Материал: Lecture12

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 (64кбит/с ИКМ) к виду, соответствующему рекомендациям GSM по радио интерфейсу. В соответствии с этими требованиями скорость передачи речи, представленной в цифровой форме, составляет 13кбит/с. Этот канал передачи цифровых речевых сигналов называется «полно скоростным». Стандартом предусматривается в перспективе использование полускоростного речевого канала (скорость передачи 6,5 кбит/с). Снижение скорости передачи обеспечивается применением специального речепреобразующего 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 13кбит/с дополнительных битов (стафингование) до скорости передачи данных 16кбит/с. Затем осуществляется уплотнение с кратностью 4 в стандартный канал 64кбит/с. Так формируется определенная Рекомендациями GSM 30-канальная ИКМ линия, обеспечивающая передачу 120 речевых каналов. Шестнадцатый канал (64кбит/с), «временное окно», выделяется отдельно для передачи информации сигнализации и часто содержит трафик SS N7 или LAPD. В другом канале (64кбит/с) могут передаваться также пакеты данных, согласующиеся с протоколом X.25.

Таким образом, результирующая скорость передачи по указанному интерфейсу составляет 30х64кбит/с + 64кбит/с + 64кбит/с = 2048кбит/с.

MS – подвижная станция, состоит из оборудования, которое служит для организации доступа абонентов сетей GSM к существующим фиксированным сетям электросвязи. В рамках стандарта GSM приняты пять классов подвижных станций от модели 1-го класса с выходной мощностью 20Вт, устанавливаемой на транспортном средстве, до портативной модели 5-го класса, максимальной мощностью 0,8Вт. При передаче сообщений предусматривается адаптивная регулировка мощности передатчика, обеспечивающая требуемое качество связи.

Таблица

Подвижный абонент и станция независимы друг от друга. Каждый абонент имеет свой международный идентификационный номер (IMSI), записанный на его интеллектуальную карточку. Каждой подвижной станции также присваивается свой международный идентификационный номер (IМЕI). Этот номер используется для предотвращения доступа к сетям GSM похищенной станции или станции без полномочий.

12.3. Сетевые и радио интерфейсы

При проектировании цифровых сотовых систем подвижной связи стандарта GSM рассматриваются интерфейсы трех видов: для соединения с внешними сетями; между различным оборудованием сетей GSM; между сетью GSM и внешним оборудованием. Они полностью соответствуют требованиям Рекомендаций ETSI/GSM 03.02.

1) Интерфейсы с внешними сетями

Соединение с PSTN

Соединение с телефонной сетью общего пользования осуществляется MSC по линии связи 2Мбит/с в соответствии с системой сигнализации SS N 7. Электрические характеристики 2Мбит/с интерфейса соответствуют Рекомендациям МККТТ G.732.

Соединение с ISDN

Для соединения с создаваемыми сетями ISDN предусматриваются четыре линии связи 2Мбит/с, поддерживаемые системой сигнализации SS N 7 и отвечающие Рекомендациям Голубой книги МККТТ Q.701-Q.710, Q.711-Q.714, Q.716, Q.781, 0.782, 0.791, 0.795, 0.761-0.764.

Соединение с существующей сетью NMT-450

Центр коммутации подвижной связи соединяется с сетью NMT-450 через четыре стандартные линии связи 2Мбит/с и системы сигнализации SS N7. При этом должны обеспечиваться требования Рекомендаций МККТТ по подсистеме пользователей телефонной сетью (TUP – Telephone User Part) и подсистеме передачи сообщений (МТР – Message Transfer Part) Желтой книги. Электрические характеристики линии 2Мбит/с соответствуют Рекомендациям МККТТ G.732.

Соединения с международными сетями GSM

В настоящее время обеспечивается подключение сети GSM к общеевропейским сетям GSM. Эти соединения осуществляются на основе протоколов систем сигнализации (SCCP) и межсетевой коммутации подвижной связи (GMSC).

2) Внутренние GSM – интерфейсы

Интерфейс между MSC и BSS (А – интерфейс) обеспечивает передачу сообщений для управления BSS, передачи вызова, управления передвижением. А – интерфейс объединяет каналы связи и линии сигнализации. Последние используют протокол SS N7 МККТТ. Полная спецификация А – интерфейса соответствует требованиям серии 08 Рекомендаций ETSI/GSM. Интерфейс между MSC и HLR совмещен с VLR (В – интерфейс). Когда MSC необходимо определить местоположение подвижной станции, он обращается к VLR. Если подвижная станция инициирует процедуру местоопределения с MSC, он информирует свой VLR, который заносит всю изменяющуюся информацию в свои регистры. Эта процедура происходит всегда, когда MS переходит из одной области местоопределения в другую. В случае если абонент запрашивает специальные дополнительные услуги или изменяет некоторые свои данные, MSC также информирует VLR, который регистрирует изменения и при необходимости сообщает о них HLR. Интерфейс между MSC и HLR (С – интерфейс) используется для обеспечения взаимодействия между MSC и HLR. MSC может послать указание (сообщение) HLR в конце сеанса связи для того, чтобы абонент мог оплатить разговор. Когда сеть фиксированной телефонной связи не способна исполнить процедуру установления вызова подвижного абонента, MSC может запросить HLR с целью определения местоположения абонента для того, чтобы послать вызов MS. Интерфейс между HLR и VLR (D – интерфейс) используется для расширения обмена данными о положении подвижной станции, управления процессом связи. Основные услуги, предоставляемые подвижному абоненту, заключаются в возможности передавать или принимать сообщения независимо от местоположения. Для этого HLR должен пополнять свои данные. VLR сообщает HLR о положении MS, управляя ею и переприсваивая ей номера в процессе блуждания, посылает все необходимые данные для обеспечения обслуживания подвижной станции. Интерфейс между MSC (Е – интерфейс) обеспечивает взаимодействие между разными MSC при осуществлении процедуры HANDOVER – «передачи» абонента из зоны в зону при его движении в процессе сеанса связи без ее перерыва. Интерфейс между BSC и BTS (A – bis интерфейс) служит для связи BSC с BTS и определен Рекомендациями ETSI/GSM для процессов установления соединений и управления оборудованием, передача осуществляется цифровыми потоками со скоростью 2,048Мбит/с. Возможно использование физического интерфейса 64кбит/с. Интерфейс между BSC и ОМС (О – интерфейс) предназначен для связи BSC с ОМС, используется в сетях с пакетной коммутацией МККТТ Х.25. Внутренний BSC-интерфейс контроллера базовой станции обеспечивает связь между различным оборудованием BSC и оборудованием транскодирования (ТСЕ); использует стандарт ИКМ – передачи 2,048Мбит/с и позволяет организовать из четырех каналов со скоростью 16 кбит/с или один канал на скорости 64кбит/с.

Интерфейс между MS и BTS (Um – радиоинтерфейс) определен в сериях 04 и 05 Рекомендаций ETSI/GSM. Сетевой интерфейс между ОМС и сетью, так называемый управляющий интерфейс между ОМС и элементами сети, определен ETSI/GSM Рекомендациями 12.01 и является аналогом интерфейса Q.3, который определен в многоуровневой модели открытых сетей ISO OSI. Соединение сети с ОМС могут обеспечиваться системой сигнализации МККТТ SS N7 или сетевым протоколом Х.25. Сеть Х.25 может соединяться с объединенными сетями или с PSDN в открытом или замкнутом режимах. GSM – протокол управления сетью и обслуживанием также должен удовлетворять требованиям Q.3 интерфейса, который определен в ETSI/GSM Рекомендациях 12.01.

3)Интерфейсы между сетью GSM и внешним оборудованием

Интерфейс между MSC и сервис – центром (SC) необходим для реализации службы коротких сообщений. Он определен в ETSI/GSM Рекомендациях 03.40. Интерфейс к другим ОМС. Каждый центр управления и обслуживания сети должен соединяться с другими ОМС, управляющими сетями в других регионах или другими сетями. Эти соединения обеспечиваются Х – интерфейсами в соответствии с Рекомендациями МККТТ М.3О. Для взаимодействия ОМС с сетями высших уровней используется О.3 – интерфейс.

12.4. Структура служб и передача данных в стандарте gsm

Стандарт GSM содержит два класса служб: основные службы и телеслужбы. Основные службы обеспечивают: передачу данных (асинхронно) в дуплексном режиме со скоростями 300, 600, 1200, 2400, 4800 и 9600бит/с через телефонные сети общего пользования; передачу данных (синхронно) в дуплексном режиме со скоростями 1200, 2400, 4800 и 9600бит/с через телефонные сети общего пользования, коммутируемые сети передачи данных общего пользования (CSPDN) и ISDN; доступ с помощью адаптера к пакетной асинхронной передаче данных со стандартными скоростями 300-9600бит/с через коммутируемые сети пакетной передачи данных общего пользования (PSPDN), например, Datex – P; синхронный дуплексный доступ к сети пакетной передачи данных со стандартными скоростями 2400-9600бит/с. При передаче данных со скоростью 9,6кбит/с всегда используется канал связи с полной скоростью передачи. В случае передачи на скоростях ниже 9,6кбит/с могут использоваться полускоростные каналы связи.

Перечисленные функции каналов передачи данных предусмотрены для терминального оборудования, в котором используются интерфейсы МККТТ со спецификациями V.24 или Х.21 серий. Эти спецификации определяют вопросы передачи данных по обычным каналам телефонной связи. Телеслужбы предоставляют следующие услуги:

1) телефонная связь (совмещается со службой сигнализации: охрана, сигналы бедствия и пр.

2) передача коротких сообщений;

3) доступ к службам «Видеотекс», «Телетекст»;

4) служба «Телефакс».

Дополнительно стандартизован широкий спектр особых услуг (передача вызова, оповещения о тарифных расходах, включение в закрытую группу пользователей).

Структурная схема служб связи в GSM PLMN показана на рисунке (GSM PLMN – GSM Public Land Mobile Network – сеть связи с наземными подвижными объектами; ТЕ (Terminal Equipment) – терминальное оборудование, МТ (Mobile Terminal) – подвижный терминал, IWF (Interworking Function) – межсетевой функциональный стык). К передаче данных относится и передача коротких сообщений. При передаче коротких сообщений используется пропускная способность каналов сигнализации. Сообщения могут передаваться и приниматься подвижной станцией. Для передачи коротких сообщений могут использоваться общие каналы управления. Объем сообщений ограничен 160-ю символами, которые могут приниматься в течение текущего вызова либо в нерабочем цикле.

Используется три типа оконечного оборудования подвижной станции: МТ0 (Mobile Termination 0) – многофункциональная подвижная станция, в состав которой входит терминал данных с возможностью передачи и приема данных и речи; МТ1 (Mobile Termination 1) – подвижная станция с возможностью связи через терминал с ISDN; МТ2 (Mobile Termination 2) - подвижная станция с возможностью подключения терминала для связи по протоколу МККТТ V или Х серий. Терминальное оборудование может состоять из оборудования одного или нескольких типов, такого как телефонная трубка с номеронабирателем, аппаратуры передачи данных (DTE), телекс и т.д. Различают следующие типы терминалов: ТЕ1 – терминальное оборудование, обеспечивающее связь с ISDN; ТЕ2 – терминальное оборудование, обеспечивающее связь с любым оборудованием через протоколы МККТТ V или Х серий (связь с ISDN не обеспечивает). Терминал ТЕ2 может быть подключен как нагрузка к МТ1 (подвижной станции с возможностью связи с ISDN) через адаптер ТА.

Система характеристик стандарта GSM, принятая функциональная схема сетей связи и совокупность интерфейсов обеспечивают высокие параметры передачи сообщений, совместимость с существующими и перспективными информационными сетями, предоставляют абонентам широкий спектр услуг цифровой связи.