• специфическую для применения часть - программное обеспечение пользователя.
Важным элементом ПО EWSD являются различные типы данных. Данные классифицируются в соответствии с их областью действия и долговечностью.
4. Программное обеспечение.
Программное обеспечение (ПО) организовано с ориентацией на выполнение определенных задач соответственно подсистемам EWSD. Внутри подсистемы ПО имеет функциональную структуру. Операционная система (ОС) состоит из программ, приближенных к аппаратным средствам и являющихся обычно одинаковыми для всех коммутационных станций. Программы пользователя зависят от конкретного проекта и варьируются в зависимости от конфигурации станции.
Современная автоматизированная технология, жесткие правила разработки ПО, а также язык программирования CHILL (в соответствии с рекомендациями МККТТ) обеспечивают функциональную ориентированность программ, а также поэтапный контроль процесса их разработки.
• Типовой процесс установления соединения.
Прежде всего следует отметить, что все соединения в станциях EWSD – четырехпроводные. При этом два пути - от вызывающего абонента к вызываемому и обратный - устанавливаются независимо.
При снятии телефонной трубки с телефонного аппарата модуль МАЛ определяет наличие вызова от абонента и посылает сигнал о поступлении вызова в ГПр линейного блока (см. прил.1). ГПр определяет категорию абонента и класс обслуживания и посылает команду в групповой коммутатор, который соединяет МАЛ с блоком сигнализации БС (см. прил.3). Генератор БС посылает вызывающему абоненту зуммерный сигнал ответа станции, а кодовый приемник в БС при этом готовится для приема номера вызывающего абонента. Генератор от МАЛ отключается при поступлении первой цифры номера.
Кодовый приемник БС передает полученную информацию о номере вызываемого абонента в ГПр, который, добавив к номеру вызываемого абонента полученную ранее информацию о категории абонента и классе обслуживания, передает ее для анализа в координационный процессор КПр.
Получив прямую информацию о вызываемом абоненте, КПр определяет свободна ли АЛ. Если свободна, то КПр устанавливает соединение от вызываемого абонента к вызывающему через ЦКП.
Если соединение установлено правильно, то КПр посылает информацию в ГПр вызывающего абонента о том, что линия вызываемого абонента проключена через ГК, передавая при этом номер занятого оборудования.
ГПр вызываемого абонента посылает команду в МАЛ о необходимости включения сигнала посылки вызова, после чего МАЛ вызывающего абонента посылает сигнал контроля посылки вызова.
При ответе вызываемого абонента ГПр проключает соединение в ГК ГЛБ вызываемого абонента, а ГПр вызывающего абонента получает сигнал ответа абонента от ГПр вызываемого абонента. Таким образом, соединение установлено.
Глава 2. Сотовые сети.
1.Общая информация.
Сотовые сети связи (ССС) предназначены для обеспечения подвижных и стационарных объектов телефонной связью и передачей данных. В ССС подвижными объектами являются либо наземные транспортные средства, либо непосредственно человек, находящийся в движении и имеющий портативную абонентскую станцию (подвижный абонент). Возможность передачи данных подвижному абоненту резко расширяет его возможности, поскольку кроме телефонных сообщений он может принимать телексные и факсимильные сообщения, различного рода графическую информацию (планы местности, графики движения и т.п.), медицинскую информацию и многое другое.
Сотовая связь продолжает уверенно расширять рынок предоставления услуг.
На смену аналоговым приходят цифровые системы второго поколения и в то же время ведутся интенсивные подготовки систем третьего поколения.
Радиотелефонные системы общего пользования в настоящее время составляют основной вид связи с подвижными объектами. Они, объединяя своих потребителей в одну группу, дают им возможность общего доступа к системе связи независимо от ведомственной принадлежности (по принципу городской телефонной сети). Это преимущество систем обеспечивает широкий комплекс услуг: автоматическое соединение абонентов между собой и с абонентами городской телефонной сети, а также других городов и государств с использованием междугородных и международных линий; передачу речи и данных, а в ближайшем будущем телексных и факсимильных сообщений; цветных графических изображений; информации из банков данных и т.п. Радиотелефонные системы общего пользования делятся на два вида:
1) Системы с большими зонами обслуживания (радиальные системы);
2) Системы с малыми зонами обслуживания (сотовые системы связи).
Нас интересует именно системы с малыми зонами обслуживания .
Сотовые системы подвижной радиосвязи имеют принципиально новую структуру, основанную на сотовом построении и распределении частот,согласно которому зона обслуживания делится на большое число ячеек ("сот"), каждая из которых обслуживается отдельной радиостанцией небольшой мощности, находящейся в центре ячейки (базовые станции) .
Небольшая мощность передатчиков в системах малых зон обслуживания и, соответственно, небольшой радиус их действия, допускает организацию повторения частот приема-передачи через 1 - 2 зоны. Это позволяет реализовать основное достоинство сотовой системы - обеспечение высококачественной радиосвязью большого количества подвижных абонентов в условиях ограниченного частотного диапазона.
