GSM мрежа архитектура
мрежа GSM се състои от няколко функционални единици, чиито функции и интерфейси са показани на Фиг. 1.1.
P
мобилна станция (MS), който се движи с абоната;
подсистема базова станция (BSS), която контролира радио връзката с мобилната станция;
мрежа подсистема (ДОО), основната част от които - мобилен център за превключване (MSC) - извършва превключване между мобилни станции, както и между мобилни и фиксирани потребители на мрежата. MSC и контролира работата е свързана с движението на абоната.
Фигура 1 показва не сервизен център, който ръководи оперативната надеждност и промените в мрежата. Мобилна станция (MS) и базова станция подсистема (BSS) комуникира с Um-интерфейс, известен също като "въздушен интерфейс" или връзката радио връзка. подсистема базова станция комуникира с мобилен център за превключване А интерфейс.
^
2.1 Мобилна станция
Мобилна станция (MS) се състои от мобилно оборудване (терминал) и интегрирана карта верига, съдържаща микропроцесор, наречен идентификационен модул на абоната (SIM - Subscriber идентификационен модул). SIM-карта предоставя на потребителя достъп до движи платена услуга, независимо от терминала. При поставяне на SIM-картата в друг терминал GSM, потребителят може да получавате обаждания, да провеждате разговори от този терминал и получавате други услуги.
Мобилният оборудването е еднозначно определен с помощта на международния идентификационен код мобилно оборудване (IMEI - Международна идентификация на мобилно оборудване). SIM-карта съдържа международен идентификационен код на мобилния абонат (IMSI - Международна идентификация на мобилния абонат), използван за идентифициране на абонат, таен код за идентификация, както и друга информация. IMEI и IMSI са независими - това дава възможност да се осигури най-вероятно самоличността на лицето по време на пътуване партия. SIM-карта може да бъде защитена срещу неразрешено използване на парола или номер на идентификация.
^
подсистема 2.2 базова станция
подсистема базова станция се състои от два вида оборудване: базова приемо-предавателна станция (BTS - базова приемо) и контролер на базова станция (BSC - контролер на базова станция). Те съобщават чрез стандартизиран интерфейс Abis (Фигура 1).
На база приемо-предавателна станция се намира приемо че една определена клетка за прилагане на радиовръзка протоколи с мобилната станция. В голям град обикновено е домакин на голям брой BTS. Ето защо, основните изисквания към БТС - якост, надеждност, преносимост, както и минимално заплащане.
Контролерът на базова станция управлява радио ресурси за една или повече BTS: подбор и установяване на връзка по радио канал, рязко честота и предаване (превключване), както ще бъде показано по-долу. BSC е свързан между базовата приемо-предавателна станция (BTS) и център за мобилни превключване (MSC).
^
2.3 Включване подсистема мрежа
мобилен превключвателен център (MSC)
Географски район на GSM мрежа
Мрежата на GSM се състои от географски региони. Както е показано на фигура 2, тези области включват в клетката, местоположение зона (Лос Анжелис - Местоположение райони), MSC / област VLR услуга и мобилна наземна обществена мрежа (PLMN - Public Land Mobile Network).
Cell - покритие радио зоната на един радиоприемник BTS. GSM мрежа идентифицира всяка клетка с помощта на идентификационния код на идентификатора на световната клетка (CGI - Cell Global Identity), броят който се определя на всяка клетка.
местоположение площ (LA - Местоположение пространство) - група от клетки. Това е област, която е най-вероятно да се движи в момента на абоната.
Фигура 2 - система зона географско GSM
Повторното използване на честотите - създаването на метод за комуникация, в които една и съща честота се използва многократно в различни области на услуги. Използването на радиочестотна-пространствен график честота повторна употреба позволява да се увеличи пропускателната с ограничен брой честотни канали.
Разстояние честота за повторно използване (Честота използва повторно разстояние) - разстоянието между центровете на два отдалечени клетка, от която не се използва повторно. Като цяло, това се определя от формулата където - броят на клетките в клъстера - гама клетка (радиус на окръжността, описващ шестоъгълни клетки).
Клъстер (клъстери). Cluster - група от близко разположени клетки, в които повторно използване е неприемливо, поради риск от над нивото на смущения.
^
3.1 Планът за честота в стандарта GSM
Фигура 3 показва принципа на образуването на канали в системата GSM.
890-915 MHz за комуникационния канал от абоната към станция (MS посока към BS);
935-960 MHz за изходящия канал от абонатната станция (BS посока към MS).
Ленти от 25 MHz, разделени от 124 канал двойка работи в режим дуплекс с носеща честота интервал от 200 кХц помощта на множествена честота достъп мултиплексиране с разделяне (FDMA - Frequency Division Multiple Access). Всеки радио канал с честотна лента от 200 кХц е разделена на времето клетки, които създават логически канали 8. Той използва техника, известна като множествен достъп с разделяне по време (TDMA - TIME Devision множествен достъп с). Спомнете си: множествен достъп е, че групата потребител има възможността да се използва една и съща честота превозвач по различно време.
Канал извършване информация (на канал за трафик или логически канал), се определя от носеща честота номер и номера на един от времевите позиции 8. Информация се прехвърля под формата на кратки пакети (разрушаване), комбинирани в рамки.
