WCDMA/UMTS 第三代無線通訊系統 無線技術介紹

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1，前言
在這期的文章中，我們要介紹在WCDMA無線通訊技術中，屬於各類通訊層的管道﹝Channel﹞技術，與過去我們在Internet使用的TCP/IP通訊協定來比較，TCP/IP並沒有專屬於傳輸控制與資料的固定管道存在，可以由使用者自行產生不同的連線，並且自行建構傳輸控制訊號與使用者資料的連線。但是在WCDMA當中可就不是如此了，他有專屬的通訊管道的概念，每個不同的管道各有它特定的功能，例如:用來進行同步、傳輸控制訊號或是使用者資料，都會透過不同的通訊管道，如果需要傳輸更大量的使用者資料，就會配置更多該類的通訊管道來傳輸使用者資料。
因此，要了解WCDMA無線行動通訊技術，學習這些不同階層的管道架構，將會是一個相當重要的課題，接下來就讓筆者開始這次的內容，希望可以讓各位有所收穫。
二，WCDMA 無線介面協定架構
如下圖﹝一﹞所示，我們可以把WCDMA 無線介面﹝Radio Interface﹞區分為以下幾個部分，

圖﹝一﹞，WCDMA 無線介面架構

由下而上首先就是屬於Layer 1的實體層﹝PHY，Physical Layer﹞，這部分提供了屬於實體層的通道﹝Channel﹞架構與相關技術，例如:實體層的同步機制與碰撞偵測。在來就是屬於Layer 2的MAC﹝Media Access Control﹞、RLC﹝Radio Link Control﹞、PDCP﹝Packet Data Control Protocol﹞與BMC﹝Broadcast and Multicast Control﹞，這部分的通訊協定提供各式網路通訊機制，例如:MAC提供了QoS的服務，RLC提供了單雙向的封包進出介面，PDCP提供了使用者用來傳送TCP/IP封包機制與封包表頭壓縮的功能，BMC則可供基地台用來廣播傳送給大量使用者的資訊。最後一層就是屬於Layer 3的RRC﹝Radio Resource Control﹞。
PDCP、BMC與RRC層的服務要透過RLC層所提供的Logical Channel來傳送與接收資料，而RLC層則須把這些Logical Channel整合為MAC層所提供的Transport Channel，MAC層則再透過底層的硬體所提供的Physical Channel來把資料傳送出去。
如下圖﹝二﹞所示， Physical Channel主要是負責處理使用者手持裝置與基地台間的無線資源配置，Transport Channel與Logical Channle則是用來傳遞使用者手持設備與RNC之間的訊息。原本的GSM網路中，BSC﹝BaseStation Controller﹞需要知道詳細的實體層無線通訊資源的情況，到了WCDMA的網路時，RNC﹝Radio Network Controller﹞不在需要了解實體層無線資源的配置情況，改由每個BaseStation來處理。

圖﹝二﹞，由UE到RNC的無線介面協定的轉換

如同在前幾期所介紹的核心網路架構，在RNC之後就會把這些屬於無線介面的協定，轉為為適合於IuPS與IuCS介面傳輸的通訊協定。
三，通訊管道﹝Channel﹞的架構
既然我們已經知道了WCDMA Radio Interface所包含的幾個部分，接下來就針對每個部分所提供的Channel機制來加以說明。
首先，針對Channel的名稱來分類的話，標記為”Common”的Channel表示這個Channel是可以被多個使用者通訊設備同時使用的，標記為”Dedicated” 的Channel表示這個Channel是專屬於特定的使用者通訊設備使用。其它還有被賦予特定工作的Channel，例如:Broadcast Channel﹝BCH﹞、Paging Channel﹝PCH﹞、Forward Access Channel﹝FACH﹞與Downlink Shared Channel﹝DSCH﹞。
如下圖﹝三﹞所示，就是各協定層所包含的各類通訊管道，左邊的為DownLink部分﹝BaseStation到UE﹞，右邊的為UpLink﹝UE到BaseStation﹞，由上而下就是屬於RLC提供的Logical Channel、MAC提供的Trasnport Channel與實體層提供的Physical Channel。

圖﹝三﹞，各協定層的通訊管道

接下來，就讓我們針對各個不同部分的Channel，作一個介紹。

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