• Принцип работы.
Каждая из базовых станций содержит от одной до двенадцати приемо-передающих антенн, направленных в разные стороны, чтобы обеспечить связью абонентов со всех сторон. На профессиональном жаргоне антенны также называют «секторами». Со стороны они выглядят, как большие серые прямоугольные блоки.
От антенны сигнал по кабелю передается непосредственно в управляющий блок базовой станции. Совокупность секторов и управляющего блока обычно и называется – BS, Base Station, базовая станция. Несколько базовых станций, чьи антенны обслуживают какую-либо определенную территорию или район города, подсоединены к специальному блоку – так называемому LAC, Local Area Controller, «контроллер локальной зоны», часто называемому просто контроллером. К одному контроллеру обычно подключается до 15 базовых станций.
В свою очередь, контроллеры, которых также может быть несколько, подключены к самому центральному «мозговому» блоку – MSC, Mobile services Switching Center, Центр Управления Мобильными услугами, коммутационный узел или просто - коммутатор. Коммутатор обеспечивает выход (и вход) на городские телефонные линии, на других операторов сотовой связи и так далее.
(Прил.8.)
В небольших GSM-сетях используется только один коммутатор, в более крупных, обслуживающих более миллиона абонентов, могут использоваться два, три и более MSC, объединенных между собой.
• Стандарт GSM-900.
Самый распространенный в данный момент на территории России стандарт GSM.
В стандарте GSM достигается высокая степень безопасности передачи сообщений; осуществляется шифрование сообщений по алгоритму шифрования с открытым ключом (RSA).
В целом система связи, действующая в стандарте GSM, рассчитана на ее использование в различных сферах. Она предоставляет пользователям широкий диапазон услуг и возможность применять разнообразное оборудование для передачи речевых сообщений и данных, вызывных и аварийных сигналов; подключаться к телефонным сетям общего пользования (PSTN), сетям передачи данных (PDN) и цифровым сетям с интеграцией служб (ISDN).
• Основные характеристики стандарта GSM
• Частоты передачи подвижной станции (приема базовой станции), МГц 890...915
• Частоты приема подвижной станции и передачи базовой станции, МГц 935...960
• Дуплексный разнос частот приема и передачи, МГц 45
• Скорость передачи сообщений в радиоканале, кбит/с 270, 833
• Скорость преобразования речевого кодека, кбит/с 13
• Ширина полосы канала связи, кГц 200
• Максимальное количество каналов связи 124
• Максимальное количество каналов, организуемых в базовой станции 16...20
• Вид модуляции GMSK
• Индекс модуляции ВТ 0,3
• Ширина полосы предмодуляционного гауссовского фильтра, кГц 81,2
• Количество скачков по частоте в секунду 217
• Временное разнесение в интервалах ТDМА кадра (передача / прием) для подвижной станции 2
• Вид речевого кодека RPE/LTP
• Максимальный радиус соты, км до 35
• Схема организации каналов TDMA/FDMA
Глава 3. Работа коммутационного узла.
• «Хэндовер».
Этим термином обозначается эстафетная передача обслуживания в сотовых сетях. То есть, когда перемещаетесь и при этом разговариваете по телефону, то, для того чтобы связь не прерывалась, необходимо вовремя переключать Ваш телефон из одного сектора в другой, из одной BS в другую, из одной Local Area в другую и так далее. Соответственно, если бы сектора были напрямую подключены к коммутатору, то всеми этими переключениями пришлось бы управлять коммутатору, которому и без того есть, чем заняться. Многоуровневая схема сети дает возможность равномерно распределить нагрузку, что снижает вероятность отказа оборудования и, как следствие, потери связи.
Пример – если вы с телефоном переходите из зоны действия одного сектора в зону действия другого, то переводом телефона занимается управляющий блок BS, не затрагивая при этом «вышестоящие» устройства – LAC и MSC. Соответственно, если переход происходит между разными BS, то им управляет LAC и так далее.
Если подробнее то в процессе движения объект пересекает границы ячеек. При этом координаты радиопередатчика, установленного на объекте, по командам MSC передаются от одной BS к другой, переключаясь на свободный частотный канал соседней ячейки. Автоматический поиск свободных каналов и установление соединения осуществляется без нарушения связи по командам ЭВМ, управляющей коммутационным оборудованием.. При перемещении подвижного объекта из одной ячейки в другую ЭВМ фиксирует полученные по радиоканалу управления данные о качестве сигнала, местоположения объекта и некоторые другие, с использованием специальной программы определяет соответствующий заданным требованиям свободный канал в той ячейке, куда переместился абонент. После этого MSC посылает сигнал для автоматического переключения абонентской станции на этот канал. Также MSС Выполняет следущие функции: