WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 6 |

Радиоканалы и фиксированные каналы, участвующие в обслуживании вызова абонента в GSM, не привязаны к данному вызову. С этим связана возможность перемещения мобильного абонента из соты в соту в процессе вызова (хэндовер). Выполнение хэндовера является одной из основных функций подуровня управления радиоресурсами. В системах GSM существуют четыре основных типа хэндоверов со следующими характеристиками:

• каналы принадлежат одной соте;

• базовые станции находятся под контролем одного контроллера базовых станций (рис. 1.4.а);

© Гайдамака Ю.В., Зарипова Э.Р., Самуйлов К.Е., Рис. 1.4.а. Схема хэндовера с одним контроллером базовых станций • базовые станции находятся под контролем разных контроллеров базовых станций, но принадлежат одному центру коммутации мобильных услуг (рис. 1.4.б);

Рис. 1.4.б. Схема хэндовера с двумя контроллерами базовых станций • базовые станции находятся под контролем разных центров коммутации мобильных услуг (рис. 1.4.в).

© Гайдамака Ю.В., Зарипова Э.Р., Самуйлов К.Е., Рис. 1.4.в. Схема хэндовера с двумя центрами коммутации мобильных услуг Первые два типа хэндоверов управляются при помощи одного контроллера базовых станций, и при этом не задействуют центр коммутации мобильных услуг, а лишь уведомляют его о завершении хэндовера. Последние два типа хэндоверов совершаются под управлением вовлеченных в процедуру центров коммутации мобильных услуг.

1.3.2. Подуровень управления мобильностью Подуровень управления мобильностью (Mobility Management – MM) «надстроен» поверх подуровня управления радиоресурсами и управляет функциями, которые следуют непосредственно из мобильности самого абонента, а также функциями, связанными с безопасностью и авторизацией.

Управление мобильностью включает процедуры, которые дают возможность системе вычислить текущие координаты работающей мобильной станции для завершения маршрутизации входящего вызова.

Включенное мобильное устройство получает информацию о поступающем вызове с помощью сообщения системы персонального вызова, посылаемого по каналу PAGCH в соте. Таким образом, для поиска нужной мобильной станции и передачи абоненту некоторой информации центру коммутации мобильных услуг требуется просматривать каждую соту сети, что © Гайдамака Ю.В., Зарипова Э.Р., Самуйлов К.Е., ведет к избыточному расстрачиванию пропускной способности радиоканала. В свою очередь, мобильный аппарат может самостоятельно оповещать систему о своем местоположении посредством сообщений, содержащих корректирующую информацию о текущих координатах в индивидуальном сегменте соты. В этом случае центр коммутации мобильных услуг будет отправлять сообщения системы персонального вызова только в одну соту, но тогда возрастает количество корректирующих сообщений от абонента. Компромиссным решением, которое выбрано для GSM, стало объединение сот в локальные зоны.

Корректирующие сообщения нужны только при перемещении между локальными зонами, а все мобильные станции получают сообщения о поступающих вызовах в сотах своей текущей локальной зоны.

В процедуры корректировки данных о местоположении и последующая маршрутизация вызова вовлечены центры коммутации мобильных услуг, а также домашний и гостевой регистры местоположения абонентов. Когда мобильная станция включается в новой локальной зоне или перемещается в новую локальную зону или ССПС другого оператора, она должна зарегистрироваться в сети и указать свое текущее местоположение.

В стандартном случае корректирующее сообщение о местоположении абонента посылается в новый гостевой регистр местоположения абонентов, в котором записывается информация о локальной зоне и информация о координатах, а затем информация пересылается в домашний регистр местоположения абонента.

Такая информация обычно имеет вид адреса нового гостевого регистра местоположения абонентов. Если абонент имеет право на обслуживание, домашний регистр местоположения абонента посылает информацию об абоненте, необходимую для контроля вызовов, в новый гостевой регистр местоположения абонентов и посылает сообщение об отмене старой регистрации в старый гостевой регистр местоположения абонентов.

