Сотовая связь
В настоящем разделе мы рассмотрим функцию роминга – еще одну функцию системы сотовой связи, позволяющую расширить возможности пользования сотовой связью за пределы одной («домашней») системы.
Роминг – это функция, или процедура предоставления услуг сотовой связи абоненту одного оператора в системе другого оператора. Термин роминг происходит от английского roam – бродить, странствовать, а абонента, использующего услуги роминга, называют ромером (английское roamer). Для реализации роминга необходимо техническое обеспечение его осуществимости (в простейшем случае – использование в обеих системах одного и того же стандарта сотовой связи) и наличие ромингового соглашения между соответствующими компаниями-операторами. По мере развития мобильной связи понятие роминга заметно расширяется; например, появляется возможность роминга между системами сотовой и мобильной спутниковой связи. (далее…)
Сотовая связь
Рис 2.17 Передача обслуживания из ячейки А в ячейку Б при пересечении подвижной станцией границы ячеек
Как мы уже рассказывали ранее, базовая станция, находящаяся примерно в центре ячейки, обслуживает все подвижные станции в пределах своей ячейки. При перемещении подвижной станции из одной ячейки в другую ее обслуживание соответственно передается от базовой станции первой ячейки к базовой станции второй (рис. 2.17). Этот процесс называется передачей обслуживания (американский термин handoff, англоевропейский – handover). Подчеркнем, что процедура передачи обслуживания имеет место только в том случае, когда подвижная станция пересекает границу ячеек во время сеанса связи, и связь (телефонный разговор) при этом не прерывается. Если же подвижная станция перемещается из одной ячейки в другую, находясь в режиме ожидания, она просто отслеживает эти перемещения по информации системы, передаваемой по каналам управления, и в нужный момент перестраивается на более сильный сигнал другой базовой станции. (далее…)
Сотовая связь
Рассмотрим процедуры аутентификации и идентификации, которые выполняются при каждом установлении связи. О первой из них мы уже упоминали ранее.
Аутентификация – процедура подтверждения подлинности (действительности, законности, наличия прав на пользование услугами сотовой связи) абонента системы подвижной связи. Необходимость введения этой процедуры вызвана неизбежным соблазном получения несанкционированного доступа к услугам сотовой связи, приводящим к многочисленным и разнообразным проявлениям особого рода мошенничества – фрода в сотовой связи, о котором мы расскажем подробнее позже. Слово аутентификация (английское authentication) происходит от греческого authentikos – подлинный, исходящий из первоисточника. В русском языке довольно часто используется родственный юридический термин – аутентичные тексты, например тексты договора на нескольких языках, имеющие равную силу. (далее…)
Сотовая связь
Перейдем к рассмотрению организации основных режимов работы системы сотовой связи.
