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你真的了解WCDMA吗？看看本文你会发现自己错了
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2017-12-06
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UMTS架构：为尽量减少网路架构变动，网路端被分为前端存取网路（Access Network）和后端核心网路（Core Network）。其中WCDMA继承GSM/GPRS核心网路，但新增自己的存取网路：UTRAN（Universal Terrestrial Radio Access Network）。实际上，WCDMA网路需要新增哪些设备呢？WCDMA网路设备图，描绘其网路设备及其间的连结。
WCDMA网路设备
WCDMA存取网路主要包含2种设备：
• Node B－负责对1个或多个手机间的无线电传送与接收，相当于GERAN中BTS（Base Transceiver Station）。
• RNC（Radio Network Controller）－负责控制无线电资源使用，相当于GERAN中的BSC（Based Station Controller）。
而在核心网路中则有以下几项设备：
• MSC（Mobile Switching Center）／VLR（Visitor Location Register）－MSC为负责手机与PTSN沟通的交换机，它可服务在其涵盖范围内向其註册的手机，并将这些手机的资料储存在VLR资料库中。
• GMSC（Gateway Mobile Switching Center）－每个使用者（或是说每张SIM卡）都有1个GMSC，就像它的家一样。当属于它的使用者不在家时，GMSC要能知道这些使用者跑到谁家去，也就是说这些使用者目前在哪个MSC下，最后跟哪个MSC註册。
• HLR（Home Location Register）／AuC（Authentication Center）－记录所有该网路下使用者的所有资料，并提供相关资讯验证使用者。
• SGSN（Serving GPRS Support Node）－相当于Packet Switched Domain的MSC，做为PS通话的路由器。
• GGSN（Gateway GPRS Support Node）－相当于Packet Switched Domain的GMSC，并为对外界网际网路的窗口。
通讯协定层
在我们了解网路架构后，可能会开始好奇，网路端这么多元件，是如何与手机沟通完成包括註册、通话、上网…等各式任务。事实上，透过通讯协定层交换讯息，手机与网路端得以相互沟通；其中NAS（Non-Access Stratum）为手机与核心网路间的协定层，而AS（Access Stratum），则是手机与存取网路间的协定层。
我们知道在核心网路可分为Circuit Switched Domain（MSC、GMSC）和Packet Switched Domain（SGSN、GGSN），所以NAS可分CS Domain和PS Domain 2个部分；另一方面，存取网路并没有这样的分别，所以两者共用相同的AS。接下来我们将分别介绍CS Domain和PS Domain的协定层。
CS Domain
检视CS Domain协定层
首先，在共用的AS协定包括：
Physical Layer－为手机与Node B间的协定，利用前面介绍到CDMA鸡尾酒会概念，透过无线电频道传送与接收资料，同时也负责与基地台同步，调整传送与接收时间点。另外，它还要量测讯号强度。Physical Layer即一般所指的Layer 1。
MAC（Medium Access Control）－为手机与RNC间的协定，负责上层的Logical Channel、与下层的Transport Channel间的对应，可透过多工找到适当的频道，传送上层所要送出去的资料，并给予不同优先顺序。当使用共用频道时，MAC要能分辨在共用频道上的封包是送给自己或他人。此外，MAC也负责量测使用者资料（即非控制用讯号的传输）的流量。
RLC（Radio Link Control）－为手机与RNC间的协定，主要负责切割（segmentation）、重组（reassembly）、串接（concatenation）、错误侦测（error detection）、流量控制（flow control），甚至于错误更正（error correction）…等一般传统Layer 2的功能。另外，RLC提供了3种资料传输模式：
Transparent Mode－RLC只负责将收到的资料送出，不加上任何标头档（header）并且只能支援固定大小的封包，因此无法做任何的侦测或控制。由于没有标头档，所以无法加上序号（sequence number），因此如需加解密的话，将会由MAC加解密此模式下传送接收的封包。
WCDMA网路设备
WCDMA存取网路主要包含2种设备：
• Node B－负责对1个或多个手机间的无线电传送与接收，相当于GERAN中BTS（Base Transceiver Station）。
• RNC（Radio Network Controller）－负责控制无线电资源使用，相当于GERAN中的BSC（Based Station Controller）。
而在核心网路中则有以下几项设备：
• MSC（Mobile Switching Center）／VLR（Visitor Location Register）－MSC为负责手机与PTSN沟通的交换机，它可服务在其涵盖范围内向其註册的手机，并将这些手机的资料储存在VLR资料库中。
• GMSC（Gateway Mobile Switching Center）－每个使用者（或是说每张SIM卡）都有1个GMSC，就像它的家一样。当属于它的使用者不在家时，GMSC要能知道这些使用者跑到谁家去，也就是说这些使用者目前在哪个MSC下，最后跟哪个MSC註册。
• HLR（Home Location Register）／AuC（Authentication Center）－记录所有该网路下使用者的所有资料，并提供相关资讯验证使用者。
• SGSN（Serving GPRS Support Node）－相当于Packet Switched Domain的MSC，做为PS通话的路由器。
• GGSN（Gateway GPRS Support Node）－相当于Packet Switched Domain的GMSC，并为对外界网际网路的窗口。
通讯协定层
在我们了解网路架构后，可能会开始好奇，网路端这么多元件，是如何与手机沟通完成包括註册、通话、上网…等各式任务。事实上，透过通讯协定层交换讯息，手机与网路端得以相互沟通；其中NAS（Non-Access Stratum）为手机与核心网路间的协定层，而AS（Access Stratum），则是手机与存取网路间的协定层。
我们知道在核心网路可分为Circuit Switched Domain（MSC、GMSC）和Packet Switched Domain（SGSN、GGSN），所以NAS可分CS Domain和PS Domain 2个部分；另一方面，存取网路并没有这样的分别，所以两者共用相同的AS。接下来我们将分别介绍CS Domain和PS Domain的协定层。
CS Domain
检视CS Domain协定层
首先，在共用的AS协定包括：
Physical Layer－为手机与Node B间的协定，利用前面介绍到CDMA鸡尾酒会概念，透过无线电频道传送与接收资料，同时也负责与基地台同步，调整传送与接收时间点。另外，它还要量测讯号强度。Physical Layer即一般所指的Layer 1。
MAC（Medium Access Control）－为手机与RNC间的协定，负责上层的Logical Channel、与下层的Transport Channel间的对应，可透过多工找到适当的频道，传送上层所要送出去的资料，并给予不同优先顺序。当使用共用频道时，MAC要能分辨在共用频道上的封包是送给自己或他人。此外，MAC也负责量测使用者资料（即非控制用讯号的传输）的流量。
RLC（Radio Link Control）－为手机与RNC间的协定，主要负责切割（segmentation）、重组（reassembly）、串接（concatenation）、错误侦测（error detection）、流量控制（flow control），甚至于错误更正（error correction）…等一般传统Layer 2的功能。另外，RLC提供了3种资料传输模式：
Transparent Mode－RLC只负责将收到的资料送出，不加上任何标头档（header）并且只能支援固定大小的封包，因此无法做任何的侦测或控制。由于没有标头档，所以无法加上序号（sequence number），因此如需加解密的话，将会由MAC加解密此模式下传送接收的封包。
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