διανεµηθεί σε ειδικά κανάλια αλλά που έχουν µια χαµηλή χρησιµοποίηση µπορούν να κινηθούν προς τα κοινά ή τα µοιραζόµενα κανάλια. Από τη φύση της, η διεπαφή αέρα είναι επιρρεπής στην παρεµβολή. Το σύστηµα WCDMA σχεδιάζεται για να λειτουργεί µέσα σε αυτούς τους περιορισµούς από τη συνεχή φόρτωση συστηµάτων ελέγχου. Έλεγχος παράδοσης Το RNC είναι υπεύθυνο για τη διαχείριση των παραδόσεων. Στο UMTS,υπάρχουν δύο κατηγορίες παράδοσης:η soft παράδοση και η hard παράδοση. Η soft παράδοση είναι όταν µια νέα ασύρµατη σύνδεση αρχίζει προτού κλείσει η παλαιά σύνδεση. Είναι µοναδικό στην τεχνολογία CDMA και δυνατό από τότε που γειτονικές κυψέλες µπορούν να λειτουργήσουν στην ίδια συχνότητα. Αυτό επιτρέπει µια καλύτερη ποιότητα σύνδεσης. Στα πλαίσια του UTRAN,είναι διαθέσιµες οι παραδόσεις που συνοψίζονται στους πίνακες 5 και 6. Πίνακας 5 : Soft handover types 76

Πίνακας 6: Hard handover types Soft handover Η µαλακή παράδοση είναι ένας µηχανισµός που επιτρέπει στην κινητή συσκευή να επικοινωνήσει µε έναν αριθµό σταθµών βάσεων συγχρόνως. Αυτό είναι δυνατό µόνο µε το σύστηµα CDMA από την στιγµή που παρακείµενοι σταθµοί βάσης θα λειτουργούν στις ίδιες συχνότητες µεταφορέων. Όταν η κινητή συσκευή διαβιβάζει, διαβιβάζει σε µια ευρεία περιοχή, το οποίο σηµαίνει ότι µεγάλο ποσοστό του σήµατος θα είναι πραγµατικά στη λανθασµένη κατεύθυνση, µακρυά από τη λαµβάνουσα κεραία. Είναι ενδιαφέρον για να σηµειώσουµε ότι η ισχύς µετάδοσης από τις κινητές συσκευές θεωρείται µεγαλύτερη για τις µη φωνητικές υπηρεσίες. Αυτό είναι δεδοµένου ότι χαρακτηριστικά ο χρήστης φωνής θα τοποθετήσει τη συσκευή κοντά το κεφάλι κατά την παραγωγή µιας κλήσης, και έτσι ένα µεγάλο ποσοστό του ακτινοβολούντος σήµατος απορροφάται. Αυτό δεν είναι γενικά η περίπτωση για άλλες υπηρεσίες, όπου η συσκευή είναι µακρυά από το σώµα. Η µαλακή παράδοση επιτρέπει στο UE να επικοινωνήσει µέσω µιας άλλης κυψέλης για να µεγιστοποιήσει τη χρησιµοποίηση αυτού του σήµατος. Αυτό το σενάριο δεν είναι δυνατό µε το GSM από τη στιγµή που τα παρακείµενα κύτταρα διαβιβάζουν και λαµβάνουν σε διαφορετικές συχνότητες. Σε αυτή την περίπτωση, η κινητή συσκευή πρέπει να στείλει τα δεδοµένα σε δύο ξεχωριστές συχνότητες και αυτό νικά ολόκληρο το σκοπό της µαλακής 77