Для обеспечения надежности GSM регулярно проводит процедуру корректировки данных о местоположении. Если © Гайдамака Ю.В., Зарипова Э.Р., Самуйлов К.Е., информация домашнего или гостевого регистров местоположения абонентов является устаревшей, одновременная регистрация каждого мобильного устройства с целью обновления базы данных может привести к перегрузке. Поэтому обновление базы данных происходит в моменты корректировки данных о местоположении.

Временной интервал между периодическими обновлениями и выдача полномочий на обновление контролируются оператором.

Если мобильное устройство не регистрируется по прошествии периода обновления, то его прежняя регистрация в сети аннулируется.

Процедура, связанная с корректировкой данных о местоположении – это IMSI подключение и разъединение.

Разъединение позволяет сети установить, что мобильное устройство недоступно и позволяет избегать выделения каналов без необходимости и рассылки лишних сообщений о вызове.

Подключение сходно с корректировкой координат, оно информирует систему о том, что мобильное устройство вновь доступно.

Обеспечение безопасности включает в себя авторизацию, которая позволяет избежать обслуживание в сети пользователя, не являющегося абонентом сети, а также проверку легальности мобильного устройства. Авторизация проводится с помощью алгоритмов шифрования с открытым ключом. Доступность физической радиосреды, породившая проблему клонирования мобильных телефонов, делает процедуру авторизации необходимой. В процедуре авторизации приниают участие два функциональных объекта: SIM-карта в мобильном устройстве и центр авторизации.



Другой аспект безопасности связан с легальностью мобильного устройства. Как было сказано выше, каждое GSM устройство идентифицируется уникальным кодом IMEI. Список этих номеров сети хранится в регистре идентификации мобильного устройства. При запросе кода IMEI в регистр идентификации мобильного устройства ответ возвращается в виде одного из ниже перечисленных статусов:

© Гайдамака Ю.В., Зарипова Э.Р., Самуйлов К.Е., • Белый список. Устройству разрешено подключение к сети.

• Серый список. Устройство находится под наблюдением со стороны сети на предмет возможного возникновения проблем.

• Черный список. Либо поступило заявление о краже телефона, либо данное устройство не предназначено для использования в сети GSM. Такому устройству не дается разрешение на подключение к сети.

1.3.3. Подуровень управления средствами связи Подуровень управления средствами связи (Communication Management – CM) отвечает за контроль над вызовами (Call Control – CC), предоставление дополнительных услуг и услуги SMS.

Каждый из этих разделов можно рассматривать как отдельные подуровни внутри подуровня управления средствами связи.

Процедура контроля над вызовами аналогична соответствующей процедуре ЦСИС и включает установление соединения, выбор типа обслуживания (включая чередование услуг во время вызова) и разъединение соединения, а кроме того, осуществление роуминга, который существует только в сетях GSM. В отличие от фиксированных сетей, где абонентский терминал проводами подключен к центральному офису, абонент сети GSM может перемещаться в пределах национальной сети и за ее границами, т.е.

осуществлять роуминг. Чтобы дозвониться до подвижного абонента, необходимо набрать номер, называемый номером мобильного абонента цифровой сети с интеграцией служб (Mobile Subscriber Integrated Services Digital Network – MSISDN). Такой номер содержит код страны и национальный код назначения, идентифицирующий оператора данного абонента. Заметим, что несколько цифр номера идентифицируют домашний регистр местоположения абонента в его сети подвижной связи.

