diplov / file1

КОМУТАТОР

СУБШВИДКОСІ

Рис.8.40 Передача інформації всередині BSC/TRC

Блок сигналізації Блок сигналізації відповідає за виконання сигналізаційних протоколів на

А-, А-ter та A-bis інтерфейсах і містить два типи пристроїв: сигналізаційні термінали, призначені для оброки повідомлень системи сигналізації №7, і обробники прийомо-передавачів, які дозволяють ефективніше використовувати

A-bis інтерфейс через LAPD-сигналізацію. Використання в системі GSM двох систем сигналізації зумовлене тим, що для організації міжстанційної сигналізації електронних АТС стаціонарних ТМЗК вже значний час використовується система сигналізації №7, і вона прийнята для забезпечення сигналізації в цифрових мережах ISDN. Крім того, в мережі GSM необхідно здійснювати сигналізацію в конфігурації ―точка-мультиточка‖, а протокол

LAPD спеціально створений для цих цілей, і він широко використовується в мережі ISDN. Таким чином, використання двох систем сигналізації робить

GSM сумісною з ТМЗК і ISDN.

В блоці сигналізації сигналізаційне повідомлення пере6творюється в формат, придатний для опрацювання контролером базових станцій і фор матоване повідомлення передається в блок керування BSC для подальшої обробки.

На A- і A-ter інтерфейсах використовується система сигналізації №7, а

451

саме протоколи BSSAP/BTAP і MTP/SCCP.

Протокол BSSAP (Base Station System Application Part) складається з трьох

частин:

BSSMAP (Base Station System Management Application Part), який включає команди пошуку мобільної станції, команди використання режиму шифрування і інші дані, які відносяться до мобільної станції і передаються між MSC BSC;

DTAP (Direct Transfer Application Part), який містить команди запиту і відхилення аутентифікації, інформацію про оновлення місцезнаходження мобільної станції (location update). Повідомлення DTAP прозоро комутуються через BSC і базові станції і надходять до конкретної мобільної станції;

роздільча функція, яка розрізняє повідомлення BSSMAP і DTAP.

BSSMAP повідомлення передаються прозоро через транскодер,

використовуючи протоколи MTP і SCCP.

Рис.8.41 Структура протоколу BSSAP

Протокол МТР (Message Transfer Part) складається з трьох рівнів:

Рівень 1 забезпечує однонаправленість сигнального з’єднання;

452

Рівень 2 перевіряє дані і виправляє будь-які помилки, що трапились під час передачі;

Рівень 3 встановлює, обробляє і розриває з’єднання, а також обробляє адресацію і маршрутизацію.

Протокол SCCP забезпечує два відмінні принципи сигналізації:

Орієнтований на з'єднання (connection oriented) - при якому спочатку встановлюється з'єднання, а всі наступні сигналізаційні повідомлення використовують це з'єднання. Всі повідомлення відсилаються і прибувають в строгій послідовності;

Безз'єднувальний (connectionless) - при якому сигналізаційні повідомлення маршрутизуються через мережу незалежно.

BSSMAP і DTAP повідомлення включаються в формат SCCP як поле даних, структура якого приведена на рис. 8.42. При цьому 7-й біт дискримінатора вказує на прозорість з'єднання (―1‖ - так, ―0‖ - ні), тобто якій частині протоколу BSSAP адресується з'єднання; 6-й та 7-й біти ідентифікатора каналу використовуються тільки прикладною частиною для прозорої передачі

DTAP для визначення типу логічного каналу управління між BTS і MS (―00‖ -

виділений сигналізаційний канал або швидкий канал управління, ―01‖

повільний канал управління); біти 0, 1, 2 ідентифікатора каналу визначають ідентифікатор доступу до послуг SAPI, який вказує чи дані є сигналізаційним повідомленням, повідомленням техобслуговування або даними, які адресовані протоколу LAPD.

Для сигналізації між транскодером і контролером базових станцій (A-ter

інтерфейс) використовується протокол ВТАР. ВТАР-повідомлення, які стосуються інформаційних потоків, передаються в режимі орієнтації на з'єднання, а всі інші - в безз'єднувальному режимі.

453

Дискримінатор

Ідентифікатор каналу

Довжина повідомлення

Повідомлення

Рис.8.42 Формат SCCP

На ділянці BSC-BTS використовуються стандартні цифрові канали з швидкістю передачі 64 кбіт/с. Для транспортування сигнальної інформації по стандартному цифровому каналу використовується протокол LAPD. При цьому використовується два режими доставки інформації: з підтвердженням і без підтвердження. Обмін інформацією на канальному (другому) рівні протоколу

LAPD здійснюється у вигляді кадрів, формат яких приведено на рис. 8.43.