παράδοσης. Σε σχέση µε τη µαλακή παράδοση, η κυψέλη που µπορεί να ανιχνεύσει ένα UE είναι χωρισµένη σε τρεις κατηγορίες (πίνακας 7). Το σχήµα 27 παρουσιάζει κινητή συσκευή στη µαλακή παράδοση. Σε αυτό το παράδειγµα η κινητή συσκευή συνδέεται µε τρεις χωριστούς σταθµούς βάσεων και έτσι υπάρχουν τρεις χωριστές συνδέσεις πέρα από τη διεπαφή Iub. Ο χαµηλότερος σταθµός βάσεων ελέγχεται από ένα διαφορετικό RNC στο BTS στην κορυφή του διαγράµµατος. Αυτό αναφέρεται ως drift RNC (DRNC) και αυτό απλά περνά τις πληροφορίες για αυτήν την κινητή συσκευή απέναντι στην εξυπηρέτηση RNC. Υπάρχει µόνο µια σύνδεση κατευθείαν στο κεντρικό δίκτυο και αυτό είναι µέσω του SRNC. Όλες οι κυψέλες στο σχήµα πρέπει να έχουν την ίδια συχνότητα µεταξύ τους για να λειτουργήσει αυτό το σύστηµα. Πίνακας 7 : Cell sets 78

Σχήµα 27 : Soft handover Στην uplink οι διαφορετικοί σταθµοί βάσεων λαµβάνουν ακριβώς τις ίδιες πληροφορίες από τη κινητή συσκευή και αυτές συνδυάζονται στο SRNC σε µια διαδικασία που αναφέρεται ως macrodiversity. Μόνο ένα ρεύµα των πληροφοριών περνούν πέρα από τη διεπαφή LU από το RNC προς το CN. Το RNC παίρνει τα ρεύµατα πληροφοριών από τις Iub και τις Iur διεπαφές και απλά εξασφαλίζει ότι το ρεύµα που δίνεται προσαρµόζεται στις απαιτήσεις QoS. Ο µαλακός µηχανισµός παράδοσης µπορεί να παράγει µεγάλη κυκλοφορία πέρα από τις RAN Iub και Iur διεπαφές. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας macrodiversity στο SRNC, τα διαφορετικά ρεύµατα δεδοµένων ελέγχονται σε µια βάση µπλοκ ανά-µεταφορών για το ποσοστό λάθους block (block basis for block error rate)(bler) ή ποσοστό λάθους κοµµατιών (BER) ενάντια σε µια τιµή στόχων αναφοράς. Το καλύτερο-ποιοτικό µπλοκ σε κάθε περίπτωση διαβιβάζεται στο κεντρικό δίκτυο. εδοµένου ότι το RNC έχει πολλαπλάσια ρεύµατα από στα οποία µπορεί να δουλεύει, η γενική ποιότητα των δεδοµένων αυξάνεται. Εάν αυτή η αύξηση ωθεί υπερβολικά την ποιότητα έναντι του απαιτούµενου στόχου για να προσφέρει QoS, αυτό δείχνει ότι είναι δυνατό να µειωθεί η δύναµη 79

