Методические указания к выполнению практических работ По дисциплине: Основы телекоммуникаций в рамках основной образовательной программы по специальности СПО 11.02.10 Радиосвязь, радиовещание и телевидение (стр. 10 )

HLR представляет собой первичную базу данных по подвижным абонентам. Он содержит информацию двух типов:

1. Статическую информацию, которую можно сравнивать с данными об абоненте на обычной АТС. Также она содержит HLR за которым закреплена данная мобильная станция и данные о видах заказанных услуг.

2. Динамическую информацию, которая содержит сведения о том, где в данный момент расположена мобильная станция. Таким образом, сеть может определить место нахождения абонента для осуществления вызова.

VLR представляет собой базу данных, в которую заносится для хранения информация о передвижении абонентов.

AUC проверяет, исходит ли вызов от зарегистрированного абонента сети.

EIR предоставляет информацию, относящуюся к абонентскому оборудованию:

Оборудование санкционировано для стыковки с системой GSM; Оборудование не является украденным; Оборудование не отмечено как временно неработающее.

3. OSS является автономной системой, которая собирает информацию со всей сети и анализирует ее. OSS состоит из 2 центров:

Эксплуатационный центр (ОМС), который осуществляет сбор, обработку, анализ и архивацию информации по трафику в сети, а также техническое обслуживание.

Центр управления сетью (NMC) управляет конфигурацией сети, осуществляет контроль за работой всей сети GSM, оценивает качество предоставляемых услуг.

Алгоритм поиска подвижного абонента в ССПО

Анализ существующих методов поиска подвижных абонентов в сетях мобильной связи с децентрализованным управлением показывает, что быстрой приспосабливаемостью к изменяющейся обстановке и сравнительной простой реализации характеризуются волновые алгоритмы поиска блуждающего абонента. Сущность волнового (поискового) метода выбора маршрута, который относится к группе методов децентрализованной маршрутизации без учета информации о сети, заключается в следующем.

       При поступлении на контроллер БС заявки на передачу по сети передаются три волны сигналов : поисковая, ответная и заключительная. Поисковая волна передается посредством лавинной процедуры от источника по всем исходящим направлениям для поиска кратчайшего пути. Ответная волна сигналов, которая служит для маркировки маршрута, посылается получателем после принятия поискового сигнала и транслирует всем БС сети. Заключительная волна сигналов посылается исходным BSC (MSC) после получения им ответного сигнала.

Волновые алгоритмы поиска имеют следующие особенности:

       Маршрутизация основана на текущей топологии сети, что немаловажно для сетей с заведомо неизвестной структурой, и отсутствует необходимость отслеживания динамики изменения положения подвижного абонента в сети;

       Каждая базовая станция, включающая в самом общем случае станцию радиодоступа и контроллер (BSC) ведет список только местных абонентов, необходимости в ведении списка всех абонентов нет;

       Отсутствие таблиц маршрутизации (нет надобности в их обновлении) обусловливает снижение общей нагрузки в сети;

       Оценка вероятности нахождения подвижного абонента в процессе поиска показывает, что алгоритм лавинной маршрутизации инвариантен к перемещениям абонента, а значение этой вероятности не зависит от эволюций подвижного абонента по сети и определяется ее размером и заданным количеством переприемов (ретрансляций);

       Процесс установления маршрута к корреспонденту-получателю сообщения состоит из двух фаз поиска абонента, которому адресовано сообщение, и непосредственно передачи сообщения получателю по определенному на первой фазе маршруту ;

       Поскольку поиск абонента и установление маршрута к нему выполняются в реальном масштабе времени, может иметь место существенная задержка времени установления тракта между вызывающим и вызываемым абонентами. Эта задержка в общем случае, зависит от нагрузки в сети, ее топологии, подвижности терминалов (абонентских радиостанций ) и надежности каналов связи;

       Большая избыточность сигналов управления установления маршрута приводит к значительным задержкам в сети и падению ее пропускной способности, поскольку требуется передавать значительное число сообщений по каналам управления сигналов поиска подвижного абонента и сигналов ответа на поиск (чем динамичнее процесс перемещения ПО, тем избыточней общий трафик сети);

       С целью адекватного определения местоположения ПА и фиксации номера транзита волновые алгоритмы предполагают использование на БС номеров переподчинения (ретрансляций). Большой номер переподчинения дает большее количество сигналов поиска подвижного абонента и сигналов ответа на поиск ; с другой стороны, малый номер означает, что пункты назначения, расположенные на удалении, превышающем число переприемов, не будут достигнуты.

