Node B to termin UMTS dla tego, co powszechnie nazywamy masztem komórkowym lub stacją bazową. Jest to funkcjonalny odpowiednik BTS w sieci GSM. Node B jest odpowiedzialny za transmisję i odbiór radiowy w jednej lub więcej komórkach. Zawiera wzmacniacze mocy, nadajniki-odbiorniki i anteny, które komunikują się bezpośrednio z Urządzeniem Użytkownika (UE) przez interfejs Uu.

W porównaniu do swojego poprzednika z GSM, Node B jest często opisywany jako mniej "inteligentny". Znaczna część logiki podejmowania decyzji i kontroli zasobów radiowych została przeniesiona do RNC. Kluczowe obowiązki Węzła B leżą głównie w warstwie fizycznej komunikacji:

• Transmisja i Odbiór w Interfejsie Radiowym: Zarządzanie złożonością nadawania i odbierania sygnałów za pomocą protokołu WCDMA.
• Modulacja i Rozpraszanie: Nakładanie odpowiednich kodów rozpraszających na dane wychodzące i demodulacja sygnałów przychodzących.
• Wykonywanie Kontroli Mocy: Node B nie decyduje o poziomach mocy, ale wykonuje szybkie polecenia kontroli mocy wysyłane przez RNC, nakazując poszczególnym UE zwiększenie lub zmniejszenie mocy nadawania nawet 1500 razy na sekundę.
• Wsparcie dla Miękkiego Przełączania: Node B zapewnia fizyczne łącza radiowe, aby UE mogło być połączone z wieloma komórkami jednocześnie podczas miękkiego przełączania, chociaż sam proces jest zarządzany przez RNC.

RNC to główna jednostka sterująca sieci dostępu radiowego. Jest to potężny element sieciowy, który zarządza wszystkimi zasobami radiowymi dla grupy podłączonych do niego Węzłów B, często nadzorując duży obszar geograficzny. RNC działa jako most między Siecią Rdzeniową a stacjami bazowymi, co czyni go centralnym punktem inteligencji w UTRAN. Jest połączony z MSC (dla głosu) i SGSN (dla danych) Sieci Rdzeniowej przez interfejs $Iu$, a ze swoimi Węzłami B przez interfejs $Iub$. Jego obowiązki są rozległe i złożone:

• Zarządzanie Zasobami Radiowymi (RRM): To jego najważniejsza funkcja. Obejmuje:
  • Kontrola Dostępu: Decydowanie o przyjęciu nowego użytkownika do komórki na podstawie bieżącego obciążenia sieci i wymaganej przez użytkownika Jakości Usług (QoS). Zapobiega to przeciążeniu komórki i degradacji usług dla obecnych użytkowników.
  • Zarządzanie Kodami: Alokacja i zarządzanie ograniczoną pulą ortogonalnych kodów OVSF w każdej kontrolowanej komórce.
  • Zarządzanie Kontrolą Mocy: RNC uruchamia algorytmy kontroli mocy, analizując raporty pomiarowe i wysyłając polecenia do Węzłów B i UE w celu utrzymania optymalnych poziomów mocy w całej komórce.
• Zarządzanie Mobilnością (Kontrola Przełączeń): RNC jest w pełni odpowiedzialny za zarządzanie mobilnością użytkownika w UTRAN. Ciągle przetwarza pomiary siły sygnału zgłaszane przez UE i decyduje, kiedy potrzebne jest przełączenie. Organizuje wszystkie rodzaje przełączeń, w tym zaawansowane miękkie przełączenia między własnymi Węzłami B oraz przełączenia między RNC, komunikując się z innymi RNC przez interfejs $Iur$.
• Szyfrowanie i Deszyfrowanie Danych: Chociaż klucze bezpieczeństwa są generowane w Sieci Rdzeniowej, zadaniem RNC jest przeprowadzenie faktycznego szyfrowania danych użytkownika przed wysłaniem ich do Węzła B w celu transmisji, oraz deszyfrowanie danych pochodzących z UE.
• Konwersja Protokółów: RNC działa jako tłumacz, konwertując dane między protokołami używanymi na interfejsach dostępu radiowego ($Iub$, $Iur$) a protokołami używanymi do komunikacji z Siecią Rdzeniową ($Iu-CS$ i $Iu-PS$).