διαβίβασης της κινητής συσκευής, µειώνοντας κατά συνέπεια την παρεµβολή που προκαλείται σε άλλους κινητούς συνδροµητές στις κυψέλες, και αυξάνοντας τη χωρητικότητα των κυψελών. Στην downlink σύνδεση, διάφοροι σταθµοί βάσεων µπορούν να διαβιβάσουν ακριβώς τις ίδιες πληροφορίες στη κινητή συσκευή. Πάλι, αυτό χρησιµοποιείται για να µειώσει τη δύναµη downlink συνδέσεων πάνω στη διεπαφή αέρα και η κινητή συσκευή θα εκτελέσει εσωτερικά µια διαδικασία ποικιλοµορφίας. Ο σταθµός βάσεων που είναι να προστεθεί στις ενεργές καθορισµένες ανάγκες πρέπει να γνωρίζει την ύπαρξη της κινητής συσκευής. Κατά συνέπεια το RNC πρέπει να του περάσει τον κώδικα για την κινητή συσκευή, καθώς επίσης και άλλου είδους παραµέτρους σύνδεσης όπως τα σχέδια κωδικοποίησης, τον αριθµό παράλληλων καναλιών κώδικα κ.λπ. Αν και η ίδια ευρείας ζώνης συχνότητα χρησιµοποιείται από τις παρακείµενες κυψέλες, οι κυψέλες είναι φυσικά αναγνωρίσιµες από τους διαφορετικούς κώδικες τους. Η κινητή συσκευή ελέγχει συνεχώς το common pilot channel (CPICH) των κυψελών στην περιβάλλουσα περιοχή της για τα επίπεδα ισχύος. Αυτές οι πληροφορίες µπορούν έπειτα να χρησιµοποιηθούν για να αξιολογήσουν εάν η κυψέλη πρέπει ή όχι να προστεθεί ενεργό σύνολο. Η κινητή συσκευή περνά αυτές τις πληροφορίες υπό µορφή εκθέσεων µέτρησης στο SRNC. Εάν ένας ενιαίος σταθµός βάσεων ελέγχει έναν αριθµό κυψελών, που τυπικά αναφέρονται χαρακτηριστικά ως τοµείς, κάθε ένας εκ των οποίων χρησιµοποιεί την ίδια συχνότητα,είναι δυνατό για τη µαλακή παράδοση να εµφανιστεί µέσα σε αυτές τις κυψέλες. Αυτή η µορφή µαλακής παράδοσης καλείται softer handover. Στην downlink σύνδεση, δεν υπάρχει καµία διαφορά εντούτοις,στην uplink η λειτουργία ποικιλοµορφίας εκτελείται στο BTS, παρά στο RNC.Το σχήµα 6.16 παρουσιάζει γραφική παράσταση για το πότε µια κινητή συσκευή θα εκτελέσει µια µαλακή παράδοση. Υποτίθεται στο παράδειγµα ότι η κινητή συσκευή συνδέεται τώρα µε την κυψέλη-1 και κινείται φυσικά πέρα από αυτή σε µία άλλη κυψέλη, κυψέλη-2. Η κινητή συσκευή ελέγχει συνεχώς τις κυψέλες στην περιβάλλουσα περιοχή και περνά τις εκθέσεις µέτρησης του CPICH δύναµης σηµατοδοσίας στο SRNC. Μπορεί να φανεί ότι οι εκθέσεις µέτρησης για τη κυψελή 1 θα δείξουν ότι το σήµα γίνεται πιο αδύνατο και για τη κυψέλη-2 80

ισχυρότερο. Όταν δείχνουν οι εκθέσεις από τη κυψέλη-2 στο SRNC ότι η δύναµη του σήµατος του CPICH-2 είναι µέσα σε ένα ορισµένο κατώτατο όριο της ισχυρότερης κυψέλης-1, τίθεται ένα χρονόµετρο.εάν τα CPICH-2 συνεχίζουν να είναι µέσα στο κατώτατο όριο της κύψέλης-1 για µία προκαθορισµένη περίοδο έπειτα η κυψέλη-2 θα προστεθεί στο ενεργό σύνολο µέσω ενός active set update µηνύµατος από το RNC προς στην κινητή συσκευή. Το χρονόµετρο χρειάζεται να µειώσει το ποσό ανταλλαγών, από τη στιγµή που ο συνδροµητής αποφασίσει να γυρίσει πίσω και να περπατήσει προς τη κυψέλη-1 και το CPICH-2 δεν εµπίπτει στο κατώτατο όριο προτού να φθάσει το χρονόµετρο στην προκαθορισµένη αξία του και έπειτα εκεί δεν θα υπάρξει καµιά βελτίωση. Κατά τη διάρκεια που η κινητή συσκευή συνδέεται και µε τις δύο κυψέλες, η δύναµη που διαβιβάζει µπορεί να µειωθεί, µειώνοντας την παρεµβολή για άλλους χρήστες και στις δύο κυψέλες και σώζοντας επίσης τη ζωή µπαταριών της κινητής συσκευής. Όταν ο συνδροµητής κινηθεί µακρυά από τη κυψέλη-1, τελικά θα πέσει η σύνδεση, και πάλι θα υπάρξει ένα κατώτατο όριο τιµής και ένα χρονόµετρο. Σχήµα 28 : Example soft handover procedure 81

