Transport Resource Management within UMTS Radio Network Subsystem

Abstract

Tällä hetkellä haastavin telekommunikaatioteollisuuden tutkimus – ja kehitystoiminta on keskittynyt kolmannen sukupolven matkapuhelinjärjestelmien ympärille. Järjestelmien standardointityössä on saatu aikaiseksi ensimmäiset vakaat spesifikaatioversiot ja kaupallista toimintaa ollaan parhaillaan aloittelemassa Japanissa ja Euroopassa. Eräs kolmannen sukupolven järjestelmistä on UMTS (Universal Mobile Telecommunications System). Tämä diplomityö antaa yleiskuvan UMTS järjestelmästä ja sen eri verkkoelementtien toiminnallisuuksista. Päähuomio on kiinnitetty radioverkkojärjestelmään (UMTS Terrestrial Radio Access Network) ja erityisesti sen radioaliverkkojärjestelmään (Radio Network Subsystem), joka koostuu radioverkonohjaimesta (Radio Network Controller) ja joukosta siihen kuuluvia tukiasemia (Node B). Radioverkonohjain ja tukiasemat on yhdistetty avoimen rajapinnan kautta jota kutsutaan Iub -rajapinnaksi. Rajapinta tarjoaa radioverkonohjaimelle mahdollisuuden kontrolloida tukiasemia signalointiviestien avulla ja mahdollistaa tehokkaan ja luotettavan käyttäjätiedon siirron radioaliverkkojärjestelmän sisällä. Tämän diplomityön pääasiallinen sisältö on siirtoresurssien hallinta Iub -rajapinnan ylitse. Työssä esitellään ja selitetään siirtoverkon arkkitehtuuri. Myös kaikki Iub:ssä sijaitsevat protokollat ja toiminnalliset yksiköt jotka vaikuttavat siirtoresurssien hallintaan esitellään ja kuvataan yksityiskohtaisesti. Päähuomio on kiinnitetty sovellusprotokolliin sekä rajapinnan siirtoverkko- että radioverkkokerroksella sekä näiden protokollien väliseen vuorovaikutukseen. Kyseiset protokollat ovat Node B Application Part (NBAP) ja Access Link Control Application Part (ALCAP). Työn toteutusosassa käydään lävitse NBAP –protokollan prototyypin ja Node B Manager –toiminnallisen yksikön prototyypin implementaatio.

At the moment the most challenging research and development in telecommunication industry is concentrated around the third generation mobile telecommunication systems, often referred to as 3G. The specifications of 3G systems have reached the first stable releases and their commercial deployment is on the way in Japan and Europe. The Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) is one of the 3G systems.This thesis gives an overview of the UMTS system and functionality of its network elements. The main attention is paid to the UMTS Terrestrial Radio Access Network (UTRAN) and more specifically to the Radio Network Subsystem (RNS) constituted by Radio Network Controller (RNC) and a set of Node Bs belonging to it. The RNC and Node Bs are connected via the open interface commonly referred to as an Iub interface. The Iub interface provides the RNC with the means to control Node B via exchanging signalling messages and enables the efficient and reliable transmission of user traffic within RNS. For that it owns the transport resources that must be thoroughly managed. The transport resource management over the Iub interface is the main topic of this thesis.The transport network architecture is given and explained. Also the set of protocols as well as functional units running at the Iub interface and contributing to the transport resource management are presented and described in details. The main attention is paid to the application protocols both in Transport Network and Radio Network layers of the interface and interaction between them. These protocols are Node B Application Part (NBAP) and Access Link Control Application Part (ALCAP).The implementation of the NBAP prototype and Node B Manager functional unit is presented as a practical part of this thesis.