Будь-який кадр ідентифікується стартовим і кінцевим прапорцем F (01111110). З метою забезпечення прозорості цифрового потоку каналу для інформації, що міститься між прапорцями, використовується процедура біт-

стаффінгу. Контроль за достовірністю реалізується за допомогою контрольних бітів FCS. Адресне поле містить: ідентифікатор точки підключення - ТАІ;

ідентифікатор доступу до послуг - SAPI; ідентифікатор команди (―0‖) або відповіді (―1‖) - C/R (Command/Response); індикатор розширення адресного

454

поля по байтах - ЕА (―0‖ - так, ―1‖ - ні). Використання полів SAPI та ТЕІ в процесі доставки інформації на ділянці BSC-BTS показано на рис. 8.44.

Рис.8.44 Використання полів SAPI та ТЕІ

Поле керування визначає тип формату кадру і містить інформацію, яка необхідна для управління обміном кадрами: номер переданого і очікуваного кадру, а також відповідну біт-індикацію.

В загальному випадку розрізняють три типи форматів: І - інформаційний кадр; S -керуючий кадр; U - ненумерований кадр. Формат кадру типу S не містить інформаційного поля і використовується для підтвердження про прийом кадру (RR), оповіщення про зайнятість (RNR), перезапит кадрів (REJ) і

т.д. Кадри формату U можуть містити інформаційне поле, але не містять порядкових номерів. Вони використовуються для встановлення двостороннього логічного каналу і роз'єднання, для відмовлення при переповненні буфера.

8.4.2. Функції контролера базових станцій

8.4.2.1. Визначення каналу

При визначенні нового каналу враховується ряд умов. Який канал в новій комірці в кінцевому результаті буде призначений і зарезервований, залежить від причини призначення нового каналу тобто варіанту трафіку. Термін варіант трафіку включає різні типи естафетної передачі (перемикання каналів):

перемикання всередині комірки, зміна субкомірки або негайне призначення каналу. Другим критерієм є режим передачі, тобто передача розмовної

455

інформації або даних чи передача сигналізаційної інформації. Третій критерій враховує, чи оператор хоче призначити канали в субкомірковій структурі (т.зв.

надкомірки і підкомірки). Комбінація варіанту трафіку, потрібного каналу

(мовлення чи дані) і індикатора використання субкоміркової структури утворює т.зв. тип вибору каналу (ST).

При визначенні нового каналу комбінація каналів і субкомірок розглядається як певний тип ресурсу (RT). Можливі типи ресурсів приведені в табл. 8.5.

Якщо нова комірка має достатньо ресурсів, щоб прийняти естафетну передачу, згідно профілю призначення каналів (CHAP) призначається новий канал. Профіль призначення каналів - це список, який пов'язує тип вибору каналу (ST) з списком пріоритетів типів ресурсів (RTPL). Слід відмітити, що кожен ST має власний список пріоритетів типів ресурсів (RTPL). Табл. 8.6 є

прикладом профіля призначення каналів:

Таблиця 8.6. Профіль призначення каналів.

Список пріоритетів типів ресурсів - це таблиця, яка містить список ресурсів в порядку пріоритету. Система вибирає перший ресурс з RTPL. Якщо для першого вибору немає вільних ресурсів, система вибирає другий тип ресурсу в списку. Табл. 8.7 показує цей принцип.

456

У випадку перемикання внаслідок перевантаження система перевіряє тип вибору каналів, наприклад, перемикання на розмовному каналі, і вибирає

RTPL, який призначений для цього варіанту трафіку. Наступним кроком системи є вибір першого вільного ресурсу в RTPL і його резервування.

8.4.2.2. Диференціальне визначення каналу

Диференціальне визначення каналу - це інструмент для керування доступом мобільної станції до системи залежно від інтенсивності трафіку.

Диференціальне визначення каналу дає оператору можливість регулювати виділення радіоресурсів в межах комірки.

Доступ до розмовних і сигналізаційних каналів може контролюватись за рахунок резервування певної кількості каналів для пріоритетних з'єднань.

Більш того, цей доступ залежить від пріоритету, визначеного для абонента в

HLR (домашньому реєстрі).