Μια κινητή συσκευή µπορεί να συνδεθεί µε περισσότερες από δύο κυψέλες κατά τη διάρκεια της µαλακής παράδοσης. Η υστέρηση στο διάγραµµα δείχνει ότι οι δύο συνδέσεις χρησιµοποιούνται ταυτόχρονα, και ότι η απόφαση να προστεθεί ή να αφαιρεθεί µια σύνδεση λαµβάνεται ανεξάρτητα µε βάση τις µετρήσεις που καταγράφονται. Τα πλεονεκτήµατα που παρουσιάζονται από τη µαλακή παράδοση είναι µόνο πραγµατικά χρήσιµα εάν τα δύο (ή περισσότερα) σήµατα είναι αρκετά ίσα στη δύναµη, τυπικά λιγότερο από 3 DB διαφορά. ΕΛΕΓΧΟΣ ΙΣΧΥΟΣ Ο έλεγχος ισχύος σε ένα σύστηµα WCDMA είναι κρίσιµος για την επιτυχή λειτουργία του. Αυτό επειδή κάθε µικροτηλέφωνο µεταδίδει στην ίδια συχνότητα και ταυτόχρονα µε άλλα µικροτηλέφωνα. Κάθε ένα από τα µικροτηλέφωνα εποµένως παράγει την παρεµβολή, βελτιώνοντας το γενικό επίπεδο θορύβου στη κυψέλη, και ο σταθµός βάσεων πρέπει να είναι σε θέση να διακρίνει έναν ιδιαίτερο χρήστη από αυτήν την παρεµβολή. Εάν µια ενιαία κινητή συσκευή διαβιβάζει µε πάρα πολλή ισχύ, ή είναι φυσικά πιό κοντά στο BTS, αυτό µπορεί να αφήσει εκτός τα άλλα UEs. Αντιθέτως, εάν ένα UE διαβιβάζει µε επίσης λίγη ισχύ, ή είναι φυσικά πιό µακριά, ο σταθµός βάσεων δεν θα το ακούσει ποτέ. Αυτό είναι συνήθως αναφερόµενο ως near-far problem. Υπάρχουν δύο κύριες ανησυχίες σχετικά µε τον έλεγχο ισχύος: Η απόσταση από το σταθµό βάσης και η γρήγορη εξασθένιση. Μέσα στο WCDMA σύστηµα υπάρχουν τρεις τύποι κανονισµού ισχύος που χρησιµοποιούνται:open loop,inner loop και outer loop έλεγχος ισχύος. Οι βασικοί στόχοι από τον έλεγχο ισχύος είναι: να παρέχουν σε κάθε UE την αποτελεσµατική ποιότητα ανεξάρτητα από τη κατάσταση των συνδέσεων ή την απόσταση τους από το BTS να αντισταθµίζουν την υποβάθµιση καναλιών όπως η γρήγορη εξασθένιση να βελτιστοποιούν την κατανάλωση ισχύος και ως εκ τούτου ζωή µπαταριών στο UE. 82

ιεπαφή Iub Η διεπαφή Iub συνδέει το BTS µε το RNC. Όπως προηγουµένως αναφέρεται, αυτό είναι από σηµείο σε σηµείο και είναι εποµένως µια διεπαφή UNI. Η δοµή της παρουσιάζεται στο Σχήµα 29. Η ονοµαζόµενη σύµβαση για τα µέρη εφαρµογής είναι βασισµένη στον κόµβο ή το υποσύστηµα το οποίο συνδέουν. Έτσι για το Iub, η διεπαφή συνδέεται µε το BTS ή τον κόµβο β, έτσι το µέρος εφαρµογής είναι το Node B application part(nbap). Το ασύρµατο επίπεδο χρηστών δικτύων αποτελείται από τα κανάλια µεταφορών, παραδείγµατος χάριν, το FACH και το RACH, DCH κ.λπ. Στο επίπεδο δικτύων µεταφορών, το ασύρµατο επίπεδο χρηστών δικτύων προσφέρεται στο AAL2 επίπεδο προσαρµογής για τη µεταφορά των δεδοµένων χρηστών. Έχει φανεί ότι τα δεδοµένα των χρηστών διαµέσου της διεπαφής αέρα Uu είναι τεµαχισµένα σε µικρά τµήµατα από το επίπεδο RLC. Τα τµήµατα συνεχίζονται µέσω της Iub και η επανασυναρµολόγησή τους πραγµατοποιείται µόνο στο RNC, και όχι στο BTS. Το AAL2 χρησιµοποιείται για να µεταφέρει αυτά τα µικρά τµήµατα στο CPS-PDU του, και τους επιτρέπει να πολυπλεχθούνε µαζί πέρα από ένα ενιαίο εικονικό κύκλωµα. Μια ταυτότητα καναλιών χρησιµοποιείται για να προσδιορίσει κάθε µεµονωµένο AAL2 ρεύµα καναλιών. Για τη µεταφορά σήµατος, σε αυτήν την περίπτωση του NBAP, η µόνη απαίτηση είναι ένας φορέας που µπορεί να παρέχει τη σταθερή και σε σωστή σειρά παράδοση των µηνυµάτων σήµατος. 83

