Общие принципы сотовой связи (стр. 4 )

Характер прохождения трафик-каналов при MMC и MIC показан на рис.9.4. Задействованность регистров системы аналогична выше изложенной.

Рис. 9.2. Вызов мобильного оконечного устройства

(МТС, Mobile Terminating Call)

Рис. 9.3. Вызов с мобильного источника (МОС, Mobile Originating Call)

Рис. 9.4. Схемы установления соединения между двумя MS

14.Разновидности хэндовера  в сетях GSM.

Отдельные ячейки не покрывают всей области действия службы. Поэтому в сотовых системах необходимо переключение -- хандовер. Чем меньше размер ячейки и быстрее движение мобильной станции, тем больше требуется переключений текущих соединений. Однако, переключение не должно вызывать обрыва соединения, также называемого выпадением вызовов.

Есть две главных причины переключения (в стандарте их определено около 40).

Мобильная станция выходит из зоны действия станции BTS или некоторой антенны станции BTS. Тогда принимаемый уровень сигнала непрерывно уменьшается до тех пор, пока не упадет ниже минимальных требований. В другом случае может увеличиться количество ошибок, обусловленных помехами. Все эти эффекты ухудшают качество радиоканала, и радиопередача вскоре становится невозможной. Проводная инфраструктура (центр MSC, контроллер BSC) может решить, что информационный обмен в одной из ячеек является слишком интенсивным, и переместить мобильную станцию в другую ячейку с более слабой загрузкой. Таким образом, переключение может быть обусловлено балансированием нагрузки.

На рис. 9.5  показано четыре возможных типа хэновера в системе GSM.

Рис. 9.5. Типы хэндовера в системе GSM

Рисунок содержит следующие варианты переключений:

Intra-Cell Handover -- переключение внутри ячейки. Внутри ячейки передача на некоторой частоте может стать невозможной из-за узкополосных помех. В этом случае контроллер BSC может изменить несущую частоту; Intra-BSS Handover -- переключение ячеек одного контроллера BSC. Это наиболее распространенное переключение. Мобильная станция переходит из одной ячейки в другую, но находится в зоне управления одного и того же контроллера BSC. Он осуществляет переключение, выделяет новый радиоканал в новой ячейке и освобождает старый канал. Intra-MSC Handover -- переключение контроллеров BSC одного центра MSC. Поскольку контроллер BSC управляет ограниченным числом ячеек, в системе GSM иногда необходимо осуществлять переключение между ячейками, управляемыми различными контроллерами BSC. Такое переключение производится центром MSC. Inter-MSC Handover --  переключение центров MSC. Наконец, может потребоваться переключение двух ячеек, относящихся к разным центрам MSC. Такой вариант хэндовера может быть разбит на два подтипа. Если в процессе установленного соединения требуется переключение  только с  MSC-A на MSC-B, то это Basic Handover.  Если в процессе установленного соединения требуется последовательное переключение между  несколькими MSC (MSC-A на MSC-B на MSC-C ), то это Subsequent Handover

Станция BTS и мобильная станция периодически измеряют качество исходящего и нисходящего каналов соответственно. В качество канала входит уровень сигнала и количество ошибок. Это делается для получения всей информации, необходимой при переключении из-за слабого соединения. Результаты измерений передаются мобильной станцией каждые полсекунды. Они содержат информацию не только о качестве текущего канала передачи, но и о качестве некоторых каналов в соседних ячейках (каналы ВССН).

Последовательность обмена информацией при хэндовере контроллеров BSC одного центра MSC выглядит следующим образом. Мобильная станция периодически передает свои измерения. Станция BTSold  объединяет их с собственными измерениями и перенаправляет эти данные на контроллер BSCold. Основываясь на этих значениях и, например, на условиях информационного обмена, контроллер BSCold может решить произвести переключение. Тогда он передает центру MSС сообщение “требуется переключение”. Затем центр MSC посылает запрос ресурсов, необходимых для переключения, на другой контроллер BSCnew. Этот контроллер BSC проверяет доступность ресурсов (частот или временных интервалов) и активирует физический канал станции BTSnew, подготавливая прием мобильной станции.

Станция BTSnew подтверждает успешную активацию канала. Контроллер BSCnew, в свою очередь, подтверждает запрос переключения. Затем центр MSC отдает команду переключения и переадресовывает ее мобильной станции. Станция MS разрывает старое соединение и получает доступ к новой BTS. Далее происходит установка соединения (сюда входит установка соединения на втором уровне и передача мобильной станцией сообщения “переключение завершено”). На этом этапе можно считать, что переключение мобильной станции завершилось. Тем не менее, нужно еще освободить ресурсы старого контроллера BSCold и базовой станции BTSold,  а также подтвердить успешное переключение сообщениями о завершении переключения и очистки.