Множествен достъп с разделяне по време (TDMA - Time Division Multiple Access), съдържа 8 слота 248 и физически половина дуплекс канали е група с 1984 половина дуплекс канали.
Фигура 3 - Насочване в системата за GSM
^
3.2 сектори клетка
Една клетка, в която антена сектор с базова станция обслужване на абонатите, наречена сектори клетка. В тази антена зона на покритие е разделен на сектори. Секторизация подобрява пропускателната клетъчна система, без да се намалява лента размер покритие или намаляване на мощността излъчена от базовата станция. на ширината на антената сектор съответства на размер на ъгловото сектор. В клетъчни комуникационни системи обикновено се използват антени с широк насоченост модел 120 ° (три-сектор антена). Клъстери обикновено се прилагат размер 3/9, 4/12, 7/21, където първата цифра представлява броят на клетките в клъстер, а втората - на брой сектори. На фигура 4-а показва пример за приложение на 3-сектор антена за клъстер 3/9. В този пример, за честотните ленти, разпределени 9 и прилагат шест антена - с ширина 60 ° насоченост диаграма. На фигура 4-Ь показва разработен от Motorola Corporation клетъчна мрежа с ширина на едно изпълнение на радиация модел 60 ° и 12 групи от носители. Този клъстер съдържа 4 елементи и антена 6-сектор (размер клъстер 4/24).
Фигура 4 - повторното използване на честоти в: а) клетка 3-сектор; б) клетка 6-сектор
проблем канал в системата GSM
Два вида на канала за трафик са дефинирани в GSM мрежа: пълен курс гласови канали, работещи при пълна скорост (TCH / F - канал за трафик / Full) - 22,8 кбит / сек, а половин процент гласови канали, работещи на половин процент (TCH / H - Трафик Канал / Half) - 11,4 кбит / сек. Половината размер позволява да се удвои броят на каналите, в една и съща честота.
В каналите за мобилни комуникации за трафик на разположение на всеки абонат. Ето защо, всеки канал може да бъде избран в процеса на установяване на връзка към който може да се свърже станция. Тъй като свободна държава абонатната линия няма връзка с канали за трафик, тя се нуждае от контрол канал, например, да предаде сигнал "повикване", "настройка", брой и м на обаждащия се. П.
Следователно, прилагат канал насочен от MS до мрежата за предаване на искане мрежова връзка. Този случаен канал за достъп (RACH - Random Канал за контрол).
Тъй като искането за установяване на връзка се предава само в началото на връзката и по-нататък, разпределени канал за обмен на информация за управление, каналът се споделя от всички станции на района около него.
Обща процедура по канала за достъп винаги се изисква, за да се избегне и решаване на конфликти. В този случай, най-често използваната процедура е случаен многократно времето за достъп дивизия тип ALOHA (TDMA - Time Division Multiple Access ALOHA). Принципът на такъв достъп въз основа на факта, че всички станции имат един и същ канал за комуникация, контрол нейното функциониране, както и прехвърлянето се осъществява на случаен принцип пъти, което намалява вероятността от конфликти.
В отговор на призива на сигнала избран Самостоятелен на контролен канал (SDCCH - Самостоятелен контролен канал), на която допълнително сигнализиране се предава информация от държавите-членки по време на обаждане, преди да се намери канал за трафик (TCH).
За входящ предаване на сигнала "дейност" на държавите-членки се осъществява на къси съобщения за излъчване канал (канал за пейджинг) (PCH - канал за пейджинг), общи за цялата клетка. Този канал е излъчено кратко съобщение, което предава "предизвикателство" на всички станции на площ местоположение (LA). След като получи такъв сигнал, MS станция определя свой собствен номер и отговаря на излъчвания сигнал, както и изходящо повикване, - сигналът искане на случаен канал за достъп (RACH - Random Канал за контрол).
Освен това, установяване на връзка сигнали се изпитват както в изходящата комуникация.
Когато един входящи комуникационни BTS и дестинацията MS:
Това предава излъчвания сигнал към всички станции в зоната на обслужване на MSC. Сигналът се предава на отделен управляващ канал - на негови кратки съобщения - PCH (пейджинг канал);
След това MS в канал контрол (случайно канал за достъп - RACH, Канал за случаен достъп) изпраща заявка за спешно назначаване на отделни сигнали за контрол на каналите по време на обмен. Думата "произволен достъп" означава прилагането на методи с произволен достъп, най-често срещаният от които е ALOHA. Принципът на работа на този метод е, че всички станции работят на един комуникационен канал, контролиращ неговото функциониране, предаването се извършва на случаен принцип от време. BTS избира канал за обмен на контролни сигнали (SDCCH - Самостоятелните специално предназначения контролен канал);
BTS иска данни за удостоверяване. Удостоверяване се извършва въз основа на данните, получени по-рано за прилагане на идентификация на потребителя и процедури за сигурност. В отговор на това държавите-членки предава искане натрупани в SIM-картата за криптирана отговор (ССС - Подписано отговор), която дава възможност на BTS да се установи автентичността на държавите-членки;
Тогава BTS предава искане за ключ за шифроване;
И получава обратно ключ за шифроване. Ако ключът е правилно, след това задръжте ръкостискане, която е идентична с процедурата на изходящо повикване.
Свързани статии