Σχήµα 29 : lub protocol stack Για να γίνει αυτό, το επίπεδο δικτύων µεταφορών παρέχει την τυποποιηµένη σηµατοδότηση της ATM λίστας πρωτοκόλλου, συχνά καλούµενη ως σηµατοδότηση AAL (SAAL).Το πρωτόκολλο NBAP παρέχει όλη τη λειτουργία ελέγχου που απαιτείται µεταξύ ενός BTS και ενός RNC.Οι διαδικασίες του µπορούν να χωριστούν σε δύο ταξινοµήσεις: κοινές και καθορισµένες. Κοινές διαδικασίες NBAP ορίζονται ως γενικές, µη συγκεκριµένες διαδικασίες, συµπερίλαµβανοµένων εκείνων που χρησιµοποιούνται για να καθιερώσουν ένα αρχικό πλαίσιο για τον κινητό χρήστη.καθορισµένες διαδικασίες NBAP σχετίζονται µε τον έλεγχο του UE µόλις καθιερωθεί ένα αρχικό πλαίσιο. Οι βασικές λειτουργίες που παρέχονται από το NBAP είναι: 84

ιαχείριση των ασύρµατων συνδέσεων - καθιέρωση, προσθήκη, επαναπρογραµµατισµός και έκδοση της ασύρµατης σύνδεσης. ιαχείριση σταθµών βάσεων - διαχείριση της διαµόρφωσης κυψελών και σχεδιασµός των πληροφοριών ευρείας µετάδοσης. ιαχείριση κοινών καναλιών - έλεγχος των κοινών καναλιών µεταφορών όπως RACH και FACH. Μέτρηση και επίβλεψη - υποβολή έκθεσης και έλεγχος των πληροφοριών µέτρησης του RNC, όπως οι µετρήσεις δύναµης. ιαχείριση ελαττωµάτων - υποβολή έκθεσης των γενικών καταστάσεων λάθους. ΕΓΚΑΘΙ ΡΥΣΗ ΑΣΥΡΜΑΤΗΣ ΣΥΝ ΕΣΗΣ Σαν παράδειγµα συναλλαγής εξετάζουµε το αρχικό αίτηµα σύνδεσης για να καθιερωθεί ένας ασύρµατος φορέας. Όπως φαίνεται στο σχήµα 30, το RNC θα διανείµει ένα ασύρµατο αίτηµα εγκατάστασης συνδέσεων στο BTS. Εάν αυτό είναι επιτυχές,θα οδηγήσει στις ακόλουθες ενέργειες στο BTS: Το BTS θα διατηρήσει τους απαραίτητους πόρους, όπως διευκρινίζονται στο αίτηµα εγκατάστασης. Το BTS θα αρχίσει την υποδοχή στη σύνδεση. Το BTS θα αποκριθεί στο RNC µε µια ασύρµατη σύνδεση εγκατάστασης απαντητικού µηνύµατος. Οι βασικές παράµετροι που περιλαµβάνονται στο µήνυµα εγκατάστασης παρατίθενται στον πίνακα στο σχήµα 30. Η εντολή περνά µόνο τη µεταφορά BTS και τις φυσικές παραµέτρους επιπέδου. Πληροφορίες για τους ασύρµατους φορείς που φέρονται σε αυτήν την σύνδεση είναι σχετικές µόνο µε το UE/ RNC, αφού το BTS δεν εξετάζει εκείνα τα επίπεδα της λίστας πρωτοκόλλου. Η απόφαση για το ποιος κώδικας θα χρήσιµοποιηθεί παίρνεται από το UE. Ο πραγµατικός φορέας για αυτό θα αρχίσει µέσα στο στρώµα µεταφορών, µετά από αίτηµα από το RNC, χρησιµοποιώντας το σήµα 85