Диференціальне визначення каналу може застосовуватись до різних типів ресурсів: SDCCH і ТСН каналів як в надкомірках, так і в підкомірках (звичайна комірка розглядається як підкомірка) при використанні субкоміркової структури.

При спробі доступу мобільної станції до системи остання визначає кількість недоступних каналів (INAC), тобто каналів, які можуть бути зарезервовані для викликів з різними рівнями пріоритету. Якщо мобільна станція з певним рівнем пріоритету вимагає доступу до системи, система буде оцінювати співвідношення вільних, зайнятих і зарезервованих каналів і на

457

основі цих даних дасть позитивну або негативну відповідь на запит доступу:

Варіант 1. Система перевіряє, скільки каналів зарезервовано для інших рівнів пріоритету. Якщо кількість вільних каналів рівна або менша, ніж кількість зарезервованих каналів (INAC), доступ буде заборонений.

INAC=3

Рис.8.45 Доступ заборонений

Варіант 2. Якщо кількість вільних каналів перевищує значення INАС хоча б на 1 (INAC+1), тоді доступ мобільної станції з певним рівнем пріоритету до системи залежить від ймовірності невдалої спроби доступу. Ця ймовірність визначається оператором за допомогою спеціальної команди в BSC, точніше параметром PROBF. PROBF=0% означає, що мобільна станція обов'язково отримає дозвіл на доступ; PROBF=25% означає, що одна з чотирьох мобільних станцій (з тим самим рівнем пріоритету) отримає відмову.

Рис.8.46 Доступ залежно від PROBF

Варіант 3. Якщо кількість вільних каналів рівна або більша, ніж (INAC+2),

доступ буде дозволений в будь-якому випадку.

458

Рис.8.47 Повний доступ

Для визначення кількості зарезервованих каналів, а також для вказання ймовірності невдалої спроби доступу для кожного рівня пріоритету,

використовується спеціальна таблиця - профіль пріоритету. Для комірок з однією несучою частотою профіль пріоритету може виглядати наступним чином:

Таблиця 8.8. Профіль пріоритету для комірок з однією несучою

Як видно з табл. 8.8, мобільні станції з рівнем пріоритету 4 мають повний

доступ до системи.

8.4.2.3. Динамічне керування потужністю мобільної станції

Динамічне керування потужністю мобільної станції використовується для обмеження спільноканальних інтерференційних завад, а також для зменшення споживання мобільною станцією енергії. Динамічне керування потужністю полягає в регулюванні вихідної потужності MS з метою підтримування постійного значення потужності сигналу на приймачах базової приймально-

передавальної станції (BTS). Рішення про зміну вихідної потужності мобільної станції контролер приймає на основі звітів про результати вимірювань базової станції, які надходять кожні 480 ms і включають такі дані, як виміряна потужність сигналу, якість зв'язку по каналу ―вверх‖, індикатор використання

459

перервної передачі, поточний рівень потужності мобільної станції і ін.

Алгоритм динамічного керування потужністю мобільної станції представлено на рис.8.48.

Алгоритм може використовуватись в двох режимах регулювання потужності:

стаціонарному режимі;

початковому режимі.

Звичайним режимом алгоритму регулювання є стаціонарний режим.

Початковий режим використовується лише на самому початковому етапі з'єднання. При новому з'єднанні мобільна станція використовує номінальну потужність, встановлену для комірки. Оскільки звичайно базова станція обслуговує одночасно декілька викликів, необхідно якнайшвидше зменшити потужність сигналу нового з'єднання. Це потрібно, щоб запобігти погіршенню якості інших викликів внаслідок високого рівня інтерференції. Основне завдання даного режиму полягає в швидкому зменшенні вихідної потужності мобільної станції, поки не будуть доступні стабільні вимірювання і потужність

MS буде розраховуватись в стаціонарному режимі.

Алгоритм динамічного керування потужністю мобільної станції складається з наступних основних етапів:

1.Підготування результатів вимірювань. Перш за все має бути прийняте рішення відносно того, яка з множин вимірювань по каналу ―вверх‖ буде використовуватись. Вибір ґрунтується на індикаторі використання перервної передачі, який передає мобільна станція. Якщо перервна передача по каналу

―вверх‖ не використовується, система використовує неповну множину звітів до того часу, поки не отримається повна множина звітів. Оцінка же повної множини звітів буде проводитись лише після того, як всі звіти надійдуть до контролера. На даному етапі виконується також обробка втрачених звітів.

При втраті інформації видається наказ підвищити вихідну потужність, щоб запобігти занадто малому значенню, яке може призвести до втрати виклику.

460