Te elementy zarządzają połączeniami głosowymi i innymi usługami czasu rzeczywistego. W późniejszych wersjach UMTS, monolityczna centrala MSC z GSM została często podzielona na dwa bardziej wyspecjalizowane komponenty dla lepszej skalowalności:

• MSC Server: Część kontrolna. Obsługuje całą sygnalizację związaną ze sterowaniem połączeniami, taką jak przetwarzanie wybieranych numerów, zarządzanie usługami dodatkowymi (jak połączenia oczekujące) i komunikacja z HLR. Podejmuje decyzje, ale nie dotyka samych danych głosowych.
• Brama Medialna (MGW): Część płaszczyzny danych. MGW działa jak prosta, ale bardzo wydajna centrala, która obsługuje faktyczny ruch nośny (strumień scyfryzowanej mowy). Ustanawia fizyczną ścieżkę dla danych głosowych na podstawie instrukcji z MSC Server. Wykonuje również konwersję mediów podczas łączenia się z innymi sieciami, na przykład konwertując pakiety głosowe UMTS na format używany w tradycyjnej sieci PSTN.

Te elementy są podstawą mobilnego dostępu do Internetu w UMTS.

• Węzeł Obsługi GPRS (SGSN): Jest to koń pociągowy domeny PS. Jest odpowiedzialny za szeroki zakres funkcji dla użytkowników danych w swoim obszarze obsługi. Uwierzytelnia użytkowników dla usług danych, śledzi ich lokalizację na poziomie zwanym Obszarem Routingu, zarządza informacjami rozliczeniowymi i kieruje pakiety między RNC a GGSN.
• Bramowy Węzeł Obsługi GPRS (GGSN): Jest to ostateczna brama między siecią danych operatora komórkowego a publicznym internetem. Kiedy użytkownik rozpoczyna sesję danych, GGSN przydziela mu dynamiczny adres IP. Służy jako logiczny punkt zakotwiczenia dla połączenia internetowego użytkownika; cały jego ruch danych do i z internetu przechodzi przez GGSN. Jest również odpowiedzialny za egzekwowanie polityk, zbieranie danych do rozliczeń i działanie jako zapora bezpieczeństwa.

Jest to interfejs radiowy między Urządzeniem Użytkownika (UE) a Węzłem B. To tutaj nadawane i odbierane są sygnały radiowe WCDMA.

Jest to łącze komunikacyjne między Węzłem B a jego kontrolującym RNC. Służy do przenoszenia zarówno ruchu użytkownika (pakiety głosowe i danych), jak i komunikatów sygnalizacji sterującej, których RNC używa do zarządzania zasobami radiowymi Węzła B.

Interfejs $Iur$ pozwala dwóm różnym RNC na bezpośrednią komunikację ze sobą. Ten interfejs nie zawsze jest wymagany w małych sieciach, ale jest niezwykle ważny dla umożliwienia wydajnych miękkich przełączeń. Gdy użytkownik znajduje się na granicy obszarów zasięgu komórek kontrolowanych przez dwa różne RNC, interfejs $Iur$ pozwala tym RNC koordynować przełączenie bez konieczności angażowania Sieci Rdzeniowej, co wprowadziłoby znaczne opóźnienia. Pomaga to utrzymać płynną mobilność na dużych obszarach.

Interfejs $Iu$ jest kluczowym łączem łączącym cały UTRAN z Siecią Rdzeniową. Uznając podwójną naturę CN, ten interfejs jest logicznie podzielony na dwa oddzielne połączenia:

• Interfejs $Iu-CS$: Łączy RNC z serwerem MSC w domenie komutacji łączy. Cały ruch dla połączeń głosowych i wideo przepływa przez ten interfejs.
• Interfejs $Iu-PS$: Łączy RNC z SGSN w domenie komutacji pakietów. Cały ruch internetowy i inny ruch danych przepływa przez ten interfejs.