πρωτοκόλλου στρώµατος δικτύων µεταφορών, ALCAP, το οποίο εδώ είναι AAL2 σηµατοδότηση. Σχήµα 30 : NBAP radio link setup procedure Η απάντηση NBAP παρέχει τη AAL2 τελική διεύθυνση συστηµάτων, δηλ. την AAL2 διεύθυνση του BTS. Το πραγµατικό σχέδιο εξέτασης είναι εφαρµογή εξαρτώµενη, αλλά διαθέτει χαρακτηριστικά µια AAL2 διεύθυνση για κάθε κυψέλη. Παρέχει επίσης το binding ID. Αυτή η τιµή χρησιµοποιείται ως ρητή αναφορά σε ένα σύνολο οδηγιών σήµατος. Η binding id παράγεται από το BTS και στέλνεται στο RNC µέσω των NBAP. Έπειτα µεταφέρεται µέσα στο πρωτόκολλο σήµατος ALCAP ως προσδιοριστικό για να συνδέσει τις NBAP και τις ALCAP διαδικασίες σήµατοδότησης για µια δεδοµένη συναλλαγή. Το RNC θα ενσωµατώσει έπειτα αυτήν την τιµή για να µεταφερθεί στην διαδικασία σήµατος ALCAP. Όπως αναφέρθηκε προηγουµένως, η διεπαφή Iub ορίζεται ως ένα UNI λόγω της σηµείου-σε σηµείο αρχιτεκτονικής του.οι διεπαφές Iur και lu ορίζονται ως NNI, και εποµένως η δοµή τους, ενώ προσκολλάται στο τυποποιηµένο σχήµα, είναι εγγενώς πιό περίπλοκη. Το σχήµα 31 παρουσιάζει τη λίστα πρωτοκόλλου διεπαφών Iur. Στο ασύρµατο στρώµα δικτύων,η διαµόρφωση είναι σχεδόν ίδια, αλλά τώρα το RNSAP είναι µέρος εφαρµογής. 86

Σχήµα 31 : lur protocol stack Εντούτοις, στο επίπεδο δικτύων µεταφορών, υπάρχουν µερικές ευδιάκριτες προσθήκες. Για την ασύρµατη σηµατοδότηση φορέων δικτύων, το επίπεδο SCCP εφαρµόζεται, ενώ για ALCAP Q.2150.1 χρησιµοποιείται αλλιώς. Η λογική για την εισαγωγή αυτών των νέων επιπέδων είναι πάλι να χωρίσει αυτή τη δικτυωµένη (NNI)υποδοµή σηµατοδότησης φορέων από την τεχνολογία του ATM. Αυτά τα επίπεδα είναι ένας ευρυζωνικός SS7 σωρός. Μια διαφορά είναι ότι χρησιµοποιείται το MTP3b, το οποίο είναι µια ευρυζωνική έκδοση MTP3 που υποστηρίζει τη µεταφορά µεγαλύτερου µεγέθους µηνυµάτων. 87

