diplov / file1

даній території обслуговування. Отже, зменшення радіуса комірки не тільки дозволяє підвищити ефективність використання виділеної смуги частот і підвищити абонентську ємність системи, але і зменшити потужність передавачів і чутливість приймачів базових і мобільних станцій, що суттєво зменшує рівень завад в системі.

8.1.4. Субкоміркові структури

Використання субкоміркових структур - це один з методів ефективного використання доступної смуги частот. Поділ на субкомірки полягає в розбитті звичайних комірок на підкомірки та надкомірки. Субкоміркова структура можлива лише при умові, коли комірка використовує не менше двох частот.

Приклад субкоміркової структури представлено на рис. 8.4.

При субкомірковій структурі надкомірка є залежною від підкомірки,

оскільки вона не може самостійно встановити виклик. Надкомірка немає несучої частоти ВССН і встановлення виклику здійснюється підкоміркою.

Субкоміркова структура передбачає передачу виклику від підкомірки до надкомірки і в зворотному напрямку.

Рис.8.4 Субкоміркова структура

Перевагою використання субкоміркової структури є те, що над існуючим кластером можна встановити додатковий кластер надкомірок, наприклад новий кластер 3/9 надкомірок можна встановити над кластером 4/12 підкомірок (рис.

8.5). Це дозволить збільшити ємність мережі без додавання нового апаратного

381

забезпечення і додавання нових частот: деякі частоти будуть ―вкрадені‖ з

кластера підкомірок.

На рис. 8.5 зображено два кластери: кластер підкомірок 4/12: 4 базові станції (А, В, С і D) і 12 комірок (А1, А2, А3, B1, B2, B3, C1, С2, С3, D1, D2, D3) і кластер надкомірок 3/9 (3 базові станції і 9 комірок). Припустимо, що для кожної комірки кластера 4/12 початково було виділено по 4 частотні канали

(всього 48 частотних каналів). Для введення кластера надкомірок (3/9) по одному частотному каналу взято з кластера підкомірок (4/12). В результаті в кластері 4/12 кожній комірці виділено по 3 частотні канали, а в кластері 3/9 - по одному частотному каналу. Крім того, залишається ще три вільні частотні канали, які можуть бути використані для інших комірок. Оскільки кластер надкомірок використовує лише 75% площі, яку займає кластер підкомірок

(надкомірки станції D належать іншому кластеру, тому можуть використовувати частоти надкомірок станції В), ємність мережі збільшується.

Залежно від кількості частотних каналів, виділених надкоміркам з числа частотних каналів підкомірок, ємність мережі змінюється. В табл. 8.1

приведено залежність ємності мережі від співвідношення частотних каналів надкомірок і підкомірок для прикладу, представленому на рис. 8.5.

Раціональне повторне використання частот надкомірками не призводить до появи спільноканальних інтерференційних завад, оскільки потужність їх передавачів менша, ніж в підкомірках.

8.1.5. Нумерація в BSS

Поділ мережі на зони, кластери і комірки передбачає їх нумерацію.

Нумерація в системі базової станції дозволяє однозначно визначити місцеположення мобільної станції в мережі, забезпечити її обслуговування і необхідну якість зв'язку.

382

Рис.8.5 Побудова кластера 3/9 над існуючим кластером 4/12

Таблиця 8.1. Залежність ємності мережі від розподілу частотних каналів

Доступні частоти

CGI (Cell Global Identity) - глобальний ідентифікаційний номер комірки має вигляд:

CGI=MCC-NMC-LAC-CI,

де MCC (Mobile Country Code) - мобільний код країни, містить 3 цифри;

MNC (Mobile Network Code) - мобільний код мережі,містить 1-3 цифри;

LAC (Location Area Code) - код локальної території, містить до 16 біт;

СІ (Cell Identification) - ідентифікаційний номер комірки, містить до 16 біт.

Глобальний ідентифікаційний номер комірки (CGI) ідентифікує комірку в мережі GSM. Це означає, що в мережі GSM не може бути дві комірки з однаковим номером CGI. Номер можна розділити на дві частини:

-комбінація MCC-NMC-LAC утворює так званий ідентифікаційний номер локальної території (Location Area Identity - LAI). Запис про цей номер міститься в MSC/VLR (мережевий компонент системи комутації). Для того,

щоб розшукати мобільну станцію, не потрібно передавати пошуковий сигнал від всіх базових станцій мережі GSM. При переміщенні мобільної станції з однієї локальної території в іншу, вона надсилає до MSC/VLR запит на

383

оновлення інформації про місцезнаходження. Тому при пошуку мобільної станції пошукові сигнали будуть передаватись лише в межах однієї локальної території (LA).

-ідентифікаційний номер комірки (СІ) призначається кожній комірці і є унікальним в межах локальної території (LA).

BSIC (Base Station Identity Code) - ідентифікаційний код базової станції складається з двох частин:

BSIC=NCC+BCC,

де NCC (National Colour Code) - національний кольоровий код, нумерується від

0 до 7;

ВСС (Base Station Colour Code) - кольоровий код базової станції,

нумерується від 0 до 7.

Ідентифікаційний код базової станції (BSIC) використовується для того,

щоб розрізнити комірки, які працюють на однаковій частоті і належать різним кластерам. Крім того, цей номер може використовуватись для того, щоб розрізнити комірки, що належать різним операторам і перебувають на кордоні двох країн.

Для того, щоб розрізнити операторів в суміжних PLMN (рис. 8.6), кожному оператору в країні присвоюється певне значення NCC.

Коміркам, які перебувають поблизу державних кордонів, присвоюються різні значення NCC. Припустимо, мобільна станція перебуває в активному режимі і використовує розмовний канал на несучій частоті f4 в країні В.

Мобільна станція вимірює сусідні частоти, в даному випадку частоти f1, f12 і f14.

В країні С частота f1 використовується в комірці, яка розміщена занадто близько до комірки з тією ж частотою в країні В. Як наслідок, при спробі мобільної станції виміряти частоту f1, вона може прийняти неправильний сигнал. Проте вона виявить, що NCC є неправильний і результат вимірювання буде забракований. В даному випадку MS не буде встановлювати виклик в іншій країні, а отже не будуть займатись додаткові сигналізаційні канали, що вигідно для оператора, і абонент збереже свої гроші. Цей метод також може

384

використовуватись і всередині країни, щоб запобігти сигналізації і перемиканням між різними MSC. Дозвіл встановлення виклику в сусідніх країнах визначається оператором для кожної комірки індивідуально шляхом введення відповідної команди в BSC.

Рис.8.6 Кольоровий код PLMN (NCC)

Кольоровий код базової станції (ВСС) використовується як захист від спільноканальних інтерференційних завад. З цією метою однаковий ВСС присвоюється всім коміркам в заданому кластері. Таким чином забезпечується максимальне рознесення ВСС.

Припустимо мобільна станція працює на частоті f6 (рис. 8.7) і проводить вимірювання в сусідніх комірках. Проте частота f15x, присвоєна комірці з іншого кластера, яка занадто близько розміщена до сусідньої комірки з частотою f15y. В деяких звітах про результати вимірювань мобільна станція включить вимірювання f15x замість fІ5y. Єдиною різницею буде лише те, що для f15y номер ВСС=2, а для f15x BCC=3. Найкращий з сигналів, незалежно від ВСС буде пересилатись до контролера базових станцій, і лише там алгоритм локалізації відфільтрує комірки з неправильним ВСС. В даному випадку f15x з

ВСС=3 буде виключена з подальшого розгляду.

385

8.1.6. Мережеві компоненти системи базової станції та зв'язок між

ними

Система базової станції BSS виконує всі функції, пов'язані з радіозв'язком.

Вона керує розподілом радіоканалів, контролює з'єднання, регулює їх чергування, забезпечує режим роботи з стрибками по частоті, модуляцію і демодуляцію сигналів, кодування і декодування повідомлень, кодування мовлення, адаптацію швидкості передачі для розмовної інформації, даних і виклику і т.д.

Рис.8.7 Кольоровий код базової станції

Всі функції системи базової станції розподілені між її мережевими компонентами.

Основними мережевими компонентами системи базової станції є:

Контролер базових станцій BSC (англ. Base Station Controller);

Транскодер/блок адаптації швидкості TRAU (англ. Transcoder Rate Adaptation

Unit);

Базова приймально-передавальна станція BTS (англ. Base Tranceiver Station).

Контролер базової станції - це основний елемент системи базової станції,

який відповідає за розподіл радіоресурсів і керування зв'язком. BSC взаємодіє з транскодером, з однієї сторони, і з базовими станціями - з іншої через стандартизовані інтерфейси: A-ter і А-bis відповідно.

Модуль TRAU може реалізовуватись як у вигляді окремого блоку, так і бути інтегрованим в BSC, розміщуватись поблизу центру комутації MSC. Проте

386

незалежно від фізичного розташування він завжди належить до системи базової станції. Зв'язок системи базової станції з системою комутації відбувається через А-інтерфейс.

Існує два основні способи під’єднання базових станцій до BSC (рис. 8.9):

Деревоподібне під’єднання;

Сіткоподібне під’єднання.

При деревоподібному під’єднанні вихід з ладу хоча б однієї з ділянок може призвести до одночасної втрати зв’язку з кількома станціями, проте такий спосіб є більш вигідний з економічної точки зору. Сіткоподібне під'єднання характеризується високою надійністю, проте вимагає великих економічних затрат.