       Опишем обычный сеанс связи между парой подвижный абонентов. Предположим, что абонент А инициализирует связь с абонентом Б. Алгоритм организации соединения и прокладки маршрута между ними состоит в следующем. Изначально абонент А должен быть зарегистрирован на базовой станции, в зоне обслуживания которой он находится. это достигается посылкой абонентом А номера идентификации и персонального номера-пароля по одному из имеющихся каналов управления. Пароль препятствует несанкционированному доступу в сеть. Абонент А посылает сообщение-запрос своей БС (БС1) на установление тракта обмена информацией между абонентами А и Б. Это сообщение-запрос содержит номера идентификации обоих абонентов. При получении на БС1 сообщения-запроса происходит сверка номера идентификации абонента Б со списком местных абонентов, также зарегистрированных на БС1. Если абонент Б оказывается местным, то БС1назначает тракт связи между абонентами А и Б через БС1. Если же абонент Б не зарегистрирован на БС1, то БС1 посылает запросы на нахождение маршрута соседним базовым станциям (RFR). Каждая из БС (например, БС2), получив RFR, проверяет свой список местных абонентов. Если абонент Б не зарегистрирован и в этой зоне, БС2 посылает RFR (дубликат исходного RFR) далее соседним БС. В конечном счете один из RFR поступит на БСN, где действительно зарегистрирован абонент Б. БСN пошлет сообщение об установлении маршрута той БС, от которой был получен RFR. После этого начнется процедура установления тракта связи. Каждая БС, которая получает сообщение об установлении тракта связи, продвигает его далее к БС, от которой ею был получен RFR. Наконец, сообщение об установлении тракта поступает к БС1 и тракт связи оказывается установленным.

       После обмена информацией абоненты А и Б посылают сообщение о рассоединении своим БС, которые могут предоставить высвободившийся тракт другим абонентам. Чтобы избежать генерации избыточного количества RFR, в структуре данного сообщения закладывается номер текущей ретрансляции RFR (номер переподчинения), который уменьшается на единицу при каждом продвижении RFR. Когда номер ретрансляции становится равным 0, RFR отбрасывается.

Таким образом, суть лавинной маршрутизации состоит в поиске подвижного абонента в сети и установлении маршрута к нему на основе передачи специальных сигналов поиска и ответа  на поиск при достижении абонента-получателя. Вид аналитической модели при оценке эффективности лавинной маршрутизации определяется размером сети m, возможным количеством ретрансляции сообщения h и их соотношением и практически не зависит от возможных перемещений искомого абонента.

Используя модели сети можно с принятым выше допущениями определить вероятность РF достижения сообщением абонента получателя (вероятность получения абонентом переданного сообщения), как отношение количества БС в сети связи, достижимым при данной стратегии маршрутизации, к общему количеству БС в сети. Обозначим рh-количество БС, достижимых от БС - источника сообщения при определенном числе переприемов h (ретрансляций сообщения от данной БС к следующей).

Принципы передачи речевой информации в цифровых системах мобильной связи

       При разработке речевого кодека для мобильных систем радиосвязи должны быть выполнены следующие основные требования:

Высокое качество речи; Низкая скорость передачи речи, обеспечивающая возможность эффективного канального кодирования и результирующую скорость передачи в канале связи; Малая задержка сообщения в процессе преобразования речи; Устойчивость к ошибкам в канале передачи; Возможность работы в широком динамическом диапазоне входных воздействий как сигнала, так и шума; Большой динамический диапазон выходных сигналов; Незначительное снижение качества речи при каскадном соединении кодеков; Прозрачность для сигналов данных; Прямое сопряжение со смежными устройствами терминалов; Простота технической реализации; Малое энергопотребление; Низкая стоимость.

       Такой большой перечень требований обусловлен, во-первых, особенностями распространения радиосигнала в различных (город, пригород, свободное пространство), при ведении связи на различных расстояниях, при перемещении одного или одновременно нескольких абонентов. Во-вторых, тем, что системы мобильной радиосвязи требуют интеграции современных алгоритмов коммутации, модуляции, кодирования речи и др.

       Вышеуказанные требования к разработке кодера во многом определяются используемым в нем алгоритмом преобразования речи (ее сжатия и кодирования). Основным требованием к алгоритму кодирования является качество восстановленной речи. Под качеством речи понимают, во-первых, ее разборчивость, во-вторых, узнаваемость. Качество речи во многом определяет степень выполнения одного из требований к связи – достоверность передачи информации.

       Для систем подвижной связи важным является выполнение требований по степени сжатия речевого сигнала. Степень сжатия речевого сигнала находится в прямом противоречии с качеством речи. Поэтому требования к качеству речи и степени сжатия речевого сигнала при выборе алгоритма кодирования должны выполняться совместно. Для различных классов алгоритмов кодирования при одинаковом снижении скорости кодирования может наблюдаться разная степень ухудшения качества речи и на некоторых минимальных скоростях «распознаваемость» абонента уже не будет обеспечиваться. Следует учитывать, что зависимость качества речи от скорости передачи не линейна, причем характер нелинейности тоже определяется скоростью.