Radio network subsystem application part (RNSAP) Η διεπαφή Iur και οι διαδικασίες RNSAP είναι αυτά που επιτρέπουν τη soft παράδοση Inter- Rnc, όπου µια κινητή συσκευή συνδέεται µέσω περισσότερων από µιας ασύρµατης σύνδεσης, και τα BTSs είναι κάτω από τον έλεγχο διαφορετικών CRNCs. Όπως εξηγείται νωρίτερα, τα RNCs παίρνουν το λογικό ρόλο της εξυπηρέτησης και της κλίσης RNC, όπου το SRNC διαχειρίζεται τη σύνδεση και διατηρεί τη σύνδεση µε το κεντρικό δίκτυο.το RNSAP είναι αρµόδιο για τον έλεγχο αυτής της σύνδεσης µεταξύ DRNC και SRNC. Οι λειτουργίες RNSAP µπορούν να χωριστούν σε τέσσερις βασικές κατηγορίες: Basic mobility : οι διαδικασίες που εξετάζουν την κινητικότητα µέσα στο RAN, όπως η σελιδοποίηση του χρήστη και η µεταφορά σήµατος. Dedicated : διαδικασίες για να χειριστεί τα αφιερωµένα κανάλια στη διεπαφή Iur, όπως η διαχείριση ασύρµατων συνδέσεων και την αφιερωµένη µέτρηση καναλιών. Κοινό κανάλι: διαδικασίες σχετικές µε τα κοινά κανάλια µεταφορών, π.χ. RACH και FACH Σφαιρικές: διαδικασίες που δεν αφορούν ένα ιδιαίτερο πλαίσιο χρηστών. Εποµένως, αυτές είναι διαδικασίες µεταξύ των όµοιων οντοτήτων CRNC, δεδοµένου ότι η σχέση DRNC/SRNC είναι µόνο όσον αφορά ένα συγκεκριµένο πλαίσιο. Η υποβολή έκθεσης λάθους είναι ένα παράδειγµα µιας σφαιρικής διαδικασίας. 88

ιεπαφή LU Η δοµή της διεπαφής LU είναι χωρισµένη σε δύο µέρη δεδοµένου ότι το LU συνδέεται µε το κύκλωµα και τις περιοχές πακέτων του κεντρικού δικτύου. Το LU- CS, όπως φαίνεται στο σχήµα 32, συνδέεται στο 3G Msc και είναι σχεδόν το ίδιο µε τη διεπαφή Iur. Πάλι, το επίπεδο µεταφοράς και το ασύρµατο επίπεδο ελέγχου δικτύων χτίζεται στο ATM και µια ευρυζωνική SS7 σηµατοδότηση σωρού, µε το πρωτοκόλλου RANAP να µπαίνει στο στρώµα SCCP για να παρέχει συνδεσµικές και ασυνδεσµικές υπηρεσίες. Όπως πριν, τα δεδοµένα χρηστών µεταφέρονται χρησιµοποιώντας AAL2 και έτσι ο AAL2 σωρός σηµατοδότησης απαιτείται για τον έλεγχο δικτύων µεταφορών, δηλ. τη καθιέρωση στο επίπεδο χρήστη συνδέσεων AAL2. Τα στοιχεία χρηστών τοποθετούνται στο πρωτόκολλο πλαισίων LU, όπως περιγράφεται προηγουµένως. Για να τοποθετήσετε αυτό στο πλαίσιο µε την ασύρµατη λίστα πρωτοκόλλου δικτύων, θεωρήστε τα ακόλουθα διαγράµµατα, τα οποία επεξηγούν την πλήρη σύνδεση για τον έλεγχο και τα δεδοµένα. Σχήµα 32 : lu-cs protocol stack 89

Σχήµα 33 : Signalling protocol stack Το σχήµα 33 παρουσιάζει το πρωτοκόλλου ελέγχου σηµατοδοσίας στοίβας, η οποία καθιερώνεται για τη µεταφορά L3 µηνυµάτων σηµατοδοσίας µεταξύ του UE και του κεντρικού δικτύου, σε αυτήν την περίπτωση, το Msc (εντούτοις, ο σωρός είναι ο ίδιος προς το SGSN). Η σύνδεση σηµατοδοσίας αποτελείται από δύο µέρη, τη σύνδεση RRC και τη σύνδεση RANAP. Μεταξύ του UE και του RNC, όσον αφορά στο UTRAN, αυτό αντιµετωπίζεται όπως τα δεδοµένα χρηστών δεδοµένου ότι προέρχεται από το κινητό, και έτσι µεταφέρεται πέρα από τα πρότυπα AAL2 φορέων. Για τη µεταφορά των σε πραγµατικό χρόνο δεδοµένων φωνής µεταξύ του UE και του CS-CN, η επισκόπηση σωρών είναι όπως φαίνεται στο σχήµα 34. Μεταξύ του UE και του RNC, η κλήση µεταφέρεται χρησιµοποιώντας διαφανή τρόπο RLC, και έπειτα στο Msc που χρησιµοποιεί το πρωτόκολλο επιπέδου χρηστών LU σε εκδοχή υποστήριξης άνω των AAL2/ATM. Για τη σύνδεση στο SGSN, χρησιµοποιείται η διεπαφή LU- Ps. Η δοµή της είναι κάπως απλούστερη από τις άλλες διεπαφές, µε την απουσία οποιουδήποτε δικτύου µεταφορών σηµατοδότησης (σχήµα 35). Αυτό είναι επειδή τα δεδοµένα χρηστών µεταφέρονται πέρα από µια σήραγγα GTP, χρησιµοποιώντας µια IP µέσω µιας σύνδεσης ATM.Όλες οι σχετικές πληροφορίες για αυτήν την σήραγγα 90