15.GPRS. Способы повышения скорости передачи данных.

GPRS использует общий физический ресурс радиоинтерфейса GSM совместно с коммутацией каналов. GPRS можно рассматривать как технологию, наложенную на сеть GSM. Это позволяет использовать одну и ту же физическую среду в сотах как для передачи речи с коммутацией каналов, так и для передачи данных с коммутацией пакетов. Ресурсы GPRS могут выделяться под передачу данных динамически в периоды, когда отсутствует сеанс передачи информации с коммутацией каналов.

Для GPRS предназначены те же физические каналы, но эффективность их использования намного больше по сравнению с традиционной GSM с коммутацией каналов, поскольку несколько пользователей GPRS могут использовать один и тот же таймслот. Это позволяет повысить использование каналов. Кроме того, GPRS использует ресурсы только в период передачи и приема данных. В зависимости от кодирования, скорость передачи может достигать 150 Кбит/с. В частности, если использовать кодирование каналов с пропускной способностью 14,4 Кбит/с, то при выделении всех (8) временных интервалов получится канал со скоростью передачи 115,2 Кбит/с.

Пользователям службы обеспечивается возможность выбора параметров качества обслуживания. Кроме того, система GPRS предоставляет услуги широковещания, а также многоадресной и одноадресной передачи. Общая цель этого подхода — обеспечение бо­лее эффективной, и более дешевой службы с пакетным режимом передачи, Такая служба особенно необходима Internet-приложениям, которые используют имен­но пакетную передачу. Сетевые поставщики услуг могут поддерживать эту модель, взимая оплату не за время соединения (как это делается сейчас в службах передачи данных системы GSM и технологии HSCSD), а за объем переданной информации. Очевидно, появление системы GPRS вызвано успехом пакетно-ориентированной сети Internet.

Терминалы GPRS

Существуют три класса MS, которые могут работать с GPRS.

Класс А: MS класса А одновременно может зарегистрирована в сети GPRS и в сети GSM. MS класса А может также одновременно передавать/принимать речевую информацию и данные с коммутацией пакетов.

Класс В: MS класса В одновременно может зарегистрирована в сети GPRS и в сети GSM, но в каждый момент времени может принимать/передавать информацию либо службы с коммутацией каналов, либо службы с коммутацией пакетов.

Класс С: MS класса С может быть зарегистрирована в один момент времени либо в сети GSM либо в сети GPRS.

Способы повышения скорости передачи данных.

На этапе развития GSM, соответствующем Фазе 2+, была поставлена и решена задача повышения скорости передачи данных за счет мобилизации ресурсов системы. Для этой цели используются три технологии:

High Speed Circuit Switched Data, HSCSD; General Packet Radio Service, GPRS; Enhanced Data rates for the GSM Evolution, EDGE.

На рис.10.3 приведено сравнение достигнутых скоростей по этим технологиям с ISDN (64кбит/с) и базовым GSM (до 14,4кбит/с).

Рис.10.3. Сравнение скоростей передачи данных

Наиболее простой является технология HSCSD, предполагающая использование не одного, а нескольких слотов в кадре TDMA, для передачи  одного абонента. Ситуацию иллюстрирует рис.10.4

Стандарт предусматривает использование до 4 слотов. В результате, максимальная скорость передачи достигает

4х 14,4кбит/с = 57,6кбит/с.

Технология HSCSD наиболее часто применяется для видеотелефонии. Работает в режиме «точка-точка». Она не требует совершенно никаких изменений в структуре сети GSM. Меняется лишь программная часть.

Рис.10.4. Скорость технологии HSCSD

Технология HSCSD реализуема в варианте прозрачном и непрозрачном. Во втором случае для передачи данных используется модифицированные RLP-пакеты.

Проблемами этой технологии принято считать отсутствие возможностей повышения скорости, плохую «стыковку» с Inernet и тарификацию по времени и количеству каналов.

HSCSD	57,6 кбит/сек
GPRS	171,2 кбит/сек
EDGE	384,2 кбит/сек

16.Архитектуре сети GSM фазы 2+.

Для технологии GPRS необходимы дополнительные сетевые элементы, т. е. программное и аппаратное обеспечение, Поэтому, в отличие от системы HSCSD, для объединения каналов в системе GPRS недостаточно одного лишь обновления программ. Архитектура сети с GPRS показана на рис.11.1. Тамже показаны интерфейсы к узлам сети UMTS (3G), которые  называются интерфейсами I (Iu, Iur и т. д.).