Глава 3. Работа коммутационного узла

• «Хэндовер».

Этим термином обозначается эстафетная передача обслуживания в сотовых сетях. То есть, когда перемещаетесь и при этом разговариваете по телефону, то, для того чтобы связь не прерывалась, необходимо вовремя переключать Ваш телефон из одного сектора в другой, из одной BS в другую, из одной Local Area в другую и так далее. Соответственно, если бы сектора были напрямую подключены к коммутатору, то всеми этими переключениями пришлось бы управлять коммутатору, которому и без того есть, чем заняться. Многоуровневая схема сети дает возможность равномерно распределить нагрузку, что снижает вероятность отказа оборудования и, как следствие, потери связи.

Пример – если вы с телефоном переходите из зоны действия одного сектора в зону действия другого, то переводом телефона занимается управляющий блок BS, не затрагивая при этом «вышестоящие» устройства – LAC и MSC. Соответственно, если переход происходит между разными BS, то им управляет LAC и так далее.

Если подробнее то в процессе движения объект пересекает границы ячеек. При этом координаты радиопередатчика, установленного на объекте, по командам MSC передаются от одной BS к другой, переключаясь на свободный частотный канал соседней ячейки. Автоматический поиск свободных каналов и установление соединения осуществляется без нарушения связи по командам ЭВМ, управляющей коммутационным оборудованием.. При перемещении подвижного объекта из одной ячейки в другую ЭВМ фиксирует полученные по радиоканалу управления данные о качестве сигнала, местоположения объекта и некоторые другие, с использованием специальной программы определяет соответствующий заданным требованиям свободный канал в той ячейке, куда переместился абонент. После этого MSC посылает сигнал для автоматического переключения абонентской станции на этот канал. Также MSС Выполняет следущие функции:

• управление и контроль за работой БС и АС;

• установление соединений между абонентами и разъединение их по окончании разговора;

• слежение за качеством передачи;

• поиск ПО на территории обслуживания;

• тарификация и диагностика состояния системы.

•

• Оборудование коммутатора.

Коммутатор в сотовой сети осуществляет практически те же функции, что и АТС в проводных телефонных сетях. Именно он определяет, куда Вы звоните, кто Вам звонит, отвечает за работу дополнительных услуг, и, в конце концов – вообще, определяет, можно ли звонить или нет.

На SIM-карте есть специальный номер, так называемый IMSI – International Subscriber Identification Number, Международный Опознавательный Номер Абонента. Это номер уникален для каждой SIM-карты в мире, и как раз по нему операторы отличают одного абонента от другого. При включении телефона он посылает этот код, базовая станция передает его на LAC, LAC – на коммутатор, в свою очередь. Тут в действие вступают два дополнительных модуля, связанных с коммутатором – HLR, Home Location Register и VLR, Visitor Location Register. Соответственно, Регистр Домашних Абонентов и Регистр Гостевых Абонентов. В HLR хранятся IMSI всех абонентов, которые подключены к данному оператору. В VLR в свою очередь содержатся данные обо всех абонентах, которые в данный момент пользуются сетью данного оператора. IMSI передается в HLR (разумеется, в сильно зашифрованном виде; вдаваться подробно в особенности шифрования мы не будет, скажем только, что за этот процесс отвечает еще один блок – AuC, Центр Аутентификации), HLR, в свою очередь, проверяет – есть ли у него такой абонент, и, если есть, то не заблокирован ли он, например, за неуплату. Если все в порядке, то этот абонент прописывается в VLR и с этого момента может совершать звонки. У крупных операторов может быть не один, а несколько параллельно работающих HLR и VLR.

(Прил.9.)

• Взаимодействие базовой станции и коммутационного узла.

BSS - оборудование базовой станции, состоит из контроллера базовой станции (BSC) и приемо-передающих базовых станций (BTS). Контроллер базовой станции может управлять несколькими приемо-передающими блоками. BSS управляет распределением радиоканалов, контролирует соединения, регулирует их очередность, обеспечивает режим работы с прыгающей частотой, модуляцию и демодуляцию сигналов, кодирование и декодирование сообщений, кодирование речи, адаптацию скорости передачи для речи, данных и вызова, определяет очередность передачи сообщений персонального вызова.