στέλνονται στις διαδικασίες RANAP. Άλλη µια φορά, εξετάζουµε µια επισκόπηση αυτής της σύνδεσης από το UE στο SGSN. Το σχήµα 35 παρουσιάζει τους σωρούς. εδοµένου ότι αυτό είναι κυκλοφορία IP στον πυρήνα πακέτων, τα πακέτα πρώτα συµπιέζουν τις επιγραφές τους χρησιµοποιώντας το πρωτόκολλο PDCP, και έπειτα, σε αυτό το παράδειγµα, χρησιµοποιούν τον αναγνωρισµένο RLC τρόπο για να παρέχουν αξιόπιστη παράδοση µέσω του ασύρµατου δικτύου. Στη συνέχεια, µεταφέρονται σε µια σήραγγα GTP και από την IP µέσω του ATM προς τον πυρήνα πακέτων. Σχήµα 34 : Voice call overview Radio access network application part (RANAP) Το πρωτόκολλο RANAP παρέχει στο ασύρµατο δίκτυο σηµατοδοσία µεταξύ του κεντρικού δικτύου και του ασύρµατου δικτύου πρόσβασης µέσω της διεπαφής LU.Το RANAP καλύπτει τις διαδικασίες και για τις δύο περιοχές κυκλωµάτων και πακέτων του κεντρικού δικτύου. Οι γενικές υπηρεσίες που προσφέρονται από το 91

RANAP είναι γενικές εξυπηρετήσεις ελέγχου, υπηρεσίες ανακοίνωσης και ειδικές εξυπηρετήσεις ελέγχου. Το στρώµα µεταφορών για να παρέχει τις συνδεσµικές και τις ασυνδεσµικές υπηρεσίες αναµένεται να υποστηρίξει τις διαδικασίες RANAP, τις οποίες κάνει µέσω του ευρυζωνικού SS7 σωρού.το RANAP αναµένει την µεταφορά σήµατος για να παρέχει την σωστή παράδοση των µηνυµάτων, και να διατηρήσει µια σύνδεση ανά ενεργό UE. Οι βασικές λειτουργίες RANAP είναι οι ακόλουθες: RAB management : καθιέρωση, τροποποίηση και έκδοση των ασύρµατων φορέων πρόσβασης. Serving RNC relocation : µετατόπιση των πόρων και της λειτουργίας µεταξύ RNCs. Iu connection release : απελευθέρωση όλων των πόρων σχετικών µε µία LU σύνδεσης. Iu load control : ρύθµιση της φόρτωσης LU και του χειρισµού υπερφόρτωσης. User paging : προσφέρει υπηρεσία σελιδοποίησης χρηστών κεντρικών δικτύων. Transport of NAS information : η µεταφορά nas των πληροφοριών, όπως η σηµατοδοσία του επιπέδου 3, µεταξύ ενός χρήστη και του κεντρικού δικτύου. Ένα παράδειγµα θα ήταν η µεταφορά µηνυµάτων αναπροσαρµογών περιοχής θέσης/δροµολόγησης. Security mode control : µεταφορά των κλειδιών ασφάλειας για την προστασία και ακεραιότητα του λογαριασµού στο ασύρµατο δίκτυο πρόσβασης. General error reporting : η υποβολή έκθεσης των γενικών καταστάσεων λάθους 92

Σχήµα 35 : lu-ps protocol stack Πίνακας 7 : Κύριες διαδικασίες RANAP. 93