Принципы сотовой связи

Структура компонентов сети сотовой связи, назначение отдельных подсистем. Этапы и принципы формирования базы данных для подтверждения подлинности IMEI, типы списков номеров: белые, черные и серые. Возможность протокола управления радио ресурсами RR-RR.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

1. Общая структура компонентов сети сотовой связи, назначение отдельных подсистем

Сеть GSM состоит из нескольких функциональных объектов, функции и интерфейсы которых показаны на рис. 1.

ADC	Administration Center	Административный центр
AuC	Authentication Center	Центр аутентификации
BTS	Base Transceiver Station	Базовая приемо-передающая станция
BSC	Base Station Controller	Контроллер базовой станции
BSS	Base Station System	Подсистема базовой станции
EIR	Equipment Identification Register	Регистр идентификации оборудования
HLR	Home Location Register	Домашний регистр местоположения
ISDN	Integrated Services Digital Network	Цифровая сеть с интеграцией служб
MS	Mobile Station	Мобильная станция
MSC	Mobile Switching Center	Центр коммутации мобильной связи
NMC	Network Management Center	Центр управления сетью
ОМС	Operation and Maintenance Center	Центр эксплуатации и тех. обслуживания
PDN	Packet Data Network	Сеть пакетной коммутации
PSTN	Public Switched Telephone Network	Телефонная сеть общего пользования
SSS	Switching Subsystem	Коммутационная подсистема
VLR	Visit Location Register	Визитный регистр местоположения
ТСЕ	Transcoder Equipment	Транскодер

Рис. 1. Архитектура сети и интерфейсы GSM

Сеть GSM включает три основных части. Мобильные станции (MS), которые перемещаются с абонентом. Подсистема базовых станций (BSS), которая управляет радиолинией связи с мобильной станцией. Подсистема коммутации (SSS), главная часть которой - центр коммутации мобильный связи (MSC), выполняет коммутацию между мобильными станциями и между мобильными или стационарными сетевыми пользователями. MSC также управляет работой, связанной с передвижением абонента.

На рис. 1 не показан центр обслуживания, который наблюдает за надежным функционированием и изменениями в сети. Мобильная станция и подсистема базовых станций связываются по интерфейсу U_m, также известному как «воздушный интерфейс» или радиолиния связи. Подсистема базовых станций взаимодействует с центром коммутации мобильной связи по А-интерфейсу.

Мобильная станция (MS) состоит из подвижной аппаратуры (терминал) и карты с интегральной схемой, включающей микропроцессор, которая называется модулем абонентской идентификации (SIM - Subscriber Identification Module). SIM-карта обеспечивает при перемещении доступ пользователя к оплаченным услугам независимо от используемого терминала. Вставляя SIM-карту в другой терминал GSM, пользователь может принимать вызовы, делать вызовы с этого терминала и получать другие услуги.

Подвижная аппаратура однозначно определяется с помощью международного опознавательного кода (идентификационного номера) мобильного оборудования (IMEI - International Mobile Equipment Identity). SIM-карта содержит международный опознавательный код мобильного абонента (IMSI -International Mobile Subscriber Identity), используемый для идентификации абонента, секретный код для удостоверения подлинности и другую информацию. IMEI и IMSI независимы в целях обеспечения наиболее вероятного опознавания личности и оборудования при передвижении абонента. SIM-карта может быть защищена против неправомочного использования паролем или личным номером.

Используется три типа оконечного оборудования подвижной станции: МТО (Mobile Terminal 0) - многофункциональная подвижная станция, в состав которой входит терминал данных с возможностью передачи и приема данных и речи; МТ1 (Mobile Terminal 1) - подвижная станция с возможностью связи через терминал с ISDN; MT2 (Mobile Terminal 2) - подвижная станция с возможностью подключения терминала для связи по протоколам МККТТ серий V или X.

Терминальное оборудование может состоять из оборудования одного или нескольких типов, такого как телефонная трубка с номеронабирателем, аппаратура передачи данных (DTE), телекс и т.д.

Различают следующие типы терминалов: ТЕ1 (Terminal Equipment 1) - терминальное оборудование, обеспечивающее связь с ISDN; TE2 (Terminal Equipment 2) - терминальное оборудование, обеспечивающее связь с любым оборудованием по протоколам МККТТ серий V или X(связь с ISDN не обеспечивает). Терминал ТЕ2 может быть подключен как нагрузка к МТ1 (подвижной станции с возможностью связи с ISDN) через адаптер ТА.

Подсистема базовых станций содержит два вида оборудования: базовую приемопередающую станцию (BTS - Base Transceiver Station) иконтроллер базовой станции (BSC - Base Station Controller). Они взаимодействуют через стандартизированный интерфейс A_Ws.

На BTS размещается приемопередатчик, который для одной определенной соты реализует протоколы взаимодействия радиолинии с передвижной станцией. В большом городе обычно размещено большое количество BTS. Поэтому основные требования к BTS - прочность, надежность, портативность и минимальная стоимость.

Контроллер базовой станции управляет радиоресурсами одной или более BTS. Он управляет выбором и установлением соединения по радиоканалу, скачком частоты и хэндовером. BSC подключается между BTS и центром коммутации мобильный связи (MSC).

Центральный компонент подсистемы сети - центр коммутации мобильный связи (MSC). Он работает как обычный узел коммутации общедоступной телефонной сети (PSTN) или цифровой сети интегрального обслуживания (ISDN). Дополнительно он обеспечивает все функциональные возможности мобильного абонента, такие как регистрация, аутентификация, обновление местоположения, передача соединения (хэндовер) и маршрутизация вызова при передвижении объекта. Эти функции обеспечиваются совместно несколькими функциональными объектами, которые вместе формируют коммутационную подсистему сети. MSC обеспечивает подключение к фиксированным сетям, таким как телефонная сеть PSTN или ISDN. При передаче сигналов между функциональными объектами в коммутационной подсистеме сети используется общий канал сигнализации ОКС-7 (SS7), такой же, как используется для обмена в ISDN и в сетях общего пользования.

Центр коммутации подвижной связи обслуживает группу сот и обеспечивает все виды соединений, в которых нуждается в процессе работы подвижная станция. MSC аналогичен коммутационной станции ISDN и реализует интерфейс между фиксированными сетями (PSTN,PDN, ISDN и т.д.) и сетью подвижной связи. Он обеспечивает маршрутизацию вызовов и функции управления вызовами. Кроме выполнения функций обычной коммутационной станции ISDN, на MSC возлагаются функции коммутации радиоканалов. К ним относятся «эстафетная передача», в процессе которой достигается непрерывность связи при перемещении подвижной станции из соты в соту, и переключение рабочих каналов в соте при появлении помех или неисправностях.

Каждый MSC обеспечивает обслуживание подвижных абонентов, расположенных в пределах определенной географической зоны (например, Москва и область). MSC управляет процедурами установления вызова и маршрутизации. Для телефонной сети общего пользования MSCобеспечивает функции сигнализации по ОКС-7, передачи вызова и поддерживает другие виды интерфейсов в соответствии с требованиями конкретного проекта.

MSC формирует данные, необходимые для выписки счетов за предоставленные сетью услуги связи, накапливает данные по состоявшимся разговорам и передает их в центр расчетов (биллинг-центр). MSC составляет также статистические данные, необходимые для контроля работы и оптимизации сети; он поддерживает процедуры безопасности, применяемые для управления доступом к...