Радиосвязь,_радиовещание,телевидение2

Рис. П2.4. Архитектура HLR/AUC/EIR

HLR M900/M1800 состоит из двух частей: блока обработки сигнализации HLR и сервера базы данных HLR.

Блок обработки сигнализацииHLR обрабатывает сигнализацию ОКС-7 и MAP. Данный модуль обеспечен внешними интерфейсами для связи с другими устройствами (такими как MSC, VLR и SCP), применяемыми в сети GSM. В системе блок обработки сигнализации HLR отвечает за передачу и обработку сообщений общеканальной системы сигнализации. Блок обработки сигнализации также основан на базе системы коммутации C&C08 и имеет модульную структуру. В зависимости от количества абонентов блок обработки сигнализацииHLR может быть как одномодульным (один SM емкостью до 300 тыс. абонентов), так и многомодульным, состоящим из нескольких SM и располагающим административным модулемAM/CM (емкостью до

1 200 000 абонентов).

Сервер баз данных HLR обеспечивает функции хранения, запроса и управления данными абонентов. Оператор имеет возможность производить все эти операции, используя оборудование OMC. В сервере базы данных HLR M900/1800 используется конфигурация системы HA (High Availability – высокой степени доступности) с резервированием всех элементов.

Модуль обработки сигнализации соединяется с сервером базы данных через Ethernet LAN. Локальная сеть работает в активном/резервном режимах, при использовании двух сетей проводится конфигурирование с разделением на секции, что увеличивает надежность системы.

Особенности HLR. Система M900/M1800 HLR полностью взяла все преимущества цифровой коммутационной системы с программным управлением C&C08 компании Huawei, которая полностью соответствует стандартам ETSI. Система обладает такими свойствами, как высокая надежность, большая емкость, многочисленные услуги и модульная структура. В структуре HLR реализованы следующие архитектурные особенности:

-Платы основных модулей, а также их программное обеспечение зарезервированы, обеспечивая замену неисправных элементов

в горячем режиме.

-Технология избыточного резервирования.

-Распределенная обработка данных.

-Рабочий режим с разделением нагрузки.

-Устройство флэш-памяти используется для постоянного хранения программ и статистических данных, обеспечивая извлечение этих данных в случае перегрузки системы в течение не более трех минут.

-Меры защиты от перегрузки предприняты для контроля трафика посредством управления коэффициентом занятостиCPU и коэффициентом занятости соединения.

-Поддерживается функция «виртуальный HLR», т.е. оборудование HLR M900/M1800 может управлять данными абонентов различных территорий и различных регионов управления в распределенном режиме, по принципу «каждому региону – свой соответствующий метод управления данными». Количество поддерживаемых виртуальных HLR можно гибко конфигурировать в соответствии с количеством абонентов, которых поддерживает каждый HLR, и общей емкостью абонентов HLR.

Центр аутентификации AUC. AUC – это мера безопасности,

предпринятая для предупреждения доступа к системеGSM незарегистрированных абонентов. AUC непрерывно обеспечивает для каждого абонента мобильной сети параметры (включая RAND, SRES и Kc), с помощью которых проверяется законность доступа абонента в сеть путем сравнения этих трех параметров с теми, которые предоставляет мобильная станция.

Регистр идентификации оборудования EIR. EIR используется для управления номерами IMEI (Международный идентификатор оборудования мобильной станции) всех мобильных станций и для проверки, является ли мобильная станция действующей.

Центр аутентификации и регистр идентификации оборудования логически входят в структуру домашнего регистра и реализуются программным обеспечением HLR.

Сеть пакетной передачи GPRS (рис. П2.5). GPRS логически ос-

новывается на структуреGSM с добавлением двух сетевых узлов SGSN и GGSN. Функцию тарификации обеспечивает узел CG.

Рис. П2.5. Сеть GPRS компании Huawei

SGSN9810L является основным функциональным узлом уровня пакетной передачи данных. Он подключается к UTRAN через интерфейс Iu-PS, к BSS через интерфейс Gb, к GGSN через интерфейс Gn/Gp, к HLR/AUC через интерфейс Gr, к MSC/VLR через интерфейс Gs, к SCP через интерфейс CAP, к SMC через интерфейс Gd, к CG через интерфейс Ga и к SGSN через интерфейс Gn/Gp. Основная функция SGSN – обеспечение функции доступа UTRAN/BSS, включая управление мобильностью, управление сеансом, маршрутизацией, идентификация и кодирование мобильных абонентов пакетного -до мена. Основные услуги – предоставление услуг IP/PPP и услуги коротких сообщений.

GGSN33 – это узел обеспечения GPRS. Он подключается к SGSN через интерфейс Gn/Gp или к внешней сети пакетной передачи данных (PDN) через интерфейс Gi. Основные предоставляемые услуги:

-Установка туннеля GTP с SGSN через протокол сигнализации GTP с целью применения функций контроля интерфейсаGn/Gp, размещения IP адреса и идентификации абонентов.

-Формирование и передача пакетов абонентских данных вSGSN через установленный туннель, включая несущие пакеты данныхIP и PPP и применение функций интерфейса Gn/Gp со стороны абонента.

-Поддержка интерфейса внешней сети данных с целью получения и отсылки пакетов данных внешней сети данных, что является

функцией интерфейса Gi. Также обеспечивает функции межсетевой защиты и изменения адреса.

-Применение передачи по соединительным линиям пакетов данных интерфейсов Gn/Gp и G.

Шлюз для начисления оплатыCG (Charging Gateway) как обору-

дование обработки счетов выполняет следующие функции: получение счетов из узла GGSN через интерфейс Ga, сбор счетов в соответствии с требованиями и их хранение в различных местах, комбинирование счетов в соответствии с требованиями, обеспечение центра начисления оплаты интерфейсами FTAM или FTP.

PCU33. Это модуль управления пакетами, который устанавливается на стороне контроллера базовых станций.

П2.3. Подсистема базовых станций M900/M1800

Подсистема базовых станций состоит из базовых приемопередающих станций (BTS) различных типов и конфигураций и контроллера базовых станций (BSC). Функционально к BSS также относится модуль транскодера ТС (часто устанавливается на сторонеMSC), который находится между BSC и MSC и осуществляет функции кодирования/декодирования информации, а также мультиплексирования/демультиплексирования по схеме 4:1. Интерфейс Abis между БС и контроллером является внутренним (каждый производитель оборудования GSM реализует его по-своему), поэтому при установке базовых станций необходимо также использовать контроллер той же компании производителя. Стыковка оборудования NSS и BSS различных поставщиков возможна по открытому А-интерфейсу (между MSC и BSC).

Серия базовых станций M900/M1800 (рис. П2.6). BTS управляет преобразованием сигналов радиосвязи в сигналы проводной сети, беспроводным демультиплексированием и мультиплексированием, кодированием радиоканала и функцией перескока по частоте или хэндовера. При построении сети BSS приходится учитывать множест-

во разнообразных факторов, начиная от характера местности, условий распространения радиоволн до количества жителей на данной

Все типы базовых станций позволяют комбинировать модули приемопередатчиков 900 и 1800 МГц. На настоящий момент для продаж в России сертифицированы базовые станции внутреннего типаис полнения BTS312 (12 TRU) и BTS30 (6 TRU). В ближайшее время также будет сертифицирована мини-BTS3001, которая рассчитана на

1–2 модулей TRU.

Рис. П2.6. Типы базовых станций М900/М1800

Структура аппаратного обеспечения(рис. П2.7). Базовая станция

M900/M1800 состоит из трех частей: основного блока, блока приемопередатчиков (TRU) и антенно-фидерной системы.

Основной блок. Состоит из блока синхронизации/передачи и управления (TMU), блока распределения синхронизации(TDU), дополнительного блока передачи (TEU), блока питания дополнительно-

го блока передачи(TES), блока мониторинга работы вентилятора (FMU), блока электропитания (PSU), блока мониторинга электропитания и состояния окружающей среды(PMU), блока распределения электропитания (SWITCH BOX), блока вентилятора (FAN BOX) и воздухозаборника (AIR BOX).

Блок приемопередатчиков, как следует из названия, включает в себя несколько модулейTRU. В рамках одной BTS возможно смешивание TRU, работающих в диапазоне 900 и 1800 МГц. Однако следует учесть, что в таком случае для каждого модуляTRU необходимо предусмотреть отдельный модуль комбайнеров (СDU).

Антенно-фидерная система состоит из антенны, блока комбайнера (Combiner and Divider Unit, CDU), блока мачтового усилителя (Tower Amplification unit, TA) и системы кабелей с низким потреблени-

ем мощности (low consumption transmission cables). Его основные функции – передача и прием радиосигнала, а также выдача аварийной сигнализации.

Интерфейс E-Abis. Выше говорилось о том, что каждая комания поставщик оборудования GSM – предлагает собственные реализации Abis интерфейса. Компания Huawei разработала собственную версию

Рис. П2.7. Структурная схема оборудования BTS

этого интерфейса, который называется улучшенный интерфейс E-Abis (Enhanced Abis). В этом интерфейсе значительно уменьшено влияние джиттера синхронизации, сведены к минимуму задержки передачи и уменьшено число ошибочных битов передачи. Благодаря этому стала возможной реализация Abis интерфейса по спутниковому каналу, т.е. появилась возможность установки базовых станций в самых отдаленных местностях. К другим достоинствам E-Abis также относятся:

-Мультиплексирование 15:1. Это означает, что для BTS с менее чем 15 TRU необходим только 1 E1 на Abis интерфейсе, что приводит к сокращению линий передачи на10~50 % по сравнению со спецификациями.

-Каждая BTS имеет 8 E1 и поддерживает гибкую топологию (цепочка, кольцо, дерево, смешанные топологии).

-Интеграция с оборудованием SDH и PDH.

-Передача информации мониторинга окружающей среды.

-Поддержка разных режимов передачи: SDH, PDH, Microwave, Satellite, HDSL, MDSL, E1/T1.

Технологии улучшения качества передачи голоса.

Технология TFO (рис. П2.8). Когда MS вызывает MS, то осуществляется двойное кодирование и декодирование, что снижает качество передачи речи. Для решения этой проблемы используется технология TFO (Tandem Free Operation), когда при вызове одной MS другой не требуется кодирование и декодирование в транскодере (TC). Для этого требуется обновление ПО транскодера. В результате повышается качество речи и уменьшается энергопотребление транскодером.

Рис. П2.8. Реализация технологии TFO

Технология AMR. При плохом состоянии радиоканала число ошибок может увеличиваться, что снижает качество передачи речи. Технология мультискоростного кодирования(Adaptive Multi Rate, AMR) автоматически выбирает наилучший режим кодирования/декодирования в соответствии с состоянием радиоканала, что обеспечивает наилучшее сочетание качества передачи речи и емкости канала. При ухудшенном состоянии радиоканала скорость кодирования речи снижается, чтобы предоставить больше битов для коррекции ошибок и понизить частоту битовой ошибки. В результате даже при не самом лучшем сетевом покрытии можно добиться высокого качества передачи речи.

Запатентованные алгоритмы хендовера. Хендовер – одна из са-

мых важных функций мобильной сети связи. Он обеспечивает отсутствие перерывов в сеансах связи при перемещении из одной соты в другую. Хендовер также позволяет упорядочить трафик какой-либо соты. При работе с многоуровневыми сотами оборудованиеGSM компании Huawei поддерживает 8 запатентованных алгоритмов хендовера. Например, межслоевой хендовер используется для передачи обслуживания вызова, установленного в соте диапазона 900,в соту диапазона 1800, хендовер с учетом скорости применяется в зависимости от скорости перемещения мобильной станции для уменьшения количества хендоверов и, соответственно, количества перерывов в связи.

Контроллер базовых станций BSC M900/M1800. Оборудование этого типа вобрало в себя последние достижения технологии коммутации, оптической технологии, микроэлектроники, компьютерной техники, технологии баз данных. Контроллер базовых станций (BSC) системы M900/M1800 интегрирует управление коммутацией, передачей и беспроводным доступом. Он представляет собой открытую сетевую платформу, полностью поддерживающую разнообразные услуги, предоставляемые системами GSM 900 МГц и GSM 1800 МГц. BSC M900/M1800 – контроллер базовых станций цифровой сотовой системы мобильной связи, который располагается междуBTS и MSC в системе GSM. Контроллер BSC M900/M1800 предоставляет два ин-