Рис.8.8 Мережеві компоненти і інтерфейси системи базової станції

Тому на практиці переважно використовується комбінація цих двох способів під'єднання: деревоподібне з'єднання базових станцій з петлею.

На практиці для зв'язку між контролером і базовими станціями найчастіше використовуються орендовані стаціонарні лінії зв'язку. Проте ці лінії не завжди доступні в потрібній кількості, а тому оператор часто вимушений організовувати потоки власними засобами. Прокладання власних стаціонарних ліній, особливо в умовах міста, в більшості випадків нераціональне і

387

економічно невигідне. Найкращим способом вирішення цієї проблеми є організація власної радіорелейної мережі. Одним з прикладів радіорелейного обладнання, призначеного для коміркових мереж, є обладнання фірми Ericsson Mini Link. Система радіорелейного зв'язку Ericsson Mini Link призначена для передачі на невеликі відстані (максимальна відстань - декілька десятків кілометрів), що ідеально підходить для з'єднання базових станцій між собою і з контролером. Легка радіорелейна система характеризується невеликими габаритними розмірами, що полегшує вимоги щодо її встановлення. Останній варіант (Mini Link E) виконаний у вигляді переносного блоку.

Рис.8.9 Основні способи під’єднання базових станцій до BSC

Ericsson Mini Link складається з антенного радіомодуля, звичайно параболічного дзеркала (виносна підсистема), і модуля доступу (підсистема, що розміщується в приміщенні). Підсистеми зв'язані між собою коаксіальним кабелем. Радіомодуль можна розмістити на будь-якому високому будинку чи мачті: потрібно лише забезпечити пряму видимість між антенами. Модуль доступу є незалежним від частотної смуги і включає модем,

388

комутатор/мультиплексор і сервісний блок, який дозволяє стежити за станом зв'язку всієї радіорелейної мережі.

Mini Link С працює в частотних діапазонах 15, 23, 26 або 38 ГГц. Mini Link E (розширений варіант Mini Link C) працює в наступних діапазонах:

Mini Link 7-Е - 7.1-7.7 ГГц;

Mini Link 15-E - 14.4-15.35 ГГц;

Mini Link 18-Е - 17.7-19.7ГГц;

Mini Link 23-E - 21.6-23.6 ГГц;

Mini Link 26-Е - 24.8-26.5 ГГц;

Mini Link 38-E - 37.1-39.4 ГГц. Mini Link E включає:

Канал передачі аварійних сигналів (передані аварійні сигнали централізовано контролюються в ОМС OSS).

Моніторинг робочих характеристик.

Кільцева перевірка на ближньому і дальньому кінці.

Програмне встановлювані маршрутизація і трафік.

Програмне регульована вихідна потужність.

Рис.8.10 Обладнання Mini Link Ericsson

Використання власних радіорелейних ліній зв'язку вирішує проблеми

389

з'єднання з новими базовими станціями, дозволяє забезпечувати необхідні обхідні шляхи та резервування.

В будь-якій комірковій мережі для зв'язку між базовими станціями, а

також для їх під'єднання до контролера базових станцій організовується власна транспортна мережа. Таке рішення дозволяє ефективно використовувати наявні лінії зв'язку і забезпечує гнучке керування інформаційними потоками. Ericsson

DXX - це мережевий варіант для побудови досконалої транспортної мережі.

Мережа Ericsson DXX може забезпечувати єдиний ресурс передачі для всіх потреб оператора. DXX пропонує керування каналами з конкретними смугами частот. Це означає, що поряд з наданням транспортної гнучкої мережі Ericsson DXX може відповідати додатковим вимогам організації мережі, таким чином забезпечуючи економію витрат на інфраструктуру. Гнучкість системи Ericsson DXX дозволяє застосовувати її в різних мережевих конфігураціях, найбільш поширеними з яких є зіркоподібна і кільцева. Зіркоподібна і кільцева конфігурації дають можливість застосування ускладнених методів відновлення мережі і альтернативної маршрутизації трафіка зі сторони базової станції.

Основними перевагами застосування DXX є:

Оптимальне використання смуги частот і зменшення вартості ліній завдяки гнучкій мережі крос-з'єднань.

Гнучкість адаптації до змін в стратегіях росту і вдосконалення технологій.

Оптимальна якість передачі завдяки резервуванню і маршрутизації.

Сумісне використання мережі (наприклад, аналоговими і цифровими комірковими мережами, PSTN і мережами передачі даних).

Передача на швидкостях 8, 16, 32 і 64 кбіт/с і вище для заповнення стандартних каналів 2 Мбіт/с і можливість розширення мережі.

Централізоване управління і вдосконалені функції виявлення і локалізації збоїв, що зменшує вартість експлуатації і технічного обслуговування та дозволяє оптимально використовувати персонал.

Функції автоматичного та ручного відновлення для покращення працездатності каналів.

390