BSS совместно с MSC, HLR, VLR выполняет некоторые функции, например: освобождение канала, главным образом, под контролем MSC, но MSC может запросить базовую станцию обеспечить освобождение канала, если вызов не проходит из-за радиопомех. BSS и MSC совместно осуществляют приоритетную передачу информации для некоторых категорий подвижных станций.

ТСЕ - транскодер, обеспечивает преобразование выходных сигналов канала передачи речи и данных MSC (64 кбит/с ИКМ) к виду, соответствующему рекомендациям GSM по радиоинтерфейсу (Рек. GSM 04.08). В соответствии с этими требованиями скорость передачи речи, представленной в цифровой форме, составляет 13 кбит/с. Этот канал передачи цифровых речевых сигналов называется "полноскоростным". Стандартом предусматривается в перспективе использование полускоростного речевого канала (скорость передачи 6,5 кбит/с).

Снижение скорости передачи обеспечивается применением специального речепреобразую-щего устройства, использующего линейное предикативное кодирование (LPC), долговременное предсказание (LTP), остаточное импульсное возбуждение (RPE - иногда называется RELP).

Транскодер обычно располагается вместе с MSC, тогда передача цифровых сообщений в направлении к контроллеру базовых станций - BSC ведется с добавлением к потоку со скоростью передачи 13 кбит/с, дополнительных битов (стафингование) до скорости передачи данных 16 кбит/с. Затем осуществляется уплотнение с кратностью 4 в стандартный канал 64 кбит/с. Так формируется определенная Рекомендациями GSM ЗО-канальная ИКМ линия, обеспечивающая передачу 120 речевых каналов. Шестнадцатый канал (64 кбит/с), "временное окно", выделяется отдельно для передачи информации сигнализации и часто содержит трафик SS N7 или LAPD. В другом канале (64 кбит/с) могут передаваться также пакеты данных, согласующиеся с протоколом X.25 МККТТ.

Таким образом, результирующая скорость передачи по указанному интерфейсу составляет 30х64 кбит/с + 64 кбит/с + 64 кбит/с = 2048 кбит/с.

Заключение.

В этой курсовой работе я описал технические характеристики и принцип работы АТС EWSD и основы построения сотовых систем связи с целью выяснить, можно ли использовать это автоматическую станцию в качестве узла коммутации мобильной связи.

Итак, во второй и третей главе я выяснил, что АТС работающая в качестве узла коммутации должна обладать по крайней мере двумя качествами:

Первое: быть способной обрабатывать поток информации поступающий с базовой станции.

Второе: иметь возможности на программном и аппаратном уровне использовать алгоритмы «Хэндовера» и работать с базами HLR и VLR.

Итак, было выяснено что поток информации между базовой станцией и узлом коммутации образует 2048 кбит/с. Это – стандартные первичный канал, с которыми работают современные АТС и проблем с мультиплексирование точно не возникнет.

Вторая проблема решается на месте. Как было сказано в первой главе, программное обеспечение полностью соответствует МККТ, что говорит нам о том, что проблем с настройкой и оптимизацией программного обеспечения под нужды сотовой связи не будет, все стандартизировано и понятно.

Между всем прочим, АТС EWSD современна (она хоть и была запущена в 80х, но проходила модернизации) и последние версии оснащаются мощным процессором, который способен обрабатывать до 40000000 вызовов, а сама система имеет пропускную способность до 100000 эрл.

Важным фактором также является параллельные коммутационные поля, что дает высокую степень надежности линии.

Подводя итог хочется сказать: что на сегодняшний день АТС EWSD отвечает всем необходимым требованиям для работы в качестве узла коммутации в мобильной связи и ее использование является хорошим выбором за счет ее надежности, небольших размеров и программному обеспечению, отвечающему требованиям МККТТ.

Приложения.

Приложение 1.

Структурная схема АТСЭ системы EWSD.