Центр коммутации и базовые станции работают круглосуточно и непрерывно, без выключений. При возникновении в них неисправностей работоспособность поддерживается за счет предусмотренного конструкцией резервирования, с ремонтом (заменой) вышедших из строя элементов в ситуации, когда они находятся в положении резервных. В работе подвижных станций перерывы и отключения практически неизбежны, в том числе – для смены источников питания. (далее…)
Сотовая связь
Прежде чем приступить к описанию организации непосредственно процедур и режимов работы системы сотовой связи, нам придется уделить некоторое внимание организации информационного обмена по эфирному интерфейсу, с которым мы познакомились ранее. Дело в том, что кроме собственно информации речи по каналу связи должна передаваться так называемая сигнальная информация, или информация сигнализации (английский термин signaling), включающая информацию управления и информацию контроля состояния аппаратуры; для ее обозначения будем употреблять также наименование управляющая информация или просто управление. Поэтому в этой записи рассмотрим, как организуется использование каналов связи, и начнем с определения часто употребляемых при этом понятий частотных, физических и логических каналов. (далее…)
Сотовая связь
Рис.2.11. Структура эфирного интерфейса (канал трафика) системы GSM: ED - закодированная информация (Encripted Data), TS - обучающая последовательность (Training Sequence), Т - защитный бланк (Tail bits - хвостовые биты), S -скрытый флажок (Stealing flag) - признак речь/управление; G - защитный интервал (Guard period)
Временная структура эфирного интерфейса системы GSM достаточно сложна. Передача информации организуется кадрами, которые имеют длительность 4,615 мс. Каждый кадр состоит из восьми слотов по 577 мкс, и каждый слот соответствует своему каналу речи, т.е. в каждом кадре передается информация восьми речевых каналов. При полноскоростном кодировании все последовательные кадры содержат информацию одних и тех же восьми речевых каналов. При полускоростном кодировании, пока также не реализованном, четные и нечетные кадры содержат информацию разных речевых каналов, т.е. информация одного и того же речевого канала передается через кадр, так что в общей сложности передается информация шестнадцати речевых каналов. Возвращаясь к используемой в настоящее время схеме полноскоростного кодирования, заметим, что информационный кадр может быть одного из двух видов – кадр канала трафика или кадр канала управления. В обоих случаях он имеет одну и ту же длительность и состоит из 8 слотов, но слоты имеют различную структуру и разное информационное содержание. (далее…)
Сотовая связь
Начнем со стандарта IS-54. Временная структура его эфирного интерфейса отличается сравнительной простотой.
Передача информации в канале трафика организуется следующими один за другим кадрами (английский термин frame; иногда и в русском языке употребляется наименование фрейм) длительностью 40 мс. Каждый кадр состоит из шести временных интервалов – слогов; длительность слота (6,67 мс) соответствует 324 битам, т.е. длительность одного бита составляет 20,55 мкс. При полноскоростном кодировании (английское full rate coding) на один речевой канал в каждом кадре отводится два слота, т.е. 20- миллисекундный сегмент речи упаковывается в один слот, длительность которого втрое меньше. При полускоростном кодировании (английское half rate coding) на один речевой канал отводится один слот в кадре, т.е. упаковка сигнала речи оказывается вдвое более плотной, чем при полноскоростном кодировании; однако, хотя полускоростное кодирование и предусмотрено стандартом, в настоящее время оно еще не реализовано. (далее…)
Сотовая связь
В каждом стандарте сотовой связи используется несколько интерфейсов, в общем случае различных в разных стандартах.
Так, предусмотрены свои интерфейсы для связи подвижной станции с базовой, базовой станции – с центром коммутации (а в стандарте GSM – еще и отдельный интерфейс для связи приемопередатчика базовой станции с контроллером базовой станции), центра коммутации – с домашним регистром, с гостевым регистром, с регистром аппаратуры, со стационарной телефонной сетью и другие. Все интерфейсы подлежат стандартизации для обеспечения совместимости аппаратуры разных фирм-изготовите- лей, что не исключает, однако, возможности использования различных интерфейсов, определяемых разными стандартами, для одного и того же информационного стыка. В некоторых случаях используются уже существующие стандартные интерфейсы, например, соответствующие протоколам обмена в цифровых информационных сетях. (далее…)
Сотовая связь
Центр коммутации является мозговым центром и одновременно диспетчерским пунктом системы сотовой связи, на который замыкаются потоки информации со всех базовых станций и через который осуществляется выход на другие сети связи – стационарную телефонную сеть, сети междугородной связи, спутниковой связи, другие сотовые сети. В состав центра коммутации входит несколько процессоров (контроллеров), и он является типичным примером многопроцессорной системы. (далее…)
Сотовая связь
Рис.2.7. Блок-схема базовой станции
Многие элементы, входящие в состав базовой станции, по функциональному назначению не отличаются от аналогичных элементов подвижной станции, но в целом базовая станция существенно больше и сложнее подвижной, что соответствует ее месту в системе сотовой связи. (далее…)