© Гайдамака Ю.В., Зарипова Э.Р., Самуйлов К.Е., 1.4. Принципы передачи обслуживания 1.4.1. Определение и типы хэндовера Соты обычно изображают в виде правильных шестиугольников, которые имеют сходство с пчелиными сотами, что и послужило поводом назвать сеть сотовой. Сотовая структура сети непосредственно связана с принципом повторного использования частот, согласно которому одни и те же частоты могу повторяться в сотах, удаленных друг от друга на определенное расстояние. В центре каждой соты находится базовая приемопередающая станция, которая в пределах своей соты обслуживает все мобильные станции. При перемещении абонента из одной соты в другую происходит передача его обслуживания от одной базовой станции к другой. В действительности соты не имеют строгую геометрическую форму. Реальные границы сот имеют вид неправильных кривых, зависящих от условий распространения и затухания радиоволн, т.е. от рельефа местности обслуживаемой территории, плотности застройки и других факторов. Кроме того, в пределах зоны уверенного приема часто имеются теневые зоны (области, в которых прием сигнала невозможен). Поэтому положение базовой станции лишь приблизительно совпадает с центром соты, который сложно определить однозначно.

При включении мобильной станции выполняется определение ее местоположения и выделение для нее радиоканала. В отличии от ТфОП, в ССПС абонент может быть мобильным. Базовая станция обслуживает мобильные станции в зоне достижимости, т.е. в своей соте. Если сигнал от базовой станции становится слабым, то ухудшается качество обслуживания абонента или обслуживание абонента становится невозможным. В этом случае необходимо передать обслуживание вызова в другую соту, т.е. необходимо выполнить процедуру хэндовера. Под хэндовером будем понимать смену радиоканала без разрыва текущего соединения. Хэндовер может быть межсотовым и © Гайдамака Ю.В., Зарипова Э.Р., Самуйлов К.Е., внутрисотовым. Межсотовый хэндовер может потребоваться при пересечении мобильной станцией границы соты. Внутрисотовый хэндовер возникает в случае помех на радиоканале, при этом абонент остается на обслуживании в той же самой соте.

Межсотовый хэндовер может быть жестким или мягким. В случае мягкого хэндовера текущее соединение мобильного абонента, находящегося в зоне хэндовера, поддерживается двумя базовыми станциями одновременно, что уменьшает вероятность вынужденного разрыва соединения при передаче обслуживания между базовыми станциями смежных сот, однако уменьшает эффективность использования радиоканалов. При жестком хэндовере вследствие использования в смежных сотах различных частотных диапазонов мобильная станция не может поддерживать связь с обеими базовыми станциями, поэтому связь с базовой станции соты, поддерживающей текущее соединение, обрывается до того, как обслуживание абонента передано базовой станции смежной соты. Жесткий хэндовер подразумевает освобождение старого радиоканала и последующее занятие нового радиоканала.

Далее будет рассмотрен только жесткий межсотовый хэндовер.

Процедура жесткого межсотового хэндовера подразумевает подговку к хэндоверу (поиск соседней соты, которая примет мобильную станцию на обслуживание и выделит для нее радиоканал) и попытку хэндовера, которая может закончиться занятием нового радиоканала в соседней соте или блокировкой хэндовера в случае освобождения старого канала без занятия нового. Внутрисотовый хэндовер может быть только жестким.





Вызов, обслуживание которого осуществляется последовательно несколькими станциями называется хэндовервызовом.

Момент инициации хэндовера может определяться на уровне мобильной станции или на сетевом уровне.

В первом случае каждая мобильная станция полностью контролирует процесс хэндовера. Данный тип хэндовера обладает коротким временем отклика (порядка 0,1 секунды). Мобильная станция измеряет уровень мощности принимаемого от ближайших © Гайдамака Ю.В., Зарипова Э.Р., Самуйлов К.Е., базовых станций сигнала и уровень помех по всем каналам.

Инициация хэндовера происходит в случае, если уровень мощности сигнала обслуживающей базовой станции ниже уровня мощности сигнала другой базовой станции на определенное значение, называемое пороговым значением.

Во втором случае решение об инициации хэндовера принимает сеть на основании измерений, произведенных мобильной станцией от нескольких соседних базовых станций.

Информация о качестве сигнала для всех пользователей доступна в единой точке сети, что облегчает соответствующее распределение ресурсов. Сетевое управление хэндовером используется в аналоговых системах первого поколения, таких как AMPS, TACS и NMT (Nordic Mobile Telephone). В целом процесс хэндовера в таких сетях, включая процесс передачи данных, коммутацию каналов и коммутацию сети, занимает 100-200 мс. Время между принятием решения об инициации хэндовера и его выполнением в сетях GSM с коммутацией каналов составляет примерно 1 секунду.

© Гайдамака Ю.В., Зарипова Э.Р., Самуйлов К.Е., 1.4.2. Методы инициации хэндовера TTh TTTMS BS1 A B C D BSРис. 1.5. Зависимость мощности сигнала от расстояния между мобильным абонентом и базовыми станциями На рис. 1.5 изображена мобильная станция, движущаяся от одной базовой станции ( BS1 ), называемой текущей, к соседней ( BS2 ). Средняя мощность сигнала от текущей базовой станции уменьшается по мере удаления мобильной станции от нее. В то же время, средняя мощность сигнала соседней базовой станции увеличивается по мере приближения мобильной станции к ней.

Существуют различные методы для определения момента инициации хэндовера.

Метод сравнения мощностей основан на сравнении мощностей сигналов от ближайших базовых станций. В этом методе отсутствует подготовка к хэндоверу. В каждый момент времени выделяется базовая станция с самым сильным уровнем мощности принимаемого сигнала. На рис. 1.5 хэндовер произойдет в точке A. Применение данного метода приводит к © Гайдамака Ю.В., Зарипова Э.Р., Самуйлов К.Е., возникновению большого числа ненужных хэндоверов, например, в случае, когда мощность сигнала текущей базовой станции находится на допустимом уровне.

При методе порогового значения инициация хэндовера происходит в случае, когда мощность сигнала от текущей базовой станции достаточно мала (меньше некоторого порогового значения), а мощность сигнала от другой базовой станции больше.

Эффективность порогового значения зависит от его отношения к значению мощности сигнала в точке, где мощности сигналов от обеих базовых станций равны. Если пороговое значение больше этого значения (например, пороговое значение T1 на рис. 1.5), то так же, как и при методе сравнения мощностей сигналов, хэндовер будет инициирован в точке A. Если порог меньше этого значения (например, пороговое значение T3 на рис. 1.5), инициация хэндовера будет отложена до момента, когда уровень мощности сигнала достигнет порогового значения (точка B ). В случае, когда порог принимает значение T5, согласно методу порогового значения хэндовер должен произойти в точке D, однако, к этому времени мобильная станция слишком далеко переместится от своей базовой станции в зону новой соты. Это приведет к ухудшению качества связи с текущей базовой станции, в результате чего соединение может прерваться. Кроме того, это может привести к внутриканальным помехам. На практике обычно не применяют один метод порогового значения, т.к. его эффективность зависит от знания мощностей сигналов передающей и принимающей базовых станций.

Следующий метод называется методом гистерезиса.

Согласно этому методу хэндовер осуществляется при условии, что уровень мощности сигнала от принимающей базовой станции выше уровня мощности сигнала от передающей базовой станции на некоторую величину гистерезиса (величина h на рис. 1.5). В этом случае хэндовер произойдет в точке C. Метод гистерезиса предотвращает так называемый эффект «пинг-понга», когда хэндоверы повторяются между двумя базовыми станциями в © Гайдамака Ю.В., Зарипова Э.Р., Самуйлов К.Е., результате резких колебаний мощностей сигналов от обеих станций. Однако хэндовер, инициированный в соответствии с методом гистерезиса, может оказаться лишним, если сигнал от обслуживающей базовой станции был достаточно сильным.

На практике же чаще остальных используется комбинированный метод. Этот метод объединяет метод порогового значения и метод гистерезиса. В данном случае хэндовер происходит, если значение уровня мощности сигнала от обслуживающей базовой станции опускается ниже порогового, а мощность сигнала от принимающей базовой станции больше мощности сигнала от текущей на данное значение гистерезиса.

Например, на рис. 1.5 хэндовер осуществится в точке D, если порог имеет значение T5, а при пороге T3 хэндовер произойдет в точке